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。     

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。     

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。     

中空耐磨镶圈活塞

内燃机向高速高负荷发展,必然对活塞提出越来越高的要求.由于活塞头部温度较高,第一道活塞环槽磨损过快,从而导致活塞环失去密封的作用,使活塞报废.但是,在第一道活塞环槽的部位铸人一个奥氏体铸铁耐磨镶圈后,活塞的第一道环槽就切在耐磨镶圈上,从而成倍地提高了第一道环槽的耐磨性.     

日本泉公司活塞的发展

日本泉公司最近发发了几种新型活塞。目前,低油耗、大功率是世界发动机发展的主要目标。发动机的这种发展,除了经济上的要求外,同时对环境的污染也提出了更高的要求,如降低噪音,减少废气排放等。 提高发动机输出功率最有效的方法是采用涡轮增压和中冷增压,它导致了活塞机械负荷和热负荷的增加。因此机械负荷的增加导致了活塞销孔边缘出现裂纹,热负荷的增加导致了燃烧室边缘出现裂纹。裂纹是活塞破坏的重要原因。 金属型重力铸造是生产活塞毛坯的主要方法。可是现在对生产高负荷铝活塞,采用压力铸造法的厂家越来越多,即在铝熔液凝固以前用约100mPa的高压。这样对活塞在销孔区域的负荷能力可以提高15％左右。热裂化程度可以减少到重力铸造活塞热裂化的1/2左右（参见图1）。压力铸造法的另一个优点最应用较广泛,除一般普通的活塞可进行压力铸造外,目前日本泉公司还能提供具有内冷油腔,镍铸铁镶圈和带有膨胀控制钢片之类的压力铸造活塞。 活塞采用镍铸铁镶圈和内冷油腔后,使活塞工作温度大大降低,减少了环槽磨损,减少了活塞顶部热裂倾向。用普通铸造方法很难铸出活塞顶部的内冷油腔,而用压力铸造方法则较容易实现,压力铸造活塞还能提高镍铸铁镶圈与铝基体的粘结强度。 日本泉公司使用四台315吨的自     

轿车用增压柴油机活塞的设计

本文报导西德马勒（Mahle）公司为大众汽车厂（以下简称VW）研制的轿车用增压柴油机活塞。它是在VW批量生产的非增压柴油机活塞的基础上,根据增压柴油机的使用经验,采取加镶环槽和喷油冷却等措施而成。     

在活塞中镶耐磨环座方法

在活塞中镶耐磨环座,可以减小环端面与环槽上下侧面的磨损,改善发动机的技术状况与延长使用寿命,当前在较大输出功率的柴油机普遍地采用在活塞中镶耐磨环座(特别是顶环)的设计,一般镶耐磨环座后的活塞可延长使用寿命2～4倍。 耐磨环座与活塞本体是二种不同的材料,需要可靠的结合,以保证活塞的正常运行,结合方法有金属金相结合(如AL-FIN)工艺,与机械结合,或二者同时采用,要保证获得金属金相结合不容易,工艺较复杂,要有熟练的操作技术,也容易产生废品,所以生产成本较高。     

铝活塞环槽的激光强化

活塞是与发动机寿命有关的主要零件之一.活塞最薄弱的部位是第一道气环槽.为了提高耐磨性,在气环区镶装了一道由耐蚀镍合金、灰铸铁或钢制的镶环,但这种方法并不十分可靠(由于难于保证镶环与基体材料可靠联接).当采用氩弧堆焊、等离子堆焊和电子束堆焊时,由于难于得到均质的强化层,强化环槽也没有解决这一问题.因此,苏联汽车工业工艺科研所提出了用耐磨元素将铝活塞环槽激光强化的新方法.     

《内燃机配件》1991年总目录

题 目 赐 页·活塞·活塞梯楔形槽量针的选取与跨距的计算17进口圆度仪的安装调试与使用 114高硅铝合金中出、Fe、Cu、Mn快速测定 145载重汽车活塞综合加工自动线 147日本通用技术所铝合金铸件标准170利用活塞铸造余热半固溶—一时效热处理工艺 二 二结晶硅中硅的测定 2 24活塞快速硬质阳极氧化处理 2 44/J’型高速柴油机用球墨铸铁活塞 2 63九十年代我国内燃机铝活塞技术发展趋势 3 18对镶圈活塞粘结强度的几点看法 4 32柴油机铸铁—一铝合金铰接活塞 4 35高压铸造及复合强化材料MMC 4 52X型活塞 4 58·活塞环…     

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。     

挤压铸造活塞工艺及陶瓷纤维在活塞中的应用

现代柴油机设计,为提高其性能及经济性,对活塞的结构和材料提出了更高的要求。挤压铸造能使活塞本体和镶环之间的抗拉强度、疲劳及弯曲强度有明显的提高。采用挤压铸造工艺加镶低成本的陶瓷纤维环槽座圈,可使加强区(活塞环带及燃烧室)的热强度和机械强度有着显著的提高。 随着强化发动机的发展和燃烧压力的逐     

制造铝活塞的先进工艺

<正> 美国Clevite公司应用液态金属挤压铸造工艺来制造柴油机铝活塞,称为“液态锻造”活塞,并可在活塞的某些选定部位用价廉的陶瓷纤维加强。由于金属是在高压下凝固,故活塞中无气孔存在,金属组织致密,材料的抗拉和疲劳强度均得到改善,并能使环槽耐磨镶块与铝合金更牢固地结合。用陶瓷纤维加强后,材料的性能可进一步提高,使活塞能承受更高的机械负荷和热负荷。     

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。     

ω型柴油机活塞温度特性计算机模拟

活塞作为内燃机最重要的受热零部件之一,长期处于恶劣的工作环境中,承受着很高的热负荷,容易形成热疲劳而损坏.本文在相同的稳态边界条件下,研究柴油机ω型活塞三种不同的设计方案:方案1,对活塞内腔做喷油冷却;方案2,给活塞加内冷却油道强迫冷却;方案3,给第一道环槽镶中空环槽镶圈.利用有限元ANSYS软件分别对三种方案进行模拟仿真,获得其温度特性,由此可为该型活塞的结构优化提供参考依据.     

一种带陶瓷镶块的无冷却柴油机

一种带陶瓷镶块的无冷却直喷式柴油机方案通过了鉴定。和陶瓷涂层发动机比较,该机的燃油消耗量稍有所改善。经过有限元计算、维泊尔损坏分析、反复试验和设计改进后,一台带部分稳定氧化锆(PSZ)制的气缸盖火焰板、活塞顶镶块和气缸镶套(镶在气缸套上活塞上止点位置第一道环以上部位)的发动机成功地经过了短期运行试验。与水冷式发动机相比,其热损失减少了25%,燃油消耗量改善了5～9%。燃烧参数的分析表明,与陶瓷涂层发动机相比,其气缸内部温度更高些。直喷式柴油机燃气通过冷却水散失的热量大约占燃油能量的25%。为防止燃烧室的铸铁件和铝制件过热以及由此造成的损坏,普通柴油机必须进行冷却。减少燃气的热损失,就可改善燃油消耗量,得到更多的有效功。如果取消了柴油机的冷却系统,燃烧室的表面温度将从约149℃提高,最高达816℃。陶瓷材料被认为是能承受这样高温,用来制造无冷却柴油机燃烧室有关零部件合适的材料。无冷却柴油机用的一种设计方案是由热导率低的致密陶瓷镶块组成的,它是用压配合方法镶入发动机铸铁件内的。本文介绍直喷式高速单缸试验柴油机陶瓷镶块的设计、分析和评价。     

内燃机配件专利选登(Ⅱ)

组合式密封活塞环；新型铝活塞耐磨镶环及活塞的制作方法；一种高热效内燃机活塞长行程零侧压技术及装置；复合式柔性密封活塞环；气缸套制备工艺；一种双曲轴对称双连杆带曲轴同步齿轮的活塞机构；柴油机输油泵用活塞冷冲压加工方法；内燃机的气门正时校正控制装置和方法；     

基于有限元方法的柴油机锻钢活塞热分析

利用有限元分析软件ANSYS对某款中型柴油机锻钢活塞进行温度场模拟,并对活塞在热载荷下的整体变形、等效应力、环槽变形及销孔变形进行分析。分析结果显示:活塞整体温度场和变形量分布正常;喉口和环槽应力较高;环槽和销孔变形量合理,为柴油机锻钢活塞的研发提供理论参考。     

泉自动车工业株式会社活塞设计标准

活 塞 用 铝 合 金A——010 材 料 使 用 分 粪 表1 分 类B 泉公司材料牌号1 热处理D>中 160 镶耐磨环柴油机活塞l_。_。。—。。、。。。判不镶耐磨环D<个 160 镶耐磨环IC80A(C82A)c80A(C82A〕IC80A(C82A C50ACHS IT 5 IT 5(T 7))T 5 IT 6(T 7) IT 5(T 7) IT 5(T 6) IT 5(T 7)柴油机活塞D—— 1不 镶【 【耐磨环1汽油机及空压机活塞小型二冲程活塞水 冷 C80A(C82A)风 冷 ICHS—l IC82A(C80A C80B C82B ICHS——3(CHS一二)注:不用括号…     

耐磨镶圈活塞铝—铁结合区的研究

一、前言 盐芯活塞要求第一或第一、二道环槽处镶铸的特种奥氏体铸铁耐磨镶圈（简称耐磨镶圈）和活塞铝基体之间能达到冶金结合。所谓冶金结合是指盐芯活塞在镶铸耐磨镶圈过程中伴随液固两种金属材料的扩散反应,在耐磨镶圈上形成一定厚度的合金扩散层,使耐磨镶圈与铝基体之间的结合区（简称铝一铁结合区）具有良好的导热性和足够的粘结强度。 有关盐芯活塞铝一铁结合区的问题已在文献[1]中提到,但没有进行详细讨论。本文将叙述铝一铁结合区的形成过程,组织特征与机械物理性能,讨论铝一铁结合区扩散层形成的机理、影响因素及其粘结强度的测试方法。     

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