胡庭军，邹萍萍，袁晓军，魏 涛，王功成

（江铃汽车股份有限公司产品研发总院，江西 南昌 330001）

0 引言

发动机气缸盖长期处于高温和高压的工作环境中，承受着交变载荷的作用，工作条件十分恶劣。随着汽车领域排放升级，发动机排放的气体温度越来越高，对发动机气缸盖结构设计也是一个极大的考验。通过CAE分析技术可以快速、准确获得缸盖温度及热应力分布情况，验证缸盖结构设计是否可行。目前，国内也有相当多的企业和高校对气缸盖的强度展开了研究工作，并获得了一定的成果[1-5]。

发动机工作时，气缸体和缸盖一直处于高温状态，通过水套中的冷却水带走部分热量，防止缸盖过热而出现失效情况。冷却水与缸盖之间的换热方式有三种：自然对流换热、核沸腾换热、膜沸腾换热。换热系数与水套壁面温度关系如图1所示，当水套壁面温度超过膜态沸腾温度后，水套的换热系数会急剧下降，因而必须控制水套温度与膜态沸腾温度的差距大于20℃。膜沸腾（film boiling）是指发生在固体-液体界面上的一种传热形式，在核沸腾的情况下，继续加热固体，这时固体表面生成大量气泡，达到很高的密度，最后气泡连成一片而成为一层气膜，固体表面被气膜所包围不与液体直接接触，然后整个气膜脱离界面而形成沸腾膜，这时的界面传热突然下降。在这个区域，加热的固体表面与液体之间的温差很大，会导致固体装置过热而烧损。在实际工作中，应避免膜沸腾的形成。……