某两缸柴油机活塞销咬合问题研究

针对某两缸柴油机活塞销咬合问题,从活塞销的椭圆变形、活塞销轴承的配合间隙等方面分析了活塞销咬合的原因,通过调整活塞销轴承配合间隙,制订了活塞销抗咬合解决方案,进行了试验验证,解决了该机的活塞销咬合问题,为活塞销轴承间隙设计提供了参考。     

车用汽油机活塞销座轴承润滑特性

利用活塞、连杆系统多体动力学分析结合弹性流体动力学润滑(EHL)模型,研究了活塞销座轴承的润滑特性.首先建立了活塞、活塞销和连杆的有限元模型,利用Craig-Bampton方法对其进行了自由度缩减以降低求解规模,然后在活塞销座轴承和连杆小头轴承引入EHL润滑模型,计算了活塞销座轴承的油膜厚度、油膜压力和干接触压力等轴承润滑特性参数.研究了是否考虑活塞和活塞销的结构弹性及油膜空穴对计算结果可能产生的影响,分析了活塞销孔间隙、活塞销刚度和活塞销孔几何形状等参数对其润滑特性的影响,用不同形状销孔的润滑特性计算结果解释了发动机热拉伤试验中出现的活塞销孔拉伤情况.结果表明:活塞和活塞销的结构弹性及油膜空穴是汽油机活塞销座轴承分析中不可忽略的影响因素;活塞销刚度和活塞销孔几何形状对活塞销座轴承润滑特性有重要的影响.     

四冲程内燃机活塞销轴承轴心轨迹计算

在内燃机主轴承和连杆大端轴承内部工作状态研究中，目前广泛采用动载滑动轴承轴心轨迹的计算方法［２］．但这种方法直接用于活塞销轴承，则无法获得正确的结果。本文分析了问题产生的原因，在该方法的基础上补充了一组新的瞬时静力平衡方程，而后用经过改进的计算方法对４１２５柴油机活塞销轴承的轴心轨迹进行了计算，取得了比较符合实际的结果．     

重型高速柴油机活塞销座强度分析与优化

活塞体在实际工作条件下承受着复杂的热机耦合载荷,其耐久性对整机可靠性有着决定性的影响.在重卡柴油机中活塞销座和裙部作为主要承受机械负荷的区域,需要详细分析其温度场、变形、应力和润滑状态.文中利用试验结合有限元方法获得活塞、缸套的冷、热态型面,建立某重卡柴油机的活塞-销-缸套-连杆组的弹性耦合动力学分析模型,通过弹流润滑模型得出活塞销座轴承的润滑状态,进一步分析销孔表面的动态变形、应力场,并对活塞体在机械负荷下的高周疲劳强度进行校核.仿真计算结果与故障件模式一致性较好.为了优化活塞销座处的强度安全系数,采用该分析方法对不同的销孔型面方案进行了对比和评价.在发动机详细分析与故障诊断阶段,利用该分析流程可对活塞体的机械强度性能进行较好的把握与评价.     

某柴油机活塞与缸套间极限工作间隙仿真研究

为解决柴油机拉缸故障和有效调整配缸间隙,针对某款柴油机分别搭建活塞热机耦合以及机体缸盖一体化计算模型,得出超负荷工况下活塞和缸套的变形。基于柴油机拉缸故障表现以及活塞型面设计经验选取若干个方向,并在选定方向和截面上提取活塞和缸套的径向变形量,结合配缸间隙和活塞型线得到的冷态间隙,计算得到活塞与缸套之间的极限工作间隙。结果表明,缸孔加工尺寸处于下偏差时,该机型柴油机活塞与缸套的工作间隙为154～263μm,极限工作间隙位置分别位于活塞销孔方向以及销孔垂直方向。     

高强化柴油机活塞销孔型线设计及试验研究

运用有限元模拟分析对比研究了不同活塞销孔型线对销孔接触压力的影响,并进行了活塞销孔液压脉冲机械疲劳试验。结果表明:适当增大活塞销孔外侧型线收缩量,接触压力减小了约19%,且接触压力分布更均匀,通过活塞销孔液压脉冲机械疲劳试验验证了模拟分析结果的可信度,并试验确定了此柴油机活塞销孔可承受的极限载荷为24 MPa。本研究对发动机活塞的销孔设计、分析计算及试验方法等方面都有重要的现实意义。     

某船柴油机拉缸故障诊断与分析

针对某船在海试过程中出现的主机拉缸故障开展故障原因分析.分析了柴油机的实际应用情况;并对受损部件,包括活塞组件、缸套等开展相关检测,最终确定导致该柴油机拉缸故障的原因为活塞销滑油泄漏.     

活塞销轴承混合润滑特性研究

基于弹流润滑理论、平均流量模型及微凸峰接触理论,对发动机活塞销轴承的混合润滑进行了研究。首先,将活塞销孔轴承与活塞销及连杆小头轴承作为一个系统,利用四阶的龙格库塔方法求解了活塞销在流体润滑状态下的转动速度。结果表明:采用此方法得到的活塞销转动速度变化规律与采用谱分析方法所得到的结果十分接近。其次,数值求解了考虑弹性变形时油膜压力分布和微凸峰接触压力的分布,考察了不同发动机转速对活塞销轴承最小膜厚比和摩擦力大小的影响。结果表明:活塞销轴承从发动机工作循环压缩冲程后半段到排气冲程的前半段时间内,处于混合润滑状态;随着发动机从低转速到高转速的过程中,活塞销轴承所受的摩擦力开始逐渐减小,当发动机的转速增加到某一临界转速后,活塞销轴承所受的摩擦力反而明显增加;在考虑活塞销轴承的弹性变形之后,接触压力的分布沿轴向发生了变化,且呈现中间小两边大的形态,与实际发动机活塞销轴承的破坏规律相符。     

高强化柴油机铝活塞销孔失效分析

针对某缸径为135 mm的高强化柴油机铝活塞销孔出现的异常磨损和开裂现象,综合分析活塞尺寸和探伤检测结果及材料检测结果等,结合活塞销孔失效机理,判定显微缩松是导致此次活塞销孔失效的根本原因,并对活塞铸造工艺进行优化改进。对优化后的活塞进行可靠性试验和小批量生产验证,活塞销孔没有出现失效故障,改进方案有效。     

重型车用柴油机活塞销孔可靠性分析

活塞销孔/活塞销是发动机上工作条件最恶劣的摩擦副之一,随着柴油机的强化程度的不断提高,对活塞销孔/销座的可靠性要求也不断提高。本文通过介绍活塞销孔/销座的结构形式及活塞在柴油机中工作时的状态、失效形式及试验验证方法,从而揭示了影响活塞销孔承载能力的各种因素。     

基于连续小波变换系数的柴油机异响故障特征提取与诊断

用Morlet小波对EQ6BT柴油机活塞敲缸响、活塞销响的缸体振动信号进行连续小波变换,然后将所得到的小波变换系数作出尺度—能量谱以及三维能量谱图,从而实现了对柴油机异响故障的特征提取和诊断。结果表明：利用Morlet连续小波变换系数的尺度—能量谱和三维能量谱图,能够直观而有效地检测和区分EQ6BT柴油机活塞敲缸响、活塞销响两种故障及其故障的严重程度。     

柴油机连杆机构运动学和动力学的精确计算方法

本文以柴油机中作最复杂运动的主副连杆机构为研究对象(单列、并列和叉形连杆都是主副连杆的特例)。首走推导出连杆上任一质点的精确的运动学公式,并获得连杆上任一微质量的复杂的惯性力计算式,随后在连杆惯性力、燃气压力和活塞组的往复惯性力共同作用下求得活塞侧推力以及活塞销、副连杆销、曲柄销和各轴承的负荷。同时分析了连杆螺栓和大头結合面的受力情况。这就为柴油机的强度计算、平衡和振动计算提供可靠的受力边界条件。在分析各承载表面的负荷分布形式时,作者提出应该结合弹性接触分析方法,以使由于弹性变形而引起的负荷不均匀分布形式得到如实的反映。     

重卡柴油机活塞穿孔失效分析

针对某柴油机出现的活塞穿孔故障,利用体视显微镜、金相显微镜和扫描电镜等检测工具,分析故障活塞的表面形貌、硬度和组织。分析表明:由于活塞销孔上方承载区存在明显的缩松缺陷,导致疲劳裂纹在交变载荷作用下萌生,裂纹不断向活塞上方扩展,直至燃烧室表面,随着高温燃气的不断冲刷,发生活塞穿孔故障。通过改进活塞生产模具、调整铸造时内芯和销芯进水的冷却时间以及增加销孔涡流探伤工序,可以有效避免活塞销口附近位置的缩松现象,保证活塞的可靠性。     

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。     

某大功率主机缸套活塞异常磨损原因分析

针对某型大功率柴油机在实船使用工作过程中出现缸套、活塞、活塞环大范围异常磨损的故障,通过对相关零部件制造质量和装配质量的分析,并结合柴油机故障报警情况,得出:故障原因系活塞销内套管弹性挡圈断裂,致使润滑油无法正常供给,最终导致缸套异常磨损。     

活塞销偏置对柴油机噪声的影响

活塞销向主推力面方向偏置能够缓解活塞换向过程中的敲击噪声,本文通过建立活塞的有限元模型,在配缸间隙一定的条件下,运用AVL Excite软件对不同活塞销偏置方案进行仿真计算,得出当活塞销偏主推力面0.80~0.85mm时,活塞动能变化率最小,且对柴油机其他性能影响较小,最后通过在柴油机上进行试验验证,得出结论:当活塞销偏置量为-0.80mm时,相较于原机,优化后的柴油机摩擦损失功变化较小,且活塞敲击噪声改善明显。     

考虑渗氮层影响的活塞销疲劳强度研究

以某型中速柴油机活塞销为研究对象,采用有限元方法分别对其进行了结构强度与疲劳特性分析。由活塞销渗氮层硬度检测结果得到活塞销实际渗氮层深度,提出了渗氮层材料的定义方法,并研究了活塞销安全系数随渗氮层厚度的变化规律。     

柴油机主轴颈运动惯性的理论计算及诊断应用

提出了柴油机滑动主轴承轴颈运动惯性的计算方法，通过对主轴颈垂直运动惯性的理论分析和主轴承磨损故障的模拟试验，揭示了柴油机机身侧面冲击振动的仙部激励源及其与柴油机工况，润滑油温度和主轴承间隙的内在联系，提出了一种新的在线监测柴油机滑动主轴承磨损故障的振动诊断方法。     

销孔结构设计对活塞可靠性影响的研究

不同销孔结构参数对活塞可靠性的影响不同。对汽油机活塞,采用5种方案进行了机械负荷与热机械耦合负荷下的应力对比及液压疲劳试验下的循环寿命对比,其中相对于销孔中心设计的非对称减压弧结构更为明显地降低了应力集中现象;稳定的热负荷降低了机械负荷作用于销座部位的应力。柴油机活塞异形销孔降低销座部位应力的作用与汽油机活塞类似。分析与试验表明:柴油机活塞异形销孔与圆柱形销孔相比,提高了燃烧室喉口的拉伸应力幅值;销孔的优化设计可提高顶部的可靠性。     

活塞销偏置对活塞二次运动的影响

以某柴油机为例子,运用计算机模拟计算方法,将不同的活塞销偏置量进行对比计算,研究对活塞二次运动的影响,从活塞运动的平稳性、活塞对缸壁的敲击力、活塞摆角、活塞与缸套的磨擦损失等方面进行综合性对比,求得比较合理的活塞销偏置方向及其偏置值数据。