高性能中速柴油机气缸套设计研究

通过对现代高性能中速柴油机气缸套结构设计对比分析、气缸套温度测量和有限元计算以及对气缸套材料和表面加工的研究分析,提出了现代高性能中速柴油机气缸套的设计要点。     

中速柴油机活塞的改进

本文阐述了四冲程中速柴油机活塞常规设计中的薄弱环节,提出了为克服这些弱点而采取的结构设计要点分析方法及研制技术。     

柴油机缸套-活塞副磨损动态监测方法研究

选择柴油机缸套-活塞副运行工况中的磨损状态和磨损超限状态进行了研究。针对柴油机缸套-活塞副不同的磨损运行状态,利用机体表面振动及油样铁谱分析方法进行了研究。结果表明：柴油机缸套-活塞副处于不同磨损状态时,机体表面振动相应地变化,润滑油中磨损颗粒的成分、形貌及尺寸也会发生．相应的变化;机体表面振动、铁谱分析方法可对缸套-活塞副磨损运行状态实现有效的监测,并为多信息融合技术提供方法和数据基础。     

激光微造型柴油机缸套的试验研究

采用激光微造型加工技术,在某柴油机气缸套工作表面上,加工出规则的交叉网纹型微观形貌.其表面评定参数优于传统平台网纹缸套,网纹沟槽清晰、分布均匀,网纹沟槽的深度和一致性增加,缸套表面平整,增加了承载面积.而装机试验表明,装配激光微造型缸套的柴油机工作正常,各性能参数稳定,缸套和活塞环之间摩擦学性能优于平台网纹珩磨缸套,发动机机油消耗比采用后者时降低了48.1%,活塞漏气量下降了49.2%.     

柴油机活塞与缸套的匹配研究现状

从缸套-活塞组的摩擦、缸套失圆机理、缸套与活塞组润滑等多个方面对柴油机活塞与缸套的匹配研究现状进行综述,并对缸套-活塞组的研究趋势做了预测性分析。     

重载货运机车柴油机活塞的研究

活塞是柴油机的主要部件之一,其可靠性和寿命直接关系到机车柴油机的性能和运行安全。基于HXN5型货运机车柴油活塞研制,从活塞结构、活塞材料以及活塞特殊工艺方面展开研究,总结了结构设计、活塞裙铝合金材料变质及其固溶时效工艺、环槽高频淬火强化工艺、球铁销座球化率提升工艺、异型销孔加工检测、活塞变椭圆形线技术、活塞表面锰磷化及其减磨涂层工艺等方面的研究工作．以实现重载货运机车活塞的承载能力和可靠性的目标。     

发动机活塞组－缸套整体耦合系统瞬态温度场数值模拟

本文提出了一个发动机活塞组－缸套整体耦合系统的非稳态温度场数值分析模型。该模型可模拟发动机一个循环内活塞组、润滑油膜和缸套的温度场详细情况，并可预测活塞顶、缸套内表面、活塞环及润滑油膜的温度波动。本文对６１３５水冷柴油机，给出了实机计算结果。     

机车柴油机活塞的技术发展与创新

简要介绍了我国机车柴油机活塞技术开发体系,即以活塞加速寿命试验技术、组合活塞仿真分析技术、活塞环槽抗磨损试验技术和组合活塞失效模式及失效原因分析技术等为核心的活塞技术开发体系,并扼要介绍了这些技术的实际应用。根据我国引进内燃机车及其先进技术消化、吸收、再创新的要求,针对引进机车柴油机活塞的特点和中速柴油机活塞发展趋势,提出机车柴油机活塞创新技术路线,并简要介绍目前的一些实践。     

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。     

基于热机耦合的国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形数值分析

建立了国-Ⅴ柴油机活塞、活塞销、连杆和缸套等的有限元模型;利用非线性有限元软件ABAQUS分别计算了该柴油机活塞在最大热负荷工况下的温度场和热机耦合工况下的变形和应力,确定了活塞的最大热负荷区和最大应力区,并对活塞和缸套的接触应力进行了分析。模拟结果表明:活塞喉口部位承受最大热负荷,其温度为321.6℃,低于活塞材料的极限温度;在热机耦合工况下活塞裙部的最大应力为58MPa、最大变形为0.1mm,都在可接受范围之内;同时,活塞与缸套的最大接触应力为29.4MPa,在许用应力范围内。通过上述对国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形的分析,可以判定此活塞结构能够满足设计要求。     

低速柴油机气缸套和活塞环运行与维护

针对某轮低速柴油机出现的气缸套/活塞环异常磨损故障,结合气缸套结构特点、运行要求等对故障原因进行排查分析.结果 表明:此次缸套/活塞环异常磨损的主要原因为该轮使用了碱值严重不达标的劣质气缸润滑油;次要原因是空冷器的冷凝水泄放不畅.在此基础上提出低速柴油机各阶段运行维护注意事项.     

重型柴油机湿式缸套穴蚀损伤差异的数值模拟研究

本文针对某款重型柴油机在爆压提升前、后出现的穴蚀差异,提出了一种综合缸套振动变形与冷却液空化的耦合建模方法。首先基于活塞-缸套瞬态动力学模型,获取了缸套主副推力侧在活塞侧击作用下的动态响应,并通过台架试验进行了校验。然后,将仿真的振动信号以动网格形式输入流场,研究了缸套振动激励下两款柴油机不同水腔区域的空化波动特性,并结合实验与数值模拟解析了高爆压柴油机缸套穴蚀显著的主要原因。结果表明,缸套在活塞侧击作用下的振动响应与其约束模态有关,流场的空化强度与缸套振动幅值并非线性相关,而是与缸套的振动频率和模态振型存在耦合相关关系。这些研究成果为缸套穴蚀倾向的预测研究提供了新的思路与方法。     

某V型发电柴油机机油耗高问题分析及改进

针对某V型发电柴油机机油耗过高的情况,采用仿真及试验的手段,确定了机油消耗量大的主要原因,明确了降低活塞温度、优化活塞环组运动、增强控油能力的优化方向。通过优化改进气缸套网纹、活塞内冷油道结构和活塞环组尺寸,优化活塞、活塞环和缸套的配合间隙,增加刮碳环,实现了对活塞环组降温、顺气、控油和及时清除积碳的效果,达到降低柴油机机油耗的目的,改进方案经市场验证效果良好。     

D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性的有限元分析

本文对发动机缸套-机体-垫片系统在缸盖螺栓压紧力作用下的受力进行了分析,采用轴对称模形,对D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性进行有限元分析。结果表明,D系列柴油机气缸套的变形不同于传统的柴油机气缸套,在各种影响因素中,温度的影响起主要作用;D系列柴油机缸盖螺栓压紧力在缸套和机体之间的分配是合理的,缸套凸出机体顶面的量对气缸垫密封压力有一定影响。     

用铁谱分析法诊断EQ6110柴油机的磨合过程

用铁谱分析技术分析了EQ6100柴油机磨合期内发生的拉缸,通过分析润滑油中的异常磨损颗粒,说明了缸套与活塞环从微观擦伤向宏观擦伤发展,宏观擦伤积累到一定的程度会形成拉缸过程。文中还介绍了气缸套与活塞环早期擦伤的判断方法。     

气缸套温度场优化及试验验证

针对某型柴油机设计开发过程中,气缸套第一道活塞环上止点位置温度偏高,存在滑油结焦引起拉缸风险的问题,对油气室匹配及气缸套冷却进行改进,改进前后的缸内喷雾燃烧计算及气缸套热-结构耦合仿真对比分析表明:优化后的气缸套第一道活塞环上止点位置温度明显降低。后续的试验验证也表明:上述措施有效降低了气缸套第一道活塞环上止点位置的工作温度,气缸套-活塞环摩擦副的可靠性得到提高。     

某船用大功率柴油机拉缸故障分析

针对某船用大功率柴油机运行过程中的拉缸故障进行拆检分析和有限元仿真研究.分析与研究结果表明:润滑油喷嘴堵塞影响了活塞热量散发和气缸套有效润滑,在高负荷下加速了零件磨损,进而导致拉缸故障.不同负荷下,活塞、气缸套和活塞环均向外部膨胀,活塞与气缸套间存在足够的热膨胀余量;而活塞环与气缸套间将出现过盈配合,在高负荷和润滑失效...