2. Расчет температурного состояния выпускного клапана Д.В.С.
Постановка задачи
Целью данного расчета является определение распределения температуры в выпускном клапане двигателя внутреннего сгорания и максимального значения температуры. Задача решается для модели клапана в плоской осесимметричной постановке. Расчет проводится по методу конечных элементов при помощи Э.В.М.
Характеристики расчетной модели
Для проведения данного расчета была подготовлена плоская двумерная конечно-элементная модель клапана. Модель воспроизводит конструкцию клапана и содержит 90конечных элементов с 337 узловыми точками. В модели используются плоские четырехугольные восьми узловые конечные элементы. Для клапана задаются следующие свойства материала:
1) коэффициент теплопроводности: 
2) модуль упругости: 
3) коэффициент Пуассона: 
4) коэффициент температурного расширения: 
Граничные условия
На основании расчета рабочего
процесса двигателя для данного расчета устанавливаются граничные условия,
описывающие конвективный теплообмен по контактным поверхностям клапана.
Задаются значения коэффициента теплоотдачи 
и
температуры Т
Результаты расчета
Полученное в результате расчета распределение температуры в выпускном клапане двигателя внутреннего сгорания показано на рисунке 9.
Рис. 9 Распределение температур в клапане
Рис. 10 Напряженно-деформированное состояние клапана
Рис. 11 Деформированное состояние клапана
Рис. 12 Двумерная конечно-элементная модель клапана
Анализ результатов расчета.
Полученное в результате расчета распределение температуры в выпускном клапане может считаться близким к реальному. Максимальные температуры наблюдаются в районе тарелки клапана, которая находится в постоянном контакте с рабочим телом с одной стороны и отработавшими газами с другой.
3. Расчет температурного и напряженного состояния гильзы цилиндра Д.В.С.
Постановка задачи
Целью данного расчета является определение распределения температуры в гильзе цилиндра двигателя внутреннего сгорания и максимального значения температуры, а также распределения термических напряжений. Задача решается для модели гильзы в плоской осесимметричной постановке. Расчет проводится по методу конечных элементов при помощи Э.В.М.
Характеристики расчетной модели
Для проведения данного расчета была подготовлена плоская двумерная конечно-элементная модель гильзы. Модель воспроизводит конструкцию клапана и содержит 123конечных элементов с 454 узловыми точками. В модели используются плоские четырехугольные восьмиузловые конечные элементы. Для гильзы задаются следующие свойства материала:
1) коэффициент теплопроводности:
2) модуль упругости:
3) коэффициент Пуассона:
4) коэффициент температурного расширения:
Граничные условия
На основании расчета поршневых колец и системы охлаждения двигателя для данного расчета устанавливаются граничные условия, описывающие тепловой поток, идущий в гильзу со стороны рабочего тела, и конвективный теплообмен по поверхности, контактирующей с охлаждающей жидкостью.
Результаты расчета
Полученное в результате расчета распределение температуры в гильзе цилиндра двигателя внутреннего сгорания показано на рисунке 13, распределение термических напряжений – на рисунке 14. На рисунке 15 показано деформированное состояние гильзы. Полученное в результате расчета максимальное значение температуры гильзы равно 181 °С. Максимальная деформация вдоль оси Х 0,19 мм.
(Приложение 1 – Граничные условия рассчитываемых деталей, Гильза).
Приложение 2 – аппроксимация эпюры тепловой нагрузки гильзы
Рис. 13 Распределение температур в гильзе
Рис 14 Напряженно-деформированное состояние гильзы
Рис.15 Деформированное состояние гильзы
Рис.16 Двумерная конечно-элементная модель гильзы
Анализ результатов расчета
Полученное в результате расчета распределение температуры в гильзе может считаться близким к реальному. Максимальные температуры наблюдаются в районе камеры сгорания, что связано с высокими температурами рабочего тела, с которым гильза контактирует в этой области. Полученное максимальное значение температуры является приемлемым, что позволяет сделать вывод о применимости в таких условиях данной конструкции и материала гильзы
Приложение 1. Граничные условия деталей
Приложение 2 Эпюра тепловой нагрузки гильзы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.