杨有春 刘睿 范才翼

摘要：发动机气缸体顶面的温度对缸垫的密封及可靠性有很大影响，为了降低气缸体顶面两缸之间的温度，对发动机水套进行了优化设计，通过CFD的方法对各方案的压力、流速和换热系数进行了对比，分析表明一种浅“V”形的水套结构在整机水套阻力增加不大的情况下，两缸间的水套流速增大到3m/s，换热系数达16000W/（m2K），通过热机耦合的方法对气缸体的温度进行分析，结果表明采用浅“V”形的水套，气缸体顶面的温度降低了14.21～23.76℃，为后续气缸体的结构设计提供了一定的参考。

关键词：热机耦合分析;气缸体;顶面温度;水套结构

中图分类号：TG65                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）07-0022-04

0  引言

随着柴油机小型化和强化程度的不断提高，气缸体和气缸盖受到的热负荷越来越高。气缸体的工作环境特别恶劣，不仅仅受到高温、高压的燃气压力，还受到螺栓预紧力。特别是随着发动机外形尺寸越来越小，两缸之间的距离也越来越小，随之导致两缸之间的刚度越来越小，温度也随之提高。两缸之间的温度升高不仅仅影响气缸体的强度，也影响到气缸垫的密封，导致气缸垫漏气、漏水、开裂等故障。本文介绍了一款发动机在开发过程中出现气缸体顶面局部温度偏高，导致气缸垫密封和开裂的故障，通过CFD的方法，优化了气缸体的水套结构，找到了一种能有效提高两缸之间冷却液流速和换热系数的结构，通过热机耦合的方法对优化后的气缸体顶面温度进行分析，分析结果显示大幅降低了缸盖顶面的温度。……