气缸套变形的现象是在柴油机工作中普遍发生的,这种现象的存在严重影响了柴油机的性能。随着社会的进步,对柴油机的发展提出了“低污染、低油耗、高效率和高可靠性”的目标。在柴油机工作中,气缸套的变形将会直接影响活塞环与缸套内壁的配合以及燃烧室的气密性,进而导致燃气泄漏、机油窜升、磨损加剧,最终影响柴油机的整体性能、经济性和安全性。然而,柴油机结构复杂多样,各零件之间不管是静态装配问题还是动态的挤压、拉伸、热传导问题的变化都十分复杂,增加了对气缸套变形研究的难度。为了达到新时代给柴油机提出的发展目标,因此如何减轻气缸变形问题,得出影响气缸套变形的规律性结论将十分必要,亦具有研究意义。以某企业正在生产使用的12V265型柴油机进行研究,采用不断进步的CAE技术,首先,根据12V265型柴油机图纸建立机体、气缸套、气缸盖、气缸垫片和预紧螺栓的理想化三维模型,完成各零件之间接触设置以模拟接近柴油机装配体实际接触状态。同时,确定并计算了气缸套所受载荷边界条件,如螺栓预紧力、气缸内气体压力、热载荷和活塞侧向力。其次,分别进行了柴油机装配体模态分析,结果表明柴油机在正常工况下不会发生共振,并预测气缸套顶部为变形较危险区域;进行了气缸套温度场分析,结果表明气缸套温度分布不均,冷却水温度对气缸套冷却性能影响较大;进行了气缸套非工作状态下变形分析,结果表明螺栓预紧力对气缸套的变形主要集中在气缸套顶部与气缸盖接触面;采用了热-结构耦合的方法来进行气缸套变形分析,通过四种不同加载方案对比,结果表明对气缸套轴向变形影响较大的因素为螺栓预紧力,对气缸套径向变形影响较大的因素为热载荷,气缸套的整体变形主要体现为径向变形。最后,针对工作条件最恶劣的爆发缸进行周向展开和傅里叶变换分析,得到气缸变形主要为傅里叶第二阶和第四阶变形,变形形状主要为椭圆形和四花瓣形。