排气管多层复合垫片密封性研究.pdf

第53卷第10期
农业装备与车辆工程
2015年10月
Vol 53 No 10
AGRICULTURAL EQUIPMENT VEHICLE ENGINEERING
October 2015
doi:10.3969/js.1673-3142.2015.,10.006
排气管多层复合垫片密封性研究
韩奎超,许自顺,李孟涵,于华
25004山东省济南市山东大学能源与动力工程学院)
[摘要]利用有限元法对缸盖一密封垫片一排气管组合件进行螺松预紧力下的結构受力分析,得到了密封垫片
上的接触应力分布云图和垫片变形量。计算结果表明,多层复合垫片在蓑配要求预紧力情况下,表现出了很好
的密封性。同时,采用垫片单元来进行模拟垫片突筋计算的方法可以大幅度减少计算量,避免计算过程中的发
散问题。
关键词]复合垫片;密封;垫片单元;有限元
[中图分类号]TK402
[文献标志码]A
[文章编号11673-31422015)100023-05
The Investigation on Sealing Performance of Layers Mixed Gaskets of Exhaust Pipe
Han Kuichao, Xu Zishun, Li Menghan, Yu Hua
(School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan City, Shandong Province 250061, China
[Abstract] The assembly of cylinder head, gasket seal and exhaust pipe in pre-tightening condition was analyzed by finite
element method. The contact stress distribution on the gasket and the displacement of gasket were obtained. It was found that
ayers mixed gaskets were well sealed in this condition. Meanwhile gasket element was used to simulate pads 'fange calculation
to avoid divergent at very reduced capacit
[Key words] mixed gasket; seal; gasket element; finite element
0引言
盖一密封垫片一排气管组合件进行螺栓预紧力下
发动机密封性是评价发动机性能的一个主要的有限元分析,得出了密封垫片上的压力分布,对
指标,随着发动机转速和功率的提升,对发动机密多层垫片密封性进行了评估。
封性的要求也随之提高。由于发动机各部分之间的1计算模型和边界条件
接触面存在一定的粗糙度,直接接触往往不能得到
1.1有限元模型
良好的密封效果,所以一般在密封面之间添加一个
根据缸盖和排气管的装配关系,计算模型主要
密封垫片,来达到更好的密封效果。目前,发动机密包括缸盖、垫片排气管和螺栓4个部分。为减少计
封性的研究大多关注于机体和缸盖之间的密封,并算量,节约计算时间,从整个装配模型中截取了一
且取得了很好的进展。比如,朱晓玲用 Abaqus个缸盖和排气管进行分析计算。机体各部件材料属
软件分析「某型号发动机气缸垫片在负業力载荷、性如表1所示,装配有限元模型如图1所示。
气缸爆发压力载荷和热载荷作用下的压力分布情
况;杨陈等哜有限元仿真技术应用到发动机稳态
表1材料属性
Tab 1 Material property
传热和热机耦合分析中,分析了在热应力工况下温
部件名称
材料
泊松比
度场对发动机密封性的影响;葛玉霞等龅研究和
缸盖、排气管
H250
0.26
探讨了有限元分析方法在汽车发动机钢质气缸垫
螺栓
密封性仿真分析中的应用,并且提出了相应的改进
上垫片
10Cr17
0.25
措施。而对于缸盖和排气管之间的密封性研究比较
中垫片
12CR17NI7
少,对于多层复合垫片的密封性研究则少之又少。
下墊片
06CR19NI10
根据赵春梅的研究,墊片密封失效主要表现在密
橡胶圈
MVQ
封面间的泄露。作者通过使用 Abaqus软件对缸
橡胶圈骨架
10Cr17
0.3
收稿日期:2015-05-14修回日期:2015-05-22
注:定义贴近缸盖的垫片为上垫片,贴近排气管的垫片为
万数据