利用挤压铸造改善柴油机铝合金活塞的性能

本文从燃料经济性和废气排放的角度认为,目前的重力铸造铝合金活塞工艺在燃燃室、活塞销座和顶环位置三个潜在方面,其改进正在达到极限。 目前,有一种大量生产的重型柴油机活塞采用了挤压铸造技术。这种技术特别是当与陶瓷纤维相结合时,能使铝合金活塞获得极佳强度特性。本文研究挤压铸造技术在活塞上述三方面的应用,根据发动机试验数据的分析提出了几个新的结构方案。     

丰田柴油机技术

在柴油机技术全面发展的今天,日本丰田柴油机采用的几项技术显得特别重要:在高性能柴油机上采用CFA陶瓷纤维强化铝活塞;采用新型电子控制喷油系统,并对燃烧开始采用光学传感;在2L—THE涡轮增压高性能汽车柴油机上采用陶瓷涡流燃烧室和在轻型卡车上采用排量为3.5升的新的直喷式13B系列柴油机。     

铝合金活塞低周材料性能表征及寿命预测

以柴油机铝合金活塞为研究对象,开展了活塞铝合金材料的低周疲劳试验。对活塞铝合金材料塑性性能采用Ramberg-Osgood模型进行了表征,表征参数经仿真验证与测试数据吻合良好。对活塞铝合金材料低周疲劳性能采用塑性应变能理论模型进行了表征,在双对数坐标系下,铝合金材料的塑性应变能与寿命呈良好的线性关系。对铝合金活塞在柴油机低周考核工况下的非线性承载特性进行了研究,根据活塞在第5个周期时的应力应变关系曲线进行了低周疲劳寿命预测,结果表明:活塞在燃烧室喉口部位低周疲劳寿命最低,为低周疲劳危险部位,在活塞的材料考核及结构设计中应重点考虑。     

活塞环槽再熔强化法的应用前景

活塞环槽的再熔强化法就是以高温(等离子、激光、电子束)再次熔化铝活塞第一环槽,以达到增加铝合金的硬度和提高活塞的使用寿命的目的。此种强化法已在苏联的几种机型上得到应用并取得满意的结果。这将为高强化柴油机活塞找到一种较为理想的环槽强化方法。     

发动机活塞用不含镍的铝合金

<正> 汽车发动机活塞铸造用铝合金在工作温度范围内必须有较高的静力强度、动力强度和疲劳强度,同时温度膨胀系数低,耐磨性高,耐热性强。铝硅合金能在最大程度上满足上述要求。目前在苏联最普遍获得推广使用的有:КС245、АЛ30和АК10M2H牌号的合金(含硅13％以下),这些合金适用于制造柴油机的活塞,而AЛ25合金则可应用于制造拖拉机上柴油机的活塞。     

丰田在活塞头部应用陶瓷工艺

丰田汽车公司正在大量生产一种头部由新型陶瓷纤维强化的铝活塞。一般用于小型祸轮增压式或直接喷射式柴油发动机上,承受高温的能力有所增强。过去活塞头部环槽一般采用耐蚀高镍铸铁,而用陶瓷纤维强化后的活塞头部则更能满足在高温状况下的特性要求。     

为四化提供创优产品—汽车铝合金活塞

上海活塞厂(原名宝锠汽车材料制造厂)是生产发动机缸径为160毫米以下汽油机、柴油机、冷冻机、压缩机等各种机型铝合金活塞的专业工厂。已具有四十多年历史,一贯重视产品质量。1966年之前被评为上海市先进企业,出厂铝活塞产品获得免验信誉。1979年解放牌 CA10B 汽车活塞、485A、495A、丰收27等柴油机铝活塞被评为“上海市优质产品”,并荣获“上海市优质产品证书”。     

改进重载铝活塞的技术

由于柴油机的平均压力水平不断提高,并且要求更长的工作寿命,用一般方法铸造的铝活塞已不再能胜任工作。为了改进重载活塞的性能,需要新的工艺和强化材料。 采用挤压铸造工艺可改善铝合金的疲劳性能,采用纤维强化可进一步改善挤压铸造铝活塞的物理性能。金相和物理试验表明,硬模铸造、挤压铸造、挤压铸造金属基复合材料(MMC)在疲劳、抗拉和热膨胀等高温性能方面差别很大,对磨损性能也作了比较。性能的改进有助于在重载柴油机中继续采用铝合金活塞。     

柴油机活塞燃烧室凹腔边缘的非线性有限元强度分析方法

整体式铝合金活塞仍是重型柴油机的首选设计方案。活塞制造商们一直在不断研究铝合金材料工艺,以及切削性和结构型式,以应对日益增长的热负荷及机械负荷。随着软件和数字计算机技术的进步,活塞分析方法也得以改进。现已允许根据活塞所受负荷和接触条件,对材料特性建立更大、更详细的模型,进行更复杂的模拟。20世纪70年代末,采用线弹性应力法,并结合以有限低循环疲劳数据为依据的寿命评估,首先将瞬态有限元分析法应用于柴油机活塞。这一方法为深入了解活塞,尤其是柴油机活塞燃烧室凹腔边缘处的失效机理提供了重要依据。然而,由此得出的寿命评估往往是近似的,只能用作评价替代设计和材料的一种比较工具。这种限制是由于采用线弹性应力方法的缘故,它忽略了非线性应变特性,特别在燃烧室凹腔边缘弹-塑性条件下的重要影响。与改进的分析技术相结合,应变式材料性能测量法的发展有助于对活塞合金非线性特性的进一步了解,并为建模提供重要数据。已将这些发展纳入凹腔边缘应力和应变响应的新分析法中,为寿命评估提供更加精确的方法,并为进一步改善活塞设计创造机会。     

提高铝合金活塞热强度的新技术

现代柴油机的温度和压力不断提高,因而要求铝合金活塞必须具有更高的热强度,以便具有足够的强度储备.Federal-Mogul公司采用DuraBowl燃烧室凹坑工艺对活塞高负荷区进行局部后处理,使活塞使用寿命提高了8倍.     

辉门动力总成合金材料研发再获重大突破

<正>辉门控股公司动力总成日前宣布,其自主研发的DuraFonn-G91新型高强度铝合金材料取得重大突破,适用于汽车柴油机活塞,可承载更高机械负荷,有望大幅度提高发动机在高功率下的工作效率。对比测试结果证明,新型合金材料部件寿命达到高负荷柴油发动机当前铸造材料的3~5倍。DuraForm-G91的独特成分使得组件疲劳强度得到大幅提高,尤其适用于高负荷、高温条件的柴油机活塞。在温度超过350℃的等温高周机械疲劳测试     

上海活塞厂与SH760、CA10活塞

上海活塞厂(原名宝铝汽车材料厂)是生产发动机缸径为φ200毫米以下、汽车、轿车、拖拉机、摩托车、压缩机、冷冻机等各种机型铝合金活塞的专业工厂。该厂创建于1912年,是一个具有七十年历史的老厂。1966年以前,该厂曾被评为上海市先进企业,出厂的铝活塞获得免验产品信誉。自1979～1981年以来,该厂生产的 CA10B 解放牌汽车活塞、丰收27、485A、495 A 活塞(配套于上海内燃机495A 柴油机荣获金质奖)、6135基本型、上海牌6G80铝活塞等产品分     

英国CV12TCA柴油机结构初步分析(续四)

<正> 二、主要零部件结构的初步分析 4.活塞结构的分析 (1) 活塞材料 对CV12TCA柴油机活塞材料的化学分析和组织性能检验表明,所用材料为英国的LM13合金。此合金属于硅铝系合金(即LO-EX合金),含硅量为11～13％,相当于美国的A132、4032等类似的共晶硅铝合金。这类合金既可以用金属模铸造又可以锻造,具有良好的稳定性、耐磨性和导热性,它的线膨胀系数和比重也较小。在英国可供制造活塞的材料中LM13合金处于优越的地位。 从宏观来看,解剖的活塞断面没有发现热裂、气孔、针孔及缩松等缺陷。浇铸时是否进     

柴油机设计理论与实践(2)——柴油机设计所需的基础理论要点

<正> 3.活塞速度 (1) 活塞平均速度(Cm) 活塞平均速度用下式表示: (米/秒) 式中: S=2r=冲程(米) n=转速(转/分) C的用途有: a) 是用来表示柴油机性能的重要参数之一。 b) 用来计算通过进、排气阀的空气量和气体的平均速度。已知通过进气阀的空气流速就能判断柴油机的性能。     

解放柴油车供油正时的检查与调整方法

<正>一、供油正时的概念供油正时是指喷油泵正确的供油时机。4行程柴油机的4个工作行程分别是进气、压缩、做功、排气,喷油泵正确的供油时机应该是在活塞压缩上止点之前。为了准确的描述供油开始时刻,引入供油提前角θg这个概念,供油提前角即从供油始点至活塞到达压缩上止点对应的曲轴转角,如图1所示。最佳供油提前角由柴油机生产厂家根据发动机性能试验结果确定。不同厂家、不同型号的柴油机供油提     

船用高速柴油机磨损与机油烧损的关系

<正> 本文提供了在1 8.5/11和6 15/18(3 6)型船用柴油机上机油烧损值对磨损、活塞上积炭漆化层和机油状况影响的研究结果。已经确定,对于1 8.5/11型柴油机来说,当它用M—12B机油工作时,最有利的机油烧损值为2～4克/马力小时。当机油烧损量提高时,则气缸活塞组零件     

柴油机活塞内冷油道CAE优化设计

本文针对国内某款柴油机活塞在售后市场上较大范围出现活塞开裂穿孔等失效问题,对柴油机活塞内冷油道位置及结构尺寸进行优化设计,采用ANSYS软件对优化方案进行CA E模拟分析,通过对活塞温度及温度-结构耦合应力结果对比分析研究,对柴油机活塞内冷油道进行设计优化,通过台架试验和市场应用验证,有效降低了柴油机活塞开裂穿孔等失效风险和售后市场赔偿率。     

一种新型的活塞——碳活塞

碳活塞是德国Sintec公司采用由精碳粉及添加剂制成胚件在高温窑中烧制而成的新型活塞。这种碳活塞首先在摩托车发动机上使用,经过多次试验,其与铝合金活塞相比有以下特点: 一、机械强度高     

高性能柴油机活塞的计算分析

在大型电子计算机上,用有限元法对柴油机的活塞进行机械应力和热应力分析,提高了柴油机设计水平。本文是首次用ASKA-T来计算活塞温度场,并成功地利用计算机绘出温度场曲线。     

车用高负荷柴油机活塞

近年来,柴油机在功率和可靠性等性能方面取得了惊人的进展,因而柴油机作为汽车、工程机械和船舶等的动力得到了广泛的应用。而社会对改善柴油机固有的问题,如噪声、振动、排气等也提出了越来越严格的要求。随着大城市排气污染的恶化,车用柴油机的排放规则也将更加日益严格,仅变更较少的因素是很难实现改善柴油机排气的。从活塞设计的角度来说,在整体设计上实现这一要求并非不可能,但本文不予讨论。本文重点介绍高负荷柴油机活塞的活塞销孔、燃烧室、活塞环槽等方面的改进措施。