活塞立体靠模设计软件

随着内燃机向高速、高负荷、低油耗、低排放及轻量化方向发展,对内燃机零部件的结构设计、材质选用等,逐年均有不断改进,其中活塞结构上较为突出的趋势之一是将活塞裙部制成中凸变椭圆形状.目前在活塞裙部型线设计中,工程设计人员应用活塞评价,预测活塞的工作变形或根据以往成功的设计,经过试验磨合的裙部形状,通过最小二乘法进行曲线拟合,找出其设计规律.本文介绍N阶幂函数回归和指数回归拟合方法,在活塞型线设计中的成功应用以及在此基础上本人完成的活塞中凸变椭圆立体靠模设计软件.实践证明:用最小二乘法完成的活塞立体靠模设计软件,是活塞型线的设计计算中一种行之有效的手段.     

活塞裙部型线研究

现代高速、高性能发动机上,活塞裙部是活塞设计中特别重要的部位。裙部形状和表面粗糙度影响着活塞裙部流体动力润滑状态（动态油膜的形成与保持）,直接影响到发动机的性能。本文在了解活塞裙部动力润滑理论及内燃机动力学的基础上,通过调试活塞裙部流体动力润滑计算Fortran源程序检验程序的正确性,并掌握活塞裙部型线设计的基本方法。     

汽车发动机活塞裙部外形型线的计算机辅助设计与优化

探讨了汽车发动机活塞裙部外形型线的设计理论和方法,通过Pro/E软件的精确造型技术建立活塞的精确三维几何模型,利用ANSYS有限元分析软件计算分析了活塞热态变形。然后根据热态变形分析结果,对活塞裙部外形型线进行设计与优化,获得了相应的型线参数和数据,并经过反复试验后投入实际生产。实践结果表明,裙部外形型线设计合理,活塞具有较好的工作性能,活塞裙部与气缸之间贴合良好,无拉缸、敲缸,以及明显擦伤和磨损等现象发生。该设计方法应用效果明显,工程实用价值较高。     

轻型柴油机活塞裙部型线对磨损的影响

以某轻型柴油机活塞为研究对象,基于型线设计理论,设计4种活塞裙部型线方案.利用活塞动力学分析软件进行分析计算,研究活塞裙部型线对活塞二阶运动和裙部摩擦磨损的影响,并对L4方案的活塞进行耐久试验.结果表明:改变活塞裙部型线可以较好地改善裙部润滑;与L1方案相比,L4方案的活塞裙部最大压力降低了约25.3％,裙部最大累积磨...     

裙部型线对活塞裙部混合润滑特性影响的仿真分析

综合考虑了活塞裙部外形轮廓、表面波度、粗糙度、活塞裙部和缸套的热变形以及弹性变形等因素,建立了内燃机活塞裙部混合润滑数学模型,计算分析了工作状态下活塞裙部横向和纵向型线对活塞裙部混合润滑特性的影响.结果表明,裙部横向型线采用上端椭圆度小于下端椭圆度的变椭圆结构较为合适;纵向型线的中凸点位置应偏向裙部下端,以降低裙部摩擦功耗;相对于椭圆和圆曲线型线,纵向抛物线型线具有最小的摩擦功耗.     

活塞裙部与中凸靠模板型线设计Turboc程序计算方法

本文介绍了利用计算机计算活塞裙部型线方程和必要的各点坐标,及从活塞图纸到中凸靠模曲线板型线设计的方法.     

用两种仪器测量比较活塞裙部纵向型线

1引言 近几年来,国内外活塞产品随着发动机的改进而不断更新换代,活塞结构也由圆锥椭圆结构向中凸变椭圆结构发展,其优点是减少活塞运动的摩擦损耗、降低噪声,节约油耗、提高活塞的使用寿命。这种活塞的机加工需要较高的工艺与先进的专用机床。检测需要精密的测量仪器。目前我国大多数活塞生产厂家用来检测活塞裙部纵向型线的仪器有:万能测长仪,西安红旗机械厂生产的微机电感式活塞中凸变椭圆测量仪,以及进口多功能圆度仪,三座标测量仪等,这些仪器都各有所长,也有一定的测量范围局限性。而要达到精密测量、真实地反映机加工后的活塞裙部型线,及型线的变化规律,采用两种仪器测量比较,测量误差更清楚。本文以万能测长仪,进口多功能圆度仪为例,浅谈用两种仪器测量活塞裙部纵向型线的优缺点以及在使用过程中的一些体会,以供同行参考。     

活塞裙部流体动力润滑数值分析

对内燃机活塞-缸套系统的流体动力润滑与动力学行为进行了耦合分析,在考虑活塞二阶运动的基础上建立了活塞裙部润滑的数值模型。运用龙格-库塔方法求解二阶运动模型,并采用有限元方法求解裙部润滑的平均雷诺方程。分析了裙部不同型线、活塞销不同偏置的油膜厚度、油膜压力和活塞摆角等二阶运动状况。在润滑油不同粘度以及是否考虑粘压特性条件下,对油膜摩擦力和摩擦功率进行了对比。结果表明,裙部采用中凸椭圆型线,活塞销向主推力侧偏置,可减小二阶运动,改善润滑状态,润滑油粘度对裙部摩擦损失有较大的影响,而粘压特性则对裙部润滑的影响较小。     

高强化柴油机活塞裙部型线对拉缸的影响

针对某欧Ⅵ柴油机活塞高温拉缸试验过程中出现的拉缸问题,检查活塞拉缸的部位以及未拉缸活塞的裙部磨损情况,分析确定活塞裙部型线设计不合理是导致拉缸的主要原因;设计活塞裙部型线椭圆的多种方案,应用活塞组件动力学分析软件进行对比优化,以最大侧向力和摩擦损耗为主要评价指标,提出相应的优化思路,得出该活塞裙部最佳型面结构,解决了高温拉缸试验中的拉缸问题;研究型线结构对活塞与缸套接触以及对活塞二阶运动的影响规律,为活塞外圆型线椭圆设计提供了理论和工程基础。     

汽油机活塞敲缸响的力学分析

从分析活塞的受力状态出发,运用流体动力润滑雷诺方程,求解出作用在活塞裙部的油膜力和力矩。并结合活塞裙部的侧向运动方程,编制了模拟活塞二阶运动的计算程序。运用此程序对CA1091型车用汽油机不同结构参数、不同工况下的活塞裙部上,一端的横向运动轨迹进行了数值求解,得出同了不同间隙条件下活塞对缸壁的最大冲击时刻,最大冲击部位等,分析结果可用于发动机活塞组的结构设计与故障诊断,并能对许多实际故障现象进行合理的理论解释。     

活塞裙部型线对活塞系统二阶运动和摩擦功率的影响

从活塞的动力学分析开始,结合流体动力润滑方程,建立了缸套活塞裙部间的润滑模型。该模型采用优化的数值分析方法,使计算程序有较好的收敛性,能计算出整个四冲程范围内的活塞二阶运动和摩擦功率的轨迹。此外,作者将原始的直线型线和国外先进机型的中凸型线输入计算程序中,探讨了其对活塞裙部型面的作用和优劣。结果表明：中凸型线可以使活塞在上行和下行冲程中均能形成双向油楔,这对减小活塞的二阶运动和摩擦功率起了极大的作用     

基于理论分析与经验类比模式的276Q发动机活塞裙部型面设计

在分析发动机活塞裙部型面设计基本理论的基础上,通过经验类比,设计了某款276Q发动机活塞裙部型面．获得了该裙部型面的参数和数据,并经过反复试验后投入实际生产。实践结果表明,活塞裙部型面设计比较合理,具有良好的工作性能,裙部与汽缸之间贴合较好,无拉缸、敲缸、以及明显擦伤和磨损等现象发生,该设计模式简便可行,工程实用价值较高。     

拓扑优化理论在活塞结构设计中的应用

建立了某高速发动机活塞的变密度法拓扑优化数学模型,以活塞销座和推力面之间的区域为优化区域,在保证裙部变形稳定性的前提下,利用HyperW orks软件对该区域的活塞结构进行了拓扑优化。材料密度相同时,优化后的活塞质量仅为原来活塞质量的70%左右。对优化前后活塞裙部型线的稳定性进行了比较和分析,优化后活塞的纵截面型线基本上未发生改变,而横截面型线是一条近似水平线,对应的活塞横截面接近正圆,表明拓扑优化能明显改善活塞裙部对变形的适应性。对优化模型进行了有限元静力学分析,结果表明优化前后活塞的应力和整体变形趋势符合实际情况,验证了模型的合理性。     

高速汽油机活塞应力与变形分析

本研究建立了某轿车用高速汽油机活塞的几何模型,应用三维有限元分析软件,完成了活塞在热力耦合作用下的应力与变形分析。研究表明活塞的热力耦合应力对活塞的强度有重要影响,同时活塞变形呈非轴对称分布,变形后裙部外形轮廓形状发生较大变化。由于活塞裙部形状对活塞润滑特性有重要影响,因此,本文的结果为进一步准确分析裙部润滑特性提供了基础,为活塞改进设计提供了参考。     

高速汽油机活塞应力与变形分析

本研究建立了某轿车用高速汽油机活塞的几何模型,应用三维有限元分析软件,完成了活塞在热力耦合作用下的应力与变形分析.研究表明活塞的热力耦合应力对活塞的强度有重要影响,同时活塞变形呈非轴对称分布,变形后裙部外形轮廓形状发生较大变化.由于活塞裙部形状对活塞润滑特性有重要影响,因此,本文的结果为进一步准确分析裙部润滑特性提供了基础,为活塞改进设计提供了参考.     

某汽油机活塞噪声的分析及解决方案

介绍了某汽油机活塞噪音的分析及解决方案,首先对异响发动机进行了振动测试,通过角度域的分析手段,确定了该噪声为活塞敲缸噪声,通过减小裙部厚度和优化裙部型线,在不减小配缸间隙的情况下消除了该噪声。     

柴油机铝活塞摩擦磨损的动力学分析

针对某柴油机铝活塞摩擦磨损研究,利用Pisdyn动力学分析软件对活塞的不同裙部壁厚、裙部形线以及销孔偏心的裙部摩擦磨损以及由二阶运动导致的活塞与缸套之间的敲击动能、裙部最大接触压力和累计磨损等进行模拟分析计算。结果表明,该发动机活塞裙部形线对活塞摩擦损失、敲击动能影响最大,销孔偏心和裙部厚度的影响相对较小。     

活塞结构参数对敲击能量影响的计算研究

针对内燃机降噪的现实需求,以Ricardo-Pisdyn软件为模拟计算工具,综合考虑活塞接触面粗糙度、活塞和缸套热及弹性变形,建立活塞组件的三维动力学模型,系统性研究了配缸间隙、活塞销偏置以及裙部型线等结构参数对活塞敲击能量的影响规律。结果表明:配缸间隙对活塞敲击能量有明显影响,增大配缸间隙会加剧活塞二阶运动,大幅增加活塞敲击能量;活塞销向主推力面合理偏置,可减小活塞最大敲击能量;增大中凸点高度,可以缩小裙部顶端至中凸点区域与缸套的热态间隙,抑制活塞二阶运动,减小敲击能量;增大裙部顶端间隙或减小裙部型线上指数,都会引起做功行程初期活塞的剧烈敲击;裙部底端间隙和型线下指数对活塞敲击能量的影响较小,增大裙部底端间隙或者减小裙部型线下指数,会导致活塞敲击能量略微增大。     

裙部刚度对内燃机活塞二阶运动的影响研究北大核心CSCD

针对裙部刚度对活塞运动的影响,设计了活塞刚度测试试验工装,测量裙部子午线刚度,并与有限元计算相结合得到了准确的活塞刚度矩阵。在考虑活塞、缸套热变形的基础上,建立活塞动力学仿真模型,进行了不同活塞裙部结构的二阶运动分析。分析结果表明:裙部刚度增大后,活塞运动过程中的径向位移、摆动角度及敲击能都有所减小,在一定范围内减轻了二阶运动的幅度;适度减小裙部次推力侧(antithrust side,ATS)刚度可以有效降低活塞与缸套之间的摩擦损失,实现活塞的轻量化和低摩擦设计。     

汽油机活塞裙部结构特征对疲劳的影响

针对某款汽油机活塞试验后出现裙部疲劳磨损的情况,对导致汽油机活塞裙部异常磨损的原因进行综合分析,最终应用温度场试验并结合动力分析的方法,查找到导致异常磨损的根本原因为活塞局部刚度较大;将活塞内腔结构的弧型设计更改为等壁厚设计,增强裙部局部弹性,活塞裙部最大压力由43.28 MPa降低到32.65 MPa,活塞工作时受力分布得到优化,从而达到改善活塞裙部疲劳磨损的目的。