张钦修 ，张 翼 ，张 敏 ，牛 军

（1.中北大学 机械与动力工程学院，山西 太原 030051；2.中国北方发动机研究所，天津 300400）

1 引言

气缸盖是发动机设计中极为重要零件之一，其结构最为复杂。内燃机的燃烧室由气缸盖与活塞顶和汽缸内壁组成[1-2]。对于气缸盖，其承受的应力主要包括机械应力和热应力[3]，热应力主要是由于燃气和冷却水共同作用下的温度分布不均所造成的。

文献[4]基于流固耦合的法对气缸盖的温度场进行了仿真；文献[5]对气缸盖热负荷进行了仿真分析，确定了气缸盖温度的最高区域，分析了影响热负荷的主要因素；文献[6]提出了评估气缸盖热强度的C2因子，验证了增加冷却液进口流量的方式并不利于提高气缸盖鼻梁区的抗热疲劳能力，文献[7]骨架式气缸盖设计喷油器安装孔结构和顶板加强筋与缸盖螺栓安装孔共同构成了气缸盖的主承力结构，得到了主承力结构的调整对气缸盖的热机耦合应力分布具有较大影响。

以某柴油机铸铁气缸盖为研究对象，研究了不同结构参数对缸盖温度场及热应力的影响，为气缸盖的进一步优化设计提供了参考。

2 缸盖有限元模型

2.1 网格划分

在保证不影响计算结果的前提下，对气缸盖等组合结构的三维模型进行了必要的简化和几何清理。网格划分时，采用四面体单元，因气缸盖为主要研究对象，且其内部水套比较复杂，网格划分尺寸设置为6mm；螺栓和进排气门座圈尺寸较小，网格划分尺寸设置为4mm，其余零件按照14mm进行划分，有限元模型，如图1所示。……