大功率游艇用柴油機氣缸蓋的設計與開發(fā).pdf

1、目前國內(nèi)外12升左右的游艇用柴油機市場需求量大，公司在現(xiàn)有12升車用柴油機基礎上升級開發(fā)游艇用柴油機，功率目標為530kW，即升功率高達45.62kW/L，并且要求滿足EPA TierⅢ排放法規(guī)。由于該機型功率密度高、設計爆壓高（185bar），原始機型氣缸蓋的冷卻能力、強度水平及氣道性能不能滿足開發(fā)目標要求，成為本體機的設計瓶頸。
　　為了解決氣缸蓋冷卻能力不足的問題，本文采用自上而下冷卻方案，重新設計了冷卻水套結構，并在新結構

2、基礎上進行局部優(yōu)化。利用Pro/E軟件建立了冷卻水套三維模型，采用AVL.FIRE軟件對冷卻水套中冷卻液流動進行了數(shù)值模擬，通過對比分析可知，新結構尤其是局部優(yōu)化后的冷卻水套，其流量和流速分布更加合理，鼻梁區(qū)的換熱系數(shù)得到了大幅提高，冷卻水套的冷卻能力和效率得到了有效提高。通過對氣缸蓋的溫度進行有限元分析表明，缸蓋鼻梁區(qū)溫度下降了39℃。
　　為了解決氣缸蓋強度不足的問題，本文修改了缸蓋局部結構，利用Pro/E軟件建立了氣缸蓋三維

3、模型，并采用有限元方法對氣缸蓋的應力和高周疲勞強度進行了數(shù)值模擬，改進后的氣缸蓋強度滿足了要求。
　　為了更好的滿足發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放性指標，通過燃燒分析給出了進、排氣道的性能目標要求。為了滿足目標要求，本文對進、排氣道進行了改進設計。在試驗臺架上對進氣道實物進行了修磨確定改進方向，通過正向設計方式設計出進氣道，并通過氣道穩(wěn)流試驗測量了改進后進氣道的渦流比和流量系數(shù)，結果顯示改進后的進氣道渦流比和流量系數(shù)均滿足設計要求；采用正向