基于有限元分析下缸盖提升量对气缸垫压筋疲劳问题的影响与研究

简介

气缸垫广泛应用于汽车发动机缸体与缸盖间密封,由于燃烧爆压引起缸体缸盖变形,使得压筋遭受疲劳考验。目前在CAE分析中,评价缸体缸盖变形量的指标是缸盖提升量,但是由于分析中往往重点关注的是密封压力,同时目前行业关于缸盖提升量的研究较少,为分析缸盖提升量(变形量)对压筋疲劳的影响,同时提出可行性的解决方案。为此分析了缸盖提升量的形成与影响因素及缸体缸盖变形量的差异,同时借助有限元分析解决气缸垫压筋疲劳开裂问题。研究表明,气缸垫压筋疲劳的主要影响因素是缸体缸盖的变形程度,缸体缸盖变形呈现两端变形大,中间变形小,距离爆压中心点越远,变形越小。同时,当缸体为铸铁,缸盖为铸铝时,缸体变形小于缸盖,当同为铸铝材质时,则缸盖变形小于缸体。通过对某发动机气缸垫开裂区域缸体缸盖进行优化,密封压力由10.3 N/mm提升至11.4 N/mm,改善10.7%,缸盖提升量由25.2μm下降至24.7μm,改善2.0%。同时解决压筋疲劳问题,可通过优化压筋尺寸、加强缸体缸盖结构、局部增加支撑筋、增加缸垫层数等来实现。旨在通过分析缸盖提升量对气缸垫压筋疲劳的影响为提出可实现的方案提供支持。