某增压直喷发动机主轴承壁有限元分析案例

吉利汽车技术中心
2016-05-14
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摘要:为计算某增压直喷汽油发动机概念设计阶段的主轴承壁的安全系数,分别采用HyperMesh和HyperView进行有限元分析的前后处理,分析工况有装配工况(螺栓预紧工况和轴瓦过盈工况)和气体载荷工况。计算结果表明,在气体载荷工况中曲轴箱通风孔和主轴承盖凸台处有应力集中现象,但数值相对较小,高周疲劳安全系数满足设计要求;通过 对主轴承盖与缸体的接触压力、轴瓦背压等进行评价,均满足设计要求。有限元分析结果和疲劳分析结果为增压直喷发动机主轴承壁的详细设计提供了重要依据。

1、前言


对概念设计阶段的某增压直喷汽油发动机主轴承壁进行有限元分析校核,根据三个基本工况的计算结果,可以得出主轴承盖在工作过程中对应不同工况的应力分布结果,再应用疲劳分析软件计算主轴承盖组件的安全系数,最后给出分析结论。


2、有限元前处理


对于四缸发动机而言,通常第二主轴承的载荷最大,所以仅对发动机第二主轴承壁进行分析。气体载荷工况时,第一缸和第二缸分别加载校核。模型包括部分缸体,第二主轴承盖,主轴承盖螺栓,主轴承瓦和模拟的主轴颈。缸体和主轴承盖为二阶十节点四面体单元,其它为一阶八节点六面体单元,整个模型包括145850个单元、251642个节点,如图1所示,此视图为第二缸右侧。


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