一种新型活塞材料

<正> 最新的中型Titan卡车所用的Mazda SL型3.5L直喷式涡轮增压柴油机上采用了一种新型的复合合金活塞材料,这种新型的活塞材料明显地改善了柴油机的工作情况及耐久性。Mazda公司声称:与传统的镶有耐热高镍铸铁环槽的铝活塞相比,这种复合合金活塞材料使柴油机的效率提高10％以上,发动机的磨损减少了20％,活塞的寿命延长了2倍,另外每个活塞的质重也减轻了约10％。对于功率较大的柴油机,活塞的头部承受着较大的热负荷及燃烧压力的作用,这种情况在直喷式涡轮增压发动机中更为严重。对付这种大负荷的最常用的方法就是将一个耐热高镍铸铁环铸在铝活塞的上部活塞环槽内。     

《内燃机配件》一九九○年总目录

题 目 朗 页 ·活塞’活塞设计中的若于问题11井式电阻炉可控硅温度控制系统 137镶防涨钢片AI—F in活塞 143日本泉公司活塞的发展 158改进模具冷却消除铝活塞组织缩松2 17锌对铝、硅合金活塞铸造的影响 2 19活塞裙部型线的测量及回归方法 3 16铝合金无变质熔炼挤压铸造的研究 3 28油腔内冷活塞3 40内燃机活塞的发展趋势及问题要点 3 46保温冒口在铝活塞生产中的应用4 24·现代高功率汽油机活塞材料一过共晶铝合金 4 55活塞结构对发动机机油烧损量的影响 4 58 ·羹活环·节油型…     

盐芯活塞的研制

一、前言 近30多年来来 柴油机发展迅速。在此情况下,活塞受到机械负荷与热负荷大幅度增加。为防止铝活塞顶产生裂纹,其温度不能超过350 ℃～375℃;另外,为保持润滑良好,防止积炭, 不使环槽迅速磨损,第一道环槽温度应控制在200～220℃以下。为此在铝活塞的第一或第一、二道环槽处镶铸奥氏体铸铁耐磨镶圈(以下简称耐磨镶圈),在活塞顶靠镶圈附近用水溶盐芯或电子束焊接制出振荡冷却油道。人们一般把这种活塞称做为振荡油冷活塞。根据冷却油道成形方法的不同,又把这种活塞区分为盐芯活塞与电子束焊接活塞。本文将要研究的是如图1所示的Φ100～200mm盐芯活塞。     

大功率中速柴油机活塞镶圈断裂的有限元分析

大功率中速柴油机磨损的活塞镶装镶圈是一种有效的修复方法。为消除某中速柴油机活塞镶圈在热负荷状态下产生应力集中而发生断裂现象,采用ANSYS有限元分析软件对该合金钢活塞镶圈进行有限元分析。计算时把温度场和热变形作为结构应力计算的边界,获取活塞镶圈在热负荷状态下的综合应力场。结果表明在活塞镶圈的固定销孔处产生了较大的应力集中。固定销孔结构的不合理是导致活塞镶圈断裂的主要因素之一。     

高性能天然气发动机活塞的开发

针对天然气发动机燃烧清洁、热负荷较高,机械负荷较低、润滑困难、易磨损的特点,从活塞的头部设计、环岸、环槽的设计、销孔设计、内冷油腔设计对天然气活塞进行了详细描述,并对天然气活塞进行了有限元分析和试验验证。     

高负荷发动机活塞的开发

为适应市场发展需要,开发一款高负荷发动机用铝活塞。根据发动机的升功率和最高爆发压力,对活塞整体结构、活塞环岸、环槽、销孔、内冷油腔进行设计,通过采用活塞销孔镶铜套设计增加销孔的可靠性。有限元分析表明活塞满足强度要求;利用动力学仿真分析对活塞二阶运动进行评估,满足载荷要求。对装配该活塞的发动机进行1500 h台架试验,结果表明:活塞各项性能指标均满足发动机的设计和使用要求。     

回收废活塞内耐磨圈

一、问题的提出 镶圈活塞是内燃机用活塞的一个发展方向,特别是对于一些大马力,重负荷的柴油机,非镶圈活塞不能胜任。近十年来,镶圈活塞在我国内燃机配件行业中得到迅速发展,年产量估计在100,000只左右,并且还有扩大的趋势。但是镶圈活塞的生产工艺复杂,特别是铸造时工艺参数要求很严,稍有不慎即出现废品。而废镶圈活塞上的耐磨圈却不能再直接用于浇铸镶圈活塞。大多数生产厂只是将废镶圈活塞再熔化一次,化出的铝合金用作回收料与新合金搭配使用,而剩下的耐磨圈则作废铁处理。这是一个很大的浪费。我们知道,耐磨圈是由一种高镍高铜的奥氏体铸铁制成,由于合金含量高,材料费昂贵,按目前价格计算,每公斤     

振荡冷却油腔活塞热结构强度的有限元分析

针对某增压柴油机振荡冷却油腔活塞的非对称结构，建立全活塞一活塞销一连杆小头的有限元模型；提出了振荡冷却油腔的第三类热边界条件的数学描述并进行了验证；通过建立活塞销和活塞销座孔的接触模型，研究了不同的卸载倾角对活塞结构强度的影响；采用阶谱单元(P单元)计算活塞回油槽等微细结构的力学效应；进行了在机械负荷和热负荷联合作用下的结构应力分析。     

耐磨镶圈与铝活塞基体粘结强度问题研究

高镍铜奥氏体铸铁空心型材,在垂直连续铸造工艺条件下,全断面呈现D+E型石墨形态,用其制作铝合金活塞中镶铸的耐磨镶圈,与同样材料的离心铸管所制作的镶圈相比,因晶界密度增加而提高了铝原子扩散通量,促使形成高铝低硅的强韧相α-Al8SiFe2,抑制了高硅低铝的脆性相Fe3(Si0.9Al0.1)的出现,化合物层厚度增加4-5倍,降低了界面应力梯度;同时因石墨裸露面积减少而改善了铝液浸润状况,扩大了有效粘结面积.其综合效果是将镶圈与铝活塞基体的粘结强度提高了30-57％.     

高升功率柴油机铸铁活塞的设计与计算分析

分析了内燃机升功率对活塞热负荷及机械负荷的影响,明确了活塞变形是造成活塞机械应力集中的主要影响因素的观点,提出了采用大内冷油道薄壁框架结构并配合短活塞销,以减小活塞变形并强化活塞顶部冷却,从而降低并协调活塞热负荷及机械负荷的新设计思路。将此设计思路应用于高升功率柴油机铸铁活塞的结构设计中,并对新设计活塞进行了三维接触问题的有限元计算分析。     

减小活塞镶圈位置偏移的工艺探讨

随着计算机的普及应用 ,人们利用计算机对发动机的设计模拟和台架试验 ,发现普通铝合金活塞在提高发动机性能方面 ,满足不了使用要求。经过试验 ,奥氏体铸铁镶圈活塞可以提高发动机性能 ,但却给机加工工艺提出了一个新的课题。目前 ,我国的活塞制造行业中 ,活塞机加工工艺绝大多数是以止口中心孔作为多道精加工工序的定位基准的。各活塞专业制造厂家根据各自的生产设备不同制定了各自的工艺流程。我厂镶圈活塞机加工工艺流程 ,第一道工序采用活塞止口毛坯面及顶部冒口凸台定位 ,荒车外圆及预平顶面 ,然后再精车止口。这就要求在活塞毛坯铸造…     

用高镍-铜铸铁空心型材制作铝活塞耐磨镶圈

垂直上引连续铸造的高镍-铜铸铁空心型材,从凝固成形原理上杜绝了离心铸管难以避免的铸造缺陷,具备＂高致密、近终形、强韧兼备＂的特点。用此合金铸铁型材制作铝活塞耐磨镶圈,其机械和物理性能较离心铸管优良,特别是抗弯强度和与铝合金基体间的粘结强度有30%以上提升,其原因是D、E型石墨减少了粘结强度的降低。     

中镍奥氏体铸铁镶圈的研究

本文介绍了中镍奥氏体铸铁的研究成果和它在镶圈活塞上的应用。中镍奥氏体铸铁与高镍奥氏体铸铁的机械物理性能对比情况。     

几种国外活塞金相组织及机械性能剖析

前言 随着内燃机向高速、增压方向的发展。内燃机心脏─活塞无论结构,还是材质都在不断改进并采用新技术:镶环、镶膨胀片、顶部硬阳极氧化处理、喷涂石墨、陶瓷燃烧室、织合活塞、铸铁活塞、钢质活塞等.但目前国外内燃机活塞本体仍以铝硅合金占绝大多数、相比之下,我国内燃机活塞,结构和材质变化皆不大,远远不能满足当前内燃机发展的需要。     

基于有限元分析的锻钢活塞内冷油腔设计

研究某高强化柴油机锻钢活塞内冷油腔设计,利用有限元分析软件对活塞设计方案进行模拟分析,通过对活塞温度场、销孔接触压力、各关键部位的疲劳系数对比分析,扁平形内冷油腔悬臂梁长,内冷油腔底部内侧和燃烧室底部疲劳系数偏低,有开裂失效的风险,悬臂梁缩短后内冷油腔和燃烧室疲劳系数显著提高,搭载发动机进行试验验证,活塞满足发动机使用要求。结果表明:高置大容积随燃烧室形状内冷油腔结构不仅影响活塞的冷却效果同时影响活塞的结构强度,内冷油腔底部与燃烧室底部悬臂梁强度要满足可靠性要求,活塞温度超过450℃建议采用42CrMo4材料。     

4100QBZ增压柴油机活塞机械负荷与热负荷耦合分析

针对4100QBZ废气涡轮增压柴油机活塞的机械负荷和热负荷问题,实测了标定功率工况下活塞表面19个特征点的温度和缸内燃烧压力,并结合有限元分析法分析了机械负荷与热负荷共同作用下活塞的耦合应力场与变形.研究结果表明,标定功率工况下,4100QBZ增压柴油机活塞头部表面工作温度最高达367 ℃,缸内最高燃烧压力11.9 MPa,其曲轴转角363.75°CA;在机械负荷和热负荷共同作用下,最大耦合应力125.7 MPa,出现在活塞销座与销接触面上以及销孔上方销座内侧;最大变形0.416mm,出现在活塞头部主推力面上.     

BFL413F柴油机活塞结构特点与分析

通过1000h试验证明风冷柴油机活塞能很好适应高压、高温、高速的恶劣条件下可靠工作,由于风冷柴油机活塞采用了共晶硅铝合金材料,提高了强度、感轻了重量、感小了机械负荷,顶部采用阳极氧化处理,使顶部接受热量少,而又耐腐蚀。裙部石墨处理,使活塞有良好散热能力,活塞有较合理的几何形状和活塞外形,使其与气缸有较小的配合间隙,保证柴油机可靠运转、工作平稳、噪音小,而且采用内冷油腔,强制供油振荡冷却活塞,第一环槽镶圈后提高了耐磨性从而延长了使用寿命。     

活塞销的变形及尺寸

随着发动机负荷的增大,铝合金活塞的热负荷、机械负荷随之增大,于是,各种各样的问题都以事故的形式出现。 首先,看一下,由于过大的热负荷引起的问题:活塞头部热裂和热疲劳开裂。由机械负荷所引起的问题是销座上加强筋的横向裂纹,或销座裂纹。由热负荷所引起的活塞头部裂纹的问题,很早就有所发生。因此对整体活塞解决热裂的对策已经巩固下来了。但另一方面,由机械负荷引起的问题,由于过去活塞安全系数比较高,因而研究较少。最近由于频频事故发生,对与之相关部件,活塞销进行共同研究对策。     

某车用发动机活塞及活塞销强度仿真计算

以某发动机铝活塞为研究对象,使用有限元分析软件计算了活塞的温度分布及惯性力和爆发压力作用下活塞的应力分布。结果表明活塞销座在发动机最大扭矩点的应力较大,活塞顶部较纯热膨胀状态下有凹陷现象,但活塞的强度满足要求;活塞销的椭圆变形满足要求,但其弯曲变形比推荐值大。通过优化活塞销壁厚,活塞销弯曲变形满足设计限值。     

发动机拉缸的原因及排除

斯太尔WD615系列发动机采用干式气缸套.2mm厚的薄壁气缸套可以轻易地从缸孔中取出或者放入.活塞为铝铸件,顶部有偏置的"ω"形烧燃室及避阀坑,第一道环槽镶有隔热圈,活塞销孔向曲轴旋转的方向偏1 mm,顶岸有18道细槽,以防咬伤.裙部涂覆2～3微米厚的石墨层,以改善磨合.