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。     

重新起用铁活塞

重新起用铁活塞最近日野汽车公司在车用柴油机上采用了铸铁活塞。其实早期的发动机活塞就是铁的，在内燃机的发展过程中才改为质量轻、导热性好的铝合金的。现在铝合金活塞已经普及了，为什么又起用铸铁活塞呢？铸铁活塞的时代真的会再来吗？１过去的活塞是铁的船用大型柴...     

新一代活塞

AE 公司已掌握了强化活塞环槽用的局部熔结合金的技术。该技术使环槽具有用阿尔芬法镶嵌铸铁镶块的优点,可在大型柴油机、小型高速柴油机和汽油机活塞上应用。采用高能电子束或激光束熔结法(添加熔结合金)可以制成强化活塞,它具有铸铁环槽镶块成本低和重量轻的优点。图1所示是各种活塞的磨损试验结果,可以说明上述情况。     

对柴油机用轴针式喷油器实现直喷燃烧的分析

从研究Elsbett“双热区”隔热直喷燃烧系统（DuothermicCombustionSystem）出发,分析了喷雾贯穿。喷孔直径、喷油器安装位置、铰接式铸铁活塞、采用机油冷却及增压等对混合气形成及燃烧过程的影响。认为,适当增加进气涡流强度、缩小喷孔与轴针之间的配合公差、采用铸铁活塞头部、以机油作为冷却介质、实现高温冷却等措施,有利于改善小缸径柴油机混合气形成及燃烧过程。“双热区”燃烧系统对采用轴针式喷嘴实现小缸径柴油机的直喷燃烧有许多值得借鉴之处。     

两种先进的日本发动机

两种先进的日本发动机日本于１９９５年初开发了两种先进的发动机，一种是日野汽车公司研制成功的Ｐ１１Ｃ新型高效率柴油机。效率可达４６％（普通机为４３％）。涡轮增压器重新设计，活塞采用一种新的高强度、石墨增强铸铁，这种材料由于比其它材料强度高，所以活塞壁厚...     

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。     

12V280ZJ型柴油机预制机油冷却腔式铝活塞顶部裂损的原因分析

对12V280ZJ型柴油机预制冷却腔式铝活塞顶部裂损的原因从活塞结构、铸造加工、预制冷却腔对活塞强度及传热性能的影响等几个方面进行了分析,指出活塞内预制冷却型腔的存在是造成这种活塞顶容易裂损的根本原因.     

组合活塞铸铁活塞裙破断实例分析

发电用的某型中速柴油机,发生过多起活塞裙破断事故。为查明活塞裙破断的原因,对活塞裙的断口,材质,装配应力,应力集中情况等进行了分析研究。研究结果表明,铸铁活塞裙的破断,主要原因是材质的强度和活塞裙的刚度不足,运行时在应力集中部位诱发裂纹所引起的．     

镶防胀钢片AI—Fin活塞

近代内燃机在寿命、油耗、噪声、排放等方面的要求日益提高,因此相应要求强化活塞顶环槽、减小活塞裙部配缸间隙。顶环槽镶奥氏体铸铁耐磨圈,环槽耐磨性比普通活塞提高两倍以上,裙部镶防胀钢片,活塞配缸间隙比一般单金属整裙活塞减小50％。由于活塞本体铝合金与普通活塞相同,因此这种活塞的铸造工艺以及刀具的要求与普通活塞大体相同。在国外大批量生产的条件下,普通单金属整裙活塞成本若为1。则Al-Fin活塞为1.5,裙部镶防胀钢片Al—Fin活塞为1.8。与过共晶活塞比较,在缸径大于Φ80 m m的情况下,镶防胀钢片Al-Fin活塞的优越性是明显的。作者所在单位近年配合国内柴油机更新换代,研制和生产了R100、R100Z和SF98等五种机型柴油机镶防服钢片Al-Fin活塞,某中R100活塞进行了2000小时全速全负荷和1000小时循环负荷耐久试验、500小时热冲击试验和防卡死热拉伤试验,并已投入小批生产。本文仅就这种活塞的一些基本特点进行讨论。     

SF498G型柴油机的设计改进

分折、计算和试验证明：SF498G柴油机凸轮安装角的错误设计是该型柴油机活塞与排气门发生碰撞的根本原因,也是性能恶化、气缸盖水道被水垢堵死等问题的症结所在;而拉瓦抱轴则主要是设计错误的曲轴润滑油道引起的。重新设计凸轮安装角、采用新的曲轴润滑油道后,不但解决了这些技术问题,而且大大改善了柴油机性能和可靠性。     

柴油机活塞铸铁镶圈粘接分离问题研究

本文总结了Cummins公司在铸铁镶圈活塞粘结失效方面的经验。柴油机活塞铸铁环座的设计及粘结层影响到活塞的可靠性，断续的冷态裂缝缺陷渗透到Alfin粘结层被确认为是活塞粘结分离失效的原因，基于有限元分析与实验提出了环座设计的参数。利用超声波探伤进行严格的检测可以减少部件中的缺陷。     

斯太尔欧Ⅲ柴油机结构设计

介绍了在斯太尔欧Ⅲ柴油机结构设计中所采用的新技术和新的设计思路,如采用BOSCH燃油喷射系统、排气制动阀、内冷油道活塞等。使新开发的柴油机结构紧凑、性能优化、排放降低。     

中速柴油机活塞的进一步发展和使用经验

<正> 本公司活塞的发展是建立在大量的研究技术基础上的。其中包括应变片测量,有限元分析以及柴油机使用过程中的测量等。这些技术应用在组合式和整体式铸铁活塞上的典型结果叙述如下:     

新开发的NT4135R和NT6135R通用型柴油机

本文主要介绍南通柴油机股份有限公司开发的NT4135R和NT6135R通用型柴油机的主要技术规格、主要零部件的结构设计与特点、运行性能、用户使用情况等．这种新型的135系列柴油机，通过活塞行程的加长和燃烧过程的改善，达到高功率输出、低燃油消耗的设计要求，实现了使135柴油机性能水平升级的预期目标．     

内燃机活塞结构最优化设计

本文提出了一个活塞结构优化设计的数学模型,阐述了对活塞结构进行最优化设计的方法及程序设计问题。在活塞结构优化设计方法中,采用有限元法对活塞进行结构分析和温度场计算。最优化的目标函数取为活塞重量和疲劳敏感系数的加权平均值,设计变量为反映活塞结构形状的几何参数,并把对活塞的变形、温度、疲劳安全系数和重量等的必要限定作为约束条件。另外,对内腔形状的描述采用分段二次函数。活塞优化问题的求解采用复合形法。这种方法,可在电子计算机上进行活塞结构的自动设计,从而获得一个满足各种复杂设计要求的最佳活塞结构方案。文中还以95型柴油机活塞为例,按所提出的方法,对其进行了最优化设计,并分析了计算结果,以说明这种方法的应用性。     

某高效低排放柴油机钢活塞设计与实验验证

本文设计开发了一种适用于高效低排放、高强化柴油机锻钢活塞,该活塞通过头部的一道焊缝和环岸部位的阶梯结构将活塞的头部和裙部连接成为一个整体。采用轻量化设计理念对高强化柴油机锻钢活塞进行结构设计,通过采用低压缩高设计、等强度薄壁、热流型内腔结构、大容积内冷油腔结构设计以及活塞组件的轻量化设计,较好地控制了活塞的总体重量,评估其各部位的结构强度可以满足爆发压力超过18 MPa的发动机的使用要求;经过台架试验测试,新开发的装配了钢活塞的发动机整机性能稳定、效率高、经济性好,满足整机性能与排放及可靠性要求。     

PCBN刀具在活塞铸铁环槽加工中的应用

根据PCBN刀具材料的力学、物理、化学性能以及铝活塞铸铁镶环的性能及特点,结合铝活塞铸铁环槽的加工方式,采用试验研究对比了粘合剂比例和刀具角度对PCBN刀具寿命的影响。结果表明,粘合剂占比为20%时刀具使用寿命最高,较粘合剂占比10%时使用寿命提高近5.9倍;而将刀具由单侧偏角改为双侧偏角后,使用寿命也提高了近2倍。本文研究对提高铝活塞铸铁环槽加工效率及延长刀具使用寿命有重要的现实意义。     

中小型柴油机的简易修理(续五)

<正> 6 活塞连杆组的修理活塞连杆组是柴油机中重要的组合件之一,它包括活塞、活塞环、活塞销、连杆组件等(图20)。活塞是一个圆筒形的零件,装在气缸内,它的顶部与气缸盖、气缸封闭组成燃烧室。活塞通常用铝合金或铸铁制成。活塞的内部是空的。腰部有一个对穿的孔,这就是活塞销座。在销座中装入活塞销,把活塞和连扦连接起来。     

小型高速柴油机用球墨铸铁活塞

0 前言 高速四冲程柴油机用活塞材料,虽然绝大部分是铝合金,但是因为球墨铸铁具有耐热性能好、耐磨损性能好,及热膨胀系数小等优点,所以仍有部分活塞用球墨铸铁材料。尽管整体式可锻铸铁活塞和锻钢制顶部的组合式活塞等,以前大都用在船用发动机上,但是近几年来,工程机械用小型发动机或载货车用小型发动机,也采用了整体式可锻铸铁活塞、可锻铸铁十字头式活塞及铸造式锻造钢顶部的两体组合式活塞等。本文就这些活塞的结构和评价方法,以及制造方法叙述如下。     

气门与活塞碰撞故障分析及凸轮型线优化设计

针对新开发的某四气门反转柴油机出现的气门与活塞碰撞问题,基于AVL-EXCITE TD软件进行配气机构仿真分析。结果表明:原正转机凸轮型线直接应用于反转机,导致反转机气门与活塞发生干涉。采用梯形函数和气门分段加速度函数对原凸轮型线进行优化设计。经运动学、动力学及性能试验验证:优化后的凸轮型线解决了气门与活塞碰撞问题,且改善了柴油机燃烧性能,燃油消耗率降低约5(g·kW-1·h-1)。