a.缸盖燃烧室与高温燃气接触区域,均匀承受最大燃气爆发压力为6.8
MPa(厂家提供数据)。
b.缸盖气门座孔处承受由气门经气门座圈传递而来的高温燃气作用力。气门与气门座圈接触而与气门平面成45°,计算可得:进气门座圈孔处承受而压为14.77
MPa,排气门座圈孔处承受而压为12.72Mpa。
在发动机工作状态下,由于缸内燃气压力的作用,缸盖螺栓紧固力相对装配状态下会有所变化。如图所示,缸盖螺栓预紧力为仓,缸内燃气最大爆发压力为F,设额定工作状态下缸盖螺栓受到的总拉力为Q
(Q=Q1+CF),其中C为螺栓载荷波动值。将螺栓与被连接件(气缸盖、机体)视为弹性件的并联。
对于所研究的缸盖螺栓连接,气缸盖和机体为螺栓连接的被连接件,任一缸承受最大燃气爆发压力时,其周围4个缸盖螺栓共同作用。代入相关参数,计算可得缸盖螺栓的载荷波动系数C为0.027缸盖螺栓在最大燃气爆发压力作用下产生的交变分量载荷为0.9113
kN。
有限元分析时在稳态应力场上,叠加额定工况下交变工作载荷最大值(最大燃气爆发压力+缸盖螺栓紧固力交变分量最大值),气缸盖祸合应力场
可以看出,气缸盖祸合应力场的高应力区为排气门鼻梁区及排气门周围区域.与工程实际相符,最大应力值为157.3
Mpa。
对比图可以发现,二者所显示的缸盖应力分布状况基本相同,只是图所示缸盖祸合应力场的各点应力值比图所示的稳态应力场稍有增加,表明缸盖所承受的稳态载荷(主要是热载荷)的影响远大于交变的工作载荷。
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