EGR冷卻器支架焊縫方向?qū)附訌?qiáng)度的影響

廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)是降低汽車NOx排放的主要技術(shù)，應(yīng)用時(shí)結(jié)合EGR冷卻器來降低排氣溫度能夠進(jìn)一步減少NOx的排放。通過支架將EGR冷卻器安裝在曲軸箱上。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，尤其是高轉(zhuǎn)矩柴油機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的振動(dòng)將傳遞到EGR冷卻器支架上，造成支架連接處發(fā)生斷裂。常用熔化極惰性氣體保護(hù)焊可實(shí)現(xiàn)EGR冷卻器支架與曲軸箱的連接，當(dāng)發(fā)生斷裂后，常通過增加支架焊接處的強(qiáng)度來解決該問題，但往往忽略了焊縫處應(yīng)力分布對焊接強(qiáng)度的影響。通過對焊縫處應(yīng)力分布進(jìn)行分析，對焊縫方向進(jìn)行優(yōu)化，則不需要增加焊接處的強(qiáng)度，造成成本增加。

對支架焊接處應(yīng)力分布進(jìn)行分析前，需要確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)支架焊接處承受的振動(dòng)強(qiáng)度。通過振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，按照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）D 1601汽車零部件振動(dòng)試驗(yàn)方法，對安裝支架焊接原型進(jìn)行振動(dòng)測試，以確定振動(dòng)強(qiáng)度。利用有限元分析方法，對安裝支架焊接有限元模型進(jìn)行分析，不斷改變焊縫方向，對焊接處的應(yīng)力分布進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示：①焊縫方向影響焊接處的應(yīng)力分布，對焊接處是否發(fā)生斷裂具有明顯的影響；②當(dāng)焊縫方向與支架焊接處所受振動(dòng)方向相同時(shí)，焊接處易發(fā)生斷裂；③當(dāng)焊縫方向與支架焊接處所受振動(dòng)方向垂直時(shí)，焊接處所受的最大應(yīng)力減少40%。此外，這種借助試驗(yàn)和有限元仿真的優(yōu)化方法還可用于其它組件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中。

Amit Chaudhari et al.SAE

2016-28-0110.

編譯：李臣