自润滑活塞环的压力分布及摩擦热研究

活塞环是高压无油压缩机中的重要易损件,而活塞环间的压力分布和活塞环与气缸间的摩擦热是影响其寿命的两个最主要因素。建立了活塞环间压力分布的数学模型,揭示了活塞环非均匀磨损的机理;同时搭建了试验台,通过动态压力传感器测量了活塞环间的压力分布,验证了理论模型。研究结果表明,活塞环开口间隙相同时,各环间压力分布严重不均,第一道活塞环承受75%以上的压差,这是引起不均匀磨损从而导致快速失效的根源;通过设计不同切口大小的活塞环等措施,可以使各环间压力分布均匀化,提高环组寿命。影响活塞环寿命的另一个因素是由摩擦热引起的高温,通过有限元方法研究了活塞环与气缸间的摩擦热生成和传递过程。     

缸套变形与活塞环适应性对环组漏气及摩擦学性能的影响

建立活塞环组-缸套系统的混合润滑仿真模型,模型中考虑活塞环组的热变形、缸套的热变形以及装配变形对活塞环-缸套系统摩擦学性能的影响,并通过模型分析缸套、活塞环变形以及活塞环适应性对漏气面积、环间压力、最小油膜厚度、摩擦力和磨损的影响。结果表明:变形对一、二环的漏气面积和一环与二环间的气体压力影响较大;考虑变形后,一环的摩擦力增大,二环的摩擦力减小,并且可以看到,在周向和轴向方向上一、二环环面的磨损是不均匀的;由于油环的适应性较好,变形对油环的漏气量及摩擦学性能影响较小。     

填充聚四氟乙烯整体式导向环的制造与应用

活塞式无油润滑压缩机的导向环是保证活塞正常工作的关键零件。目前普遍使用的四氟导向环是切口式的,它的结构与活塞环相同,所以,除了起导向环的作用外,还起活塞环的作用。导向环一般都装在活塞压缩侧的头部,承受着较大的压差,其PV值大于各道活塞环,所以切口式导向环的磨损较快,寿命较短。在高压压缩机中,切口式导向环的缺点更加显著。四氟整体式导向环克服了切口式导向环的     

6L2K氢氮压缩机六级活塞组件改造

６Ｌ２Ｋ氢氮压缩机六级活塞环使用寿命短的主要原因是合成氨系统压力提高后六级缸套的快速磨损；通过六级活塞组件的结构改造，采用浮动节流环减小各活塞环承受的平均背压，并将活塞环材质改为ＦＨ－１金属塑料后，六级活塞环的使用寿命大幅度提高     

发动机应该何时换活塞?

发动机应该何时换活塞,可从以下几方面去判定：1．检查活塞与活塞环周边间隙各种活塞部自上而下装有2－3道气环和一道油环,用来封闭气缸,确保燃烧室应有的工作压力,同时刮除缸壁上多余的机油,防止其窜入燃烧室燃烧。如果活塞上的环槽磨损严重,会使活塞环装入后的周边间隙过大,既降低气缸密封性,还产生严重的“泵油”,造成发动机烧机油,缸内积炭增多,各零部件过热并加剧磨损。为此,可取标准活塞环装入槽内,用厚薄规来测量周边间隙。例如：95系列柴油机第一道环周边标准间隙为0．05－0．09mm,其余则为0．04－0．08mm。如果间隙…     

基于联合仿真的柴油机缸套-活塞环磨损计算分析

为研究柴油机实际工作环境与使用工况对缸套-活塞环磨损影响规律,从某12150型柴油机及其辅助系统实际工作状况出发,建立缸套-活塞环磨损热力学、动力学边界条件仿真模型和动载荷磨损计算模型,开发柴油机工况车载检测系统;采用联合仿真方法建立面向使用工况的柴油机缸套-活塞环磨损计算流程,计算分析缸套磨损分布状况,并以柴油机400 h保险期实验数据进行检验。结果表明:缸套表面磨损状况呈现不均匀分布且差异显著,其分布沿缸套轴向呈锥体形,且上止点附近磨损深度最大,其次为下止点附近,而中部磨损较小;磨损分布沿缸套圆周方向则近似呈椭圆形,其主、侧推力面磨损深度最大;缸套径向最大磨损深度计算值为47.9μm,位于上止点曲柄转角9°处,实测均值为50.3μm,计算误差为4.77%,验证了计算模型的正确性;其中第一道活塞环(梯形环)对缸套的磨损作用最大,第二道环次之,第三环作用最小。     

柴油机油消耗异常的分析

<正>1.机油消耗异常原因(1)活塞、活塞环与缸套过度磨损后,会使机油窜入燃烧室,使机油消耗急剧增加。当活塞第一道气环与汽缸壁的磨损间隙超过正常值的20%时,其机油消耗量将增加2倍以上。     

无润滑压缩机活塞密封的研究

压缩机气缸在无润滑工况下,活塞密封件的使用寿命在很大程度上决定于密封所承受的压力。在压差超过150公斤力/厘米～2的情况下,密封部分压力分布的不均匀性使载荷最大的活塞环使用寿命显著下降,从而对整个密封件的使用寿命也产生影响。有关活塞密封的压力分布问题,在许多文献〔1-16〕中已有所叙述。 全苏化工机械制造科学研究所在专门设计的二级高压压缩机的增压试验装置上（图1）,对活塞密封进行了试验,这台压缩机是由电动机通过三角皮带驱动的。     

这只气缸活塞环为何经常折断?

我单位一台ZL50装载机，在～年多的时间里，第二缸多次发生活塞环折断的故障。一般是第一道活塞环折断，有时是第一、第二两道活塞环都发生折断。如果在修复过程中更换气缸套、活塞和活塞环，还能使用几个月。如果在发生断环后只更换活塞环，则只能使用一个多月，有时只能使用半个月。断环形式是大小不一的十几小段，有时是一大段和数小段。从断环上看，活塞环在折断前磨损很大，与新环相比，高度只有2／3，宽度在1／2，2／3之间，环的棱角已磨圆；活塞环槽磨损很大，缸套磨损的台阶也较大，有时在活塞运动的全程范围内有数道小台阶，且不…     

发动机故障与机油异常消耗的因果关系

1．发动机故障引起机油异常消耗的原因 （1）活塞、活塞环与气缸壁过度磨损 活塞、活塞环与缸壁过度磨损后,发动机温度升高,废气增多,严重时会使机油窜入燃烧室导致排气管冒蓝烟,机油消耗急剧增加;当活塞第一道环与气缸壁的磨损量超过正常间隙的20％时,其机油的消耗量将增加2倍以上,并与活塞环径向磨损量的3次方成正比;同时,导致活塞环开口间隙过大,引起机油上窜燃烧室燃烧（活塞环断裂时也会如此）,     

基于新型复合式单气环与传统活塞环气密性的静态实验研究

介绍了新型活塞环这一新的活塞环密封技术,并通过其来改善活塞环漏气问题。通过实验对比新型活塞环与传统活塞环的气密性,引入漏气通道的当量半径概念,分析对比两种活塞环的气密性优劣,得到新型活塞环的当量半径是传统活塞环的0.86倍,在低压段,传统活塞环漏气量比新型活塞环大3.5×10-10kg/s;在高压段,漏气量差为4.926×10-10kg/s,根据拟合曲线可以得出,气缸压力越大,新型活塞气密性就越优于传统活塞环。     

Friction characteristics of piston rings in a reciprocating engine

The performance of a reciprocating engine can be improved by reducing the friction between piston rings and cylinder liner, which significantly contributes to the mechanical friction losses of an engine. The friction force of a piston ring pack is calculated, based on hydrodynamic lubrication theory, for the piston rings. Calculations were carried out for three sets of conditions. Oil starvation is taken into consideration in the calculation of oil-film behaviour for a ring pack. The friction characteristics of piston rings are evaluated using the frictional mean effective pressure. The friction force of a piston assembly is measured experimentally by an improved floating liner method. The effects of lubricant viscosity and engine speed on friction characteristics are investigated by both calculation and experiment.     

压缩机上整体无背压活塞环的设计研究

为了减少磨损,提高活塞环的使用寿命,对整体无背压活塞环的设计进行了研究。通过力学分析得出了比压与径向弹性变形间的线性比例关系。利用热变形分析推导出了活塞环与气缸内壁间的热膨胀工作间隙计算式,表明工作间隙与非金属环的线热膨胀系数和工作前后温升成正比。推导出了活塞环在常温下的外径计算式和轴向高度计算式,用以指导装配和加工。文中所述公式可以指导整体无背压活塞环的设计,使活塞环的使用寿命得到提高。     

活塞环组织中枝晶间石墨的研究

详细论述了单体铸造活塞环金相组织中枝晶间石墨的形成机理及其对活塞环性能的影响,分析了国内外活塞环金相标准中对枝晶间石墨控制的异同点,提出了适应汽车和摩托车要求的活塞环金相组织对枝晶间石墨含量的控制范围,为制定汽车和摩托车单体铸造活塞环金相检验标准提供了参考。     

内燃机活塞环组密封性能研究

为检验活塞环的密封性,进一步研究其摩擦学性能,建立内燃机环组密封数值仿真模型,模型中考虑气室体积、泄漏面积、内燃机运转工况和气室温度变化项等因素对活塞环密封性能的影响.以PA6-280柴油机为例,对活塞环组的密封性能进行仿真计算.结果表明,磨损对环组的密封性能影响很大,而工况对活塞环的密封性影响不是很明显;气室温度变化项对活塞环漏量影响较大,设计时不容忽视.     

活塞环调质稀土离子渗氮处理耐磨性能试验

为改善活塞环磨损性能,在分析活塞环的基体组织、径向弹力及活塞环与气缸套的匹配状况对其耐磨性影响的基础上,对活塞环调质后表面进行稀土离子渗氮处理进行了试验研究,结果表明,活塞环的失效形式与基体组织有密切的关系,经调质处理获得的回火索氏体组织具有良好的综合力学性能和耐磨性;活塞环的径向弹力控制在235～285N为宜;在满足活塞环足够耐磨性的同时,还应考虑与气缸套硬度的合理匹配;台架试验结果表明,经稀土离子渗氮后的活塞环与渗氮气缸套匹配的耐磨性能明显誊千丘伽．钋弹措云靠．     

活塞环的润滑与应力分析

以边界润滑模型分析活塞环－气缸的润滑、摩擦过程,提出活塞环的粘着磨损的模型：计算活塞环的应力分布。活塞环内的应力场的分析结果表明：层状剥落的粘着磨损是活塞环磨损的主要形式。本文提出了对数母线的桶面压缩环设计,探讨活塞环的最优化设计,提高活塞环的抗磨损能力,延长使用寿命。     

三维活塞环的有限元模拟分析

以某型号汽油机活塞环第一道气环为研究对象,利用Pro/E建立活塞环的三维几何模型,再导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对模型在最大气体爆发压力时的温度场、应力场和耦合场进行有限元分析。为改进活塞环的结构设计和提高其工作可靠性提供了理论依据。     

弹力环对活塞环密封及寿命影响的研究

对全无油压缩机中弹力环对活塞环的密封及寿命的影响进行了研究。在非金属活塞环内侧设置弹力环以增加预弹力,达到预期密封效果。按照给定的设计公式,针对SW-2．5／7型全无油压缩机设计出了由厚度为0．5mm和0．35mm的瑞典钢带片制成的搭接口形式的弹力环。通过对比试验说明全无油压缩机中设置弹力环可减少泄漏量10％以上,在保证密封效果的前提下,选用较薄的弹力片作为弹力环可提高活塞环的使用寿命。据此设计出的弹力环应用在SW-2．5／7型全无油压缩机上已安全运行8000h以上。