增压柴油机活塞内冷油道对热负荷影响的研究

针对某增压柴油机,使用有限元法研究了内冷油道对活塞温度分布、应力分布和变形分布的影响。为保证边界条件的合理性,通过计算流体力学(CFD)软件模拟计算得到内冷油道的边界条件。采用硬度塞法实测活塞若干点的温度值,验证了模拟计算结果的合理性。有限元计算结果表明:在活塞上加开内冷油道可以使其顶部温度降低约43℃;合理的内冷油道位置可以有效降低局部的高温和应力,当活塞内冷油道位置轴向移动5mm时对活塞顶部温度影响最大,可使其温度变化幅度达10℃左右,最大应力值增加7~11MPa。内冷油道位置的改变主要影响各部分变形的大小,对其分布规律影响不大。     

汽油机活塞冷却喷射两相流及传热分析

为了深入研究活塞冷却喷射的油束运动发展规律及不同活塞冷却方式对传热的影响,对比研究了3种活塞冷却方案.首先,在稳定的流场环境里对油束进行了验证,保证了后续瞬态强气流条件下喷射计算的准确度.通过曲轴箱内的仿真计算,得到了活塞冷却喷射图像、内冷油道与活塞底面的平均传热系数分布、活塞的温度分布.针对模型A(内冷油道强制冷却+...     

高升功率柴油机铸铁活塞的设计与计算分析

分析了内燃机升功率对活塞热负荷及机械负荷的影响,明确了活塞变形是造成活塞机械应力集中的主要影响因素的观点,提出了采用大内冷油道薄壁框架结构并配合短活塞销,以减小活塞变形并强化活塞顶部冷却,从而降低并协调活塞热负荷及机械负荷的新设计思路。将此设计思路应用于高升功率柴油机铸铁活塞的结构设计中,并对新设计活塞进行了三维接触问题的有限元计算分析。     

薄壁油冷活塞三维有限元计算及强度分析

采用三维有限元法对某新设计的船用柴油机的整体薄壁球墨铸铁活塞的变形和应力场进行了计算并在此基础上对该活塞的疲劳强度和热变形进行了校核，同时还对这种薄壁油冷活塞的变形和应力分布特点进行了分析，由此得出了具有参考价值的设计要点。     

活塞内冷油道盐芯冲洗工装的改进设计

盐芯冲洗是内冷活塞生产的关键工序,冲洗不干净极易造成活塞腐蚀及清洁度、颗粒度不合格。盐芯冲洗时的工装更是保证盐芯冲洗效率及活塞内冷油道质量的关键所在。本文对现阶段盐芯冲洗的过程及原理进行了介绍,并为大家展示了一种新型的盐芯冲洗工装。     

斯太尔欧Ⅲ柴油机结构设计

介绍了在斯太尔欧Ⅲ柴油机结构设计中所采用的新技术和新的设计思路,如采用BOSCH燃油喷射系统、排气制动阀、内冷油道活塞等。使新开发的柴油机结构紧凑、性能优化、排放降低。     

钢活塞销孔接触磨损优化设计

针对某欧VI柴油机钢活塞销孔外侧出现的接触磨损问题,通过对销孔形线和内冷油腔进行优化设计,运用有限元进行对比分析计算,得出最优的设计方案。结果表明:通过优化使销孔接触压力降低15.9%,接触面积分布更均匀,最大接触压力位置明显偏离出现过度磨损的销孔外边缘,整体接触状态好,有效解决了钢活塞销孔外侧接触问题。经1600 h耐久试验,验证分析结果与试验的一致性,为解决钢活塞销孔磨损失效的优化提供可量化的方向和理论指导。     

某型钢活塞销孔与活塞销咬合机理分析和结构优化

针对某型钢活塞在性能试验时出现钢活塞销孔与活塞销咬合现象,开展钢活塞销孔与活塞销咬合机理分析,提出钢活塞销孔型线、钢活塞销孔与活塞销冷态配合间隙、钢活塞内腔出油孔结构优化方案,再结合计算机有限元分析技术和发动机台架试验予以验证,为预防钢活塞销孔与活塞销咬合以及钢活塞销孔设计提供参考。     

基于温度场试验的柴油机活塞结构优化

为了有效降低有内冷油腔活塞的表面温度,对某柴油机活塞结构进行优化,调整内冷油腔进油口直径及进、出油口高度,利用有限元分析软件建立活塞温度场模型,仿真分析优化前、后的活塞温度场.研究结果表明:改进后活塞各个关键部位的温度均不同程度降低,其中活塞温度最高的燃烧室喉口的温度降低了4℃,燃烧室底部降温效果显著,温度降低了11℃...     

基于热机耦合的柴油机活塞热应力及疲劳寿命分析

通过建立活塞裙部型线、活塞优化后的燃烧室及内冷油道等的有限元模型,采用PERMAS软件计算了优化后的活塞在标定工况下的温度场和热机耦合应力,分析了活塞的疲劳寿命,并测量了800h热冲击试验后,活塞环槽、活塞外圆尺寸等尺寸和型线的变化情况。结果表明:活塞高温区域主要分布在活塞顶部,最高温度约为301℃,在活塞材料许用范围内;第一环槽的表面平均温度为194℃,低于润滑油结焦温度230℃;增加了20%喷油量时,活塞的表面温度仍可满足设计要求。在活塞受到热机耦合作用时,活塞向主推力面方向倾斜,主推力面受力较大,约为44N/mm2,活塞销座表面最大应力值区域主要分布在后端销孔上侧,约为98N/mm2,应力值均在许用范围内。活塞疲劳寿命最低的部位在活塞燃烧室底部及燃烧室喉口,理论寿命分别为6.9和7.7,800h热冲击试验后,活塞环槽、销孔、活塞环槽底径、活塞外援尺寸等尺寸变化均较小,活塞外圆型线和椭圆型线变化不大,能够满足使用要求。     

基于有限元分析的锻钢活塞内冷油腔设计

研究某高强化柴油机锻钢活塞内冷油腔设计,利用有限元分析软件对活塞设计方案进行模拟分析,通过对活塞温度场、销孔接触压力、各关键部位的疲劳系数对比分析,扁平形内冷油腔悬臂梁长,内冷油腔底部内侧和燃烧室底部疲劳系数偏低,有开裂失效的风险,悬臂梁缩短后内冷油腔和燃烧室疲劳系数显著提高,搭载发动机进行试验验证,活塞满足发动机使用要求。结果表明:高置大容积随燃烧室形状内冷油腔结构不仅影响活塞的冷却效果同时影响活塞的结构强度,内冷油腔底部与燃烧室底部悬臂梁强度要满足可靠性要求,活塞温度超过450℃建议采用42CrMo4材料。     

CFD方法在预测柴油机内冷通道活塞温度分布方面的应用

随着柴油发动机向低排放、高功率方向发展,活塞承受的热负荷越来越高.为降低活塞的热负荷,现在的柴油发动机大多采用带内冷通道活塞.内冷通道改善了活塞的热负荷分布,但也为预测活塞温度分布带来了难度,采用计算流体力学(CFD)的方法可精确预测出活塞的温度分布.     

复合隔热组合活塞结构设计及优化

提出一种采用空气和隔热衬垫复合隔热的钢顶铝裙活塞,其中活塞顶、隔热衬垫和铝裙通过4个对称螺栓连接.为了解该活塞结构特性,开展组合活塞热边界分析,并进行活塞温度场仿真与试验测试对比,揭示空气隔热腔及隔热衬垫对整体活塞温度场的影响.结果表明:经活塞环槽区输出的热流减小约为20%,后续进行组合活塞机械应力及接触面压对比分析,验证了仿真模型的有效性.在此基础上进一步开展活塞热机应力分析,针对隔热衬垫与活塞顶接触面应力状态较差的部位,通过组合活塞结构匹配优化降低了结构应力幅值、改善了应力分布,其中应力幅值降低约为50%,据此最终完成复合隔热组合活塞设计.     

高负荷发动机活塞的开发

为适应市场发展需要,开发一款高负荷发动机用铝活塞。根据发动机的升功率和最高爆发压力,对活塞整体结构、活塞环岸、环槽、销孔、内冷油腔进行设计,通过采用活塞销孔镶铜套设计增加销孔的可靠性。有限元分析表明活塞满足强度要求;利用动力学仿真分析对活塞二阶运动进行评估,满足载荷要求。对装配该活塞的发动机进行1500 h台架试验,结果表明:活塞各项性能指标均满足发动机的设计和使用要求。     

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。     

高性能天然气发动机活塞的开发

针对天然气发动机燃烧清洁、热负荷较高,机械负荷较低、润滑困难、易磨损的特点,从活塞的头部设计、环岸、环槽的设计、销孔设计、内冷油腔设计对天然气活塞进行了详细描述,并对天然气活塞进行了有限元分析和试验验证。     

高强化船用柴油机组合活塞裙部型面设计与验证

以某高强化船用柴油机钢顶铁裙组合活塞为研究对象,分析活塞裙部型面的纵向中凸曲线和横向椭圆设计过程,运用有限元分析软件研究不同设计方案的活塞裙部接触压力分布并进行优化,通过合理调整不同位置的横向椭圆的椭圆度及修正系数得到最优方案,并对优化设计的活塞装机进行台架试验.研究结果表明:采用横向二次椭圆和纵向中凸曲线设计时活塞裙...     

江滨活塞 推动未来

正江滨公司创建于1970年,是中国长安汽车集团股份有限公司全资子公司。公司主要生产ψ60~ψ260mm缸径发动机活塞产品;拥有成熟的活塞头部镶耐磨镍铁圈、裙部石墨化、头部硬质阳极氧化及冷却油道等先进技术工艺;能生产铝、钢等单金属体活塞、双金属基体铰接式、电子束焊接式、强力螺栓组合式活塞;充     

活塞顶面加工质量的影响因素分析

内冷油腔强制冷却是降低高强化柴油机活塞热负荷的有效方法,但内冷油腔冷却对冷却喷嘴及喷油有着较高的要求,本文通过介绍流体特性及内冷油腔活塞对喷油冷却的要求,简要阐述了冷却喷嘴设计注意事项及冷却喷嘴喷油试验情况。     

气门冲击淬火调高阳压温度不升原因分析

内冷油腔强制冷却是降低高强化柴油机活塞热负荷的有效方法,但内冷油腔冷却对冷却喷嘴及喷油有着较高的要求,本文通过介绍流体特性及内冷油腔活塞对喷油冷却的要求,简要阐述了冷却喷嘴设计注意事项及冷却喷嘴喷油试验情况。