Исследование напряженно-деформированного состояния крышки цилиндра высокофорсированного дизеля

Разработка и совершенствование методов расчета деталей двигателей, образующих камеру сгорания, в условиях роста тепловой и механической напряженности вследствие интенсификации рабочего процесса продолжает оставаться актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес. Рассмотрена уточненная методика определения теплонапряженного состояния крышки цилиндра. Задача решена в сопряженной постановке с учетом гидродинамики жидкости в полостях охлаждения, а также в условиях согласования температур на поверхностях контакта с клапанами. Выполнен анализ полученных результатов по неравномерности напряжений, предложен вариант модификации конструкции. Предложенный в результате исследования вариант позволил получить более рациональную силовую схему крышки цилиндра, обеспечивающую значительно меньший уровень напряжений, и одновременно осуществить другой способ подвода охлаждающей жидкости.

Литература

[1] Ruschmeyer K., Berndt B., Rulfs H. The Potential of Extremely High Cylinder Pressures in Diesel Engines. MTZ industrial, 2012, no. 8, pp. 64–71.

[2] Рыжов В.А. Разработка дизелей нового поколения на Коломенском заводе. Двигателестроение, 2009, № 2, с. 18–20.

[3] DIESEL–RK is an engine simulation tool. URL: www.diesel-rk.com (accessed 25 November 2014).

[4] Engine & emission technology online. URL: www.dieselnet.com/ (accessed 29 November 2014).

[5] Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD. La Cañada Flintridge, DCW Industries, 2006. 515 p.

[6] Kolev N. Multiphase Flow Dynamics 2. Thermal and mechanical interactions. Berlin, Springer, 2007. 692 p.

[7] Kurul N., Podowski M. On the modeling of multidimensional effects in boiling channels. Proceedings of the 27th National Heat Transfer Conference. Minneapolis, 1991, pp. 301–314.

[8] Маластовский Н.С. Методика определения локальных граничных условий со стороны охлаждения при расчете температурных полей крышек цилиндров двигателей. Дис. … канд.техн. наук. Москва, 2011. 158 с.

[9] Новенников А.Л. Теоретические аспекты, методы и пути улучшения теплового состояния охлаждаемых деталей поршневых двигателей. Дис. … д-ра техн. наук. Москва, 1993. 213 с.

[10] J.P. Kroes, C.W.M.van der Geld, E. van Velthooven. Modeling of nucleate boiling in engine cylinder head cooling ducts. 5th International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems HEAT-2008. Warsawа, 2008, pp. 79–84.

[11] Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Маластовский Н.С. Методика расчета согласованных температурных полей крышки цилиндра с клапанами. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 7, с. 82–91.

[12] Sorger H., Zieher F., Sauerwein U., Schöffmann W. Highly loaded cylinder heads in diesel and gasoline engines. Trends and Potentials. MTZ, 2008, vol. 69, no. 02, pp. 4–11.

[13] Myagkov L.L., Strizhov Е.Е., Malastovskii N.S. Modeling of the Thermal State of the Diesel Cylinder Cover with Allowance for Liquid Flow in the Cooling Cavity. Heat Transfer Research,2008, vol. 39, iss. 8, pp. 685–694.

[14] Zieher F., Langmayr F., Jelatancev A., Wieser K. Thermal Mechanical Fatigue Simulation of Cast Iron Cylinder Heads. SAE 2005 World Congress, Detroit, 2005. 12 p.

[15] Мягков С.П. Повышение прочностной надежности крышек цилиндров транспортных дизелей. Дис. …канд. техн. наук. Москва, 2009. 166 с.

[16] Pounder’s Marine Diesel Engines and Gas turbine. Ed. Woodyard D. Oxford, Elsevier, 2009. 905 p.