柴油机主轴承轴瓦微动损伤可靠性分析

车用柴油机功率密度和轻量化要求不断提高,往往导致发动机零部件的刚度不足,部件接触面之间产生微位移和微动磨损,对零部件和整机的可靠性产生较大影响。对一款车用柴油机,建立曲轴、轴瓦、螺栓、机体、连杆多体接触有限元模型,根据发动机运行工况,分析一个循环内的载荷和应力分布变化规律;结合微动磨损的Archard模型和微动疲劳的SWT(Smith,Watson and Topper)准则,分析机体-轴瓦的微动磨损和疲劳规律;考虑结构和材料参数的分散性,结合可靠性理论,得到微动损伤可靠性随时间的变化规律。结果表明第四主轴承下轴瓦侧面和第二主轴承上下瓦结合面分别是微动磨损和疲劳的危险点;微动磨损的可靠度下降要快于微动疲劳的可靠度。研究结果为提高整机的可靠性提供了建议和参考。     

不同表面技术对挺柱组织及耐磨性的影响

目的 为解决挺住可靠性不足的问题,研究不同表面技术对提高可靠性的效果。方法 采用软氮化、感应淬火和复合技术三种表面处理方法制备挺柱。利用显微硬度计、金相显微镜等对三种挺柱的组织、硬度进行了分析。利用SRV摩擦磨损试验机测试不同挺柱在干摩擦、富油、贫油条件下的摩擦系数,并通过体视显微镜和轮廓仪对磨损后的形貌和深度进行了分析。最后在发动机台架上进行1000 h负载循环耐久试验,验证挺柱可靠性。结果 氮化挺柱表层组织由0.006 mm厚的白亮层和0.2 mm厚的扩散层构成,硬化层薄,硬度过渡不平缓,且白亮层中含有大量疏松缺陷。感应淬火挺柱表层为2 mm厚的普通马氏体,硬化层深且硬度过渡平缓。复合强化挺柱表层由0.04 mm厚的含氮马氏体层和2 mm厚的普通马氏体组成,硬度过渡平缓且硬化层深。氮化与复合强化挺柱干摩擦和富油摩擦系数随磨损时间基本保持不变,干摩擦系数分别为0.56、0.54,富油摩擦系数均为0.174,表明两种挺柱都具有优良的抗粘着磨损与磨粒磨损性能。感应淬火挺柱干摩擦系数随磨损时间急剧增加,最大达0.95,此时因粘着抱死导致试验过早终止,富油摩擦系数稳定在0.164,表明其具有优良的抗磨粒磨损性能,但抗粘着磨损性能极差。此外,复合技术挺柱在台架耐久中的表现远优于氮化挺柱,表面未出现异常磨损及剥落,而氮化件表面剥落严重。结论 复合技术可有效提升挺柱可靠性。     

柴油机灰铸铁气缸盖热负荷变化规律

为解决发动机气缸盖零部件温度梯度过大,热负荷产生的热应力和机械应力叠加导致气缸盖热疲劳失效的问题,通过实测灰铸铁气缸盖鼻梁区温度场分布,追踪气缸盖升温响应及其随冷却液、进气温度等不同影响因素的变化规律,为评估气缸盖热负荷水平和安全性及气缸盖设计与仿真计算提供参考。     

凸轮表面裂纹分析

为了提高凸轮的韧性、刚度和表面耐磨性以抵御周期性冲击载荷,减少裂纹等表面缺陷,提升凸轮轴产品质量和使用寿命,通过实际案例对凸轮表面裂纹进行分析,确定该案例凸轮表面裂纹的形成过程为凸轮加工过程中产生的磨削烧伤,在工作过程中拉应力释放而产生裂纹。本研究通过热酸、冷酸、显微组织和硬度分析等方式,对产生裂纹的磨削烧伤机理进行分析和检测,确定裂纹产生的原因并给出相应的解决方案。     

α污染层对ZTC4钛合金铸态试样冲击性能的影响

在表征ZTC4钛合金铸件污染层的基础上,分析了α污染层对ZTC4钛合金铸态试样冲击性能的影响情况。实验结果表明,α污染层主要是由钛液与铸型材料界面反应产生的,为粗大的α片层组织。α污染层的存在对ZTC4钛合金铸态试样冲击性能影响显著,当铸态试样含α污染层一侧受冲击时,冲击强度下降了近9%;而当铸态试样含α污染层一侧的背面受冲击时,冲击强度下降了近80%,α污染层严重恶化了ZTC4钛合金铸态试样的冲击性能。