高性能发动机活塞裙部型面设计分析

在现代高速、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动态油膜的形成与保持,直接影响到发动机机械效率和漏气量。本文结合数值模拟分析应用,分析活塞裙部的变形情况;通过活塞裙部外形横截面变形规律和纵截面变形规律分析,确定活塞裙部的型面整体设计;并介绍了活塞的裙部微观形状。     

活塞裙外形纵向和径向形状的探讨

活塞裙外形结构对活塞的工作性能有很大影响，针对这一问题，国内已研究设计了变椭园，中凸桶形的裙部活塞，以此为例，在改进190型柴油机中对活塞裙部的纵向和径向线型设计作了探讨，经试验认为，如采用纵向为两段抛物线，径向为修正椭园线型而形成变椭园一中凸桶型的裙部活塞时，能避免活塞的棱缘负荷，有效地改善活塞的工作性能。     

大功率机车柴油机组合活塞损坏机理的研究

针对大功率机车柴油机组合活塞的结构型式、特点、损坏型式及原因等方面进行了探讨。分析了组合活塞特别薄弱的4个部分,即活塞顶、活塞环槽、活塞裙及螺栓连接的损坏机理。初步提出了组合活塞设计时需要重点注意的环节．即采取适宜的活塞冷却方式,同时在活塞的结构参数上给予改进,合理选择活塞的各个部分配合间隙,合理设计螺栓连接的位置以及在加工时的表面处理。     

6105无水冷发动机用莫来石基陶瓷组合活塞研制

叙述了６１０５无水冷发电机用莫来石基陶瓷组合活塞的研制工作，就陶瓷组合活塞的设计，头部与裙部的连接以及陶瓷与金属连接的分析和试验作了较全面的介绍，实验证明，６１０５无水冷发动机用莫严在陶瓷组合活塞的研制是成功的．     

利用PTC技术加工LV20/27中凸变椭圆活塞裙部时的数据处理

提出应用最小二乘法曲线拟合及二次椭圆公式,对LV20/27中凸变椭圆活塞裙部横截面线轮廓进行分析,通过建立数学模型,求出相应各点刀具的运动轨迹,然后运用PTC椭圆机床进行实际加工,获得了较为理想的加工结果,为变椭圆活塞的PTC加工技术的推广与应用提供了可行实例。     

柴油机组合活塞三维弹性接触计算

以１６Ｖ２４０ＺＪ柴油机的钢顶铝裙组合活塞为例，按三维有限元弹性接触问题进行计算．分析其在最大气体爆发压力作用下的机械变形和应力分布规律．为研究组合活塞的变形和应力状态，进行变形设计提供了依据．     

16V280ZJA型机车柴油机组合活塞弹性接触研究

本文以 1 6V2 80 ZJA柴油机的钢顶球铁裙组合活塞为研究对象 ,建立其三维有限元弹性接触模型。在最大气体爆发压力工况下 ,对活塞在应用不同的接触间隙时呈现出的不同应力分布规律进行分析并与实验结果进行对比 ,以确定活塞受力的薄弱环节 ,为改进组合活塞的结构设计提供了依据     

强风环境下棒形绝缘子积污动态仿真分析

为探讨高速铁路绝缘子表面的积污特性,分析了污秽颗粒在强气流环境中的受力情况,建立了QBJ-25/20型绝缘子积污的仿真模型.以绝缘子伞裙表面污秽的体积分数反映其积污状况,得到了绝缘子伞裙上、下表面积污与风速及来流角度之间的关系.结果表明:在高速气流中,绝缘子表面积污量与来流角度、气流速度呈负指数关系;当来流角度在0°～90°之间时,伞裙上表面受来流角度的影响较大,而下表面受气流速度的影响更明显;积污量随污秽颗粒直径增大呈先增大后减小的趋势.     

基于接触非线性理论的250型活塞强度分析

基于有限元方法,对不同方案的模型进行离散化,在Hyper Mesh中根据活塞的最恶劣工况加载,同时考虑热应力、预紧力以及压强等载荷.在ANSYS中进行计算,比较不同活塞模型在相同边界条件下,活塞销座以及螺栓的Von-Mises应力,由于修改了螺栓型号以及活塞销座上螺栓孔的大小,导致活塞裙上螺栓孔附近的应力和螺栓上的最大应力不同,根据计算结果筛选出了最佳的模型方案.结果表明:螺栓开孔尺寸与螺栓杆身应力有一定的相关性,增加开孔尺寸,会有效的减少螺栓杆身应力水平,但随着开孔尺寸增大,螺栓会承受一个额外的弯矩引起的应力,增加开孔尺寸会增加螺栓帽下方的最大应力,计算结果还表明增加开孔对于销座螺栓孔附近应力水平影响不大.     

内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究进展

通过分析与总结国内外内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究现状和发展趋势,梳理了表面织构和表面涂层技术在内燃机关键运动副减摩抗磨与节能应用中的特点; 剖析了表面织构加工技术、表面织构形貌特征与分布、表面涂层制备工艺、表面耐磨涂层、表面热障涂层和表面技术与润滑的协同效应对运动副摩擦性能的影响。分析结果表明:激光表面织构(LST)能有效改善运动副表面的摩擦学性能,直接/间接激光冲击表面织构(LSSP)技术已成为高效、灵活的表面织构加工方法,但由于织构加工工艺、形貌和分布特征对摩擦学性能的影响较为复杂,仍需进一步结合内燃机活塞组件-缸套系统的工况特性研究并优化表面织构的形貌和分布特征; 大气等离子喷涂(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂制备的耐磨涂层和热障涂层(TBC)具有良好的耐磨、隔热和抗氧化性,可使内燃机活塞组件-缸套系统表面金属基复合材料、类金刚石(DLC)材料、纳米复合材料和陶瓷材料涂层的减摩抗磨和节能成效明显,但涂层材料种类繁多,很难形成统一的行业标准、规范以及工业化应用; 内燃机活塞组件-缸套系统的动力学特性和表面织构、表面涂层与润滑的协同作用复杂,将来仍需综合考虑多场条件下各种表面技术耦合的减摩抗磨机理,进一步完善内燃机活塞组件-缸套系统表面复合理论和技术体系,为内燃机产业的绿色和高效发展提供技术指导。      

声辐射阻抗传感器元件设计与声阻抗测量实验研究

声辐射抗阻是声优化设计中的关键设计变量,但目前尚未有成熟商用传感器面市,各种测量方法皆处于实验室研究阶段,文中根据前期研究所得的用可测量——声压表达的声辐射阻抗计算公式,选择了实验中用以近似点声源腔的扬声器和测量结构表面及扬声器内声压的声压传感器．设计了声辐射阻抗传感器,选取了信号采集设备并搭建了实验系统,用该套测量系统测量了无限大障板上圆形活塞的声辐射阻抗,对比了无限大障板上圆形活塞自点表面声阻实验值和解析解,结果表明在1～3kHz频段实验值和解析解非常接近,通过进一步改进低频段的性能后,可使用该装置对复杂结构表面辐射声阻进行测量．     

筑路机械发动机润滑系统故障分析与诊断

润滑系统直接影响筑路机械发动机的性能,该系统功能就是把洁净的润滑油输送到发动机全部机械部件,如活塞、活塞环、气缸套,活塞销与销座和连杆两端衬套,各轴与轴承、正时齿轮等的摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,     

内燃机活塞-缸套系统减摩抗磨研究进展

总结了内燃机活塞-缸套系统摩擦磨损的研究成果, 从润滑油改良、表面改性、动力学特性方面综述了系统的减摩抗磨研究方法与技术的发展现状, 讨论了润滑模型、润滑添加剂、表面织构、缸套珩磨、表面涂层与动力学特性对系统减摩抗磨的影响, 分析了系统的摩擦磨损机理。研究结果表明: 活塞-缸套系统的润滑特性具有非线性特征, 润滑状态与添加剂对系统减摩抗磨有较大的影响, 系统润滑状态的不确定性导致多种润滑模型并存, 需进一步建立系统综合润滑模型, 同时需深入探讨润滑油添加剂最佳减磨剂量及减磨机理; 表面改性技术(表面织构、珩磨与涂层)可以大大减少系统表面的摩擦磨损, 由于织构位置分布、加工参数、加工工艺、表面形貌与涂层材料等对接触表面的影响, 表面改性技术减摩抗磨的综合发展相对缓慢, 需进一步研究表面改性减磨的机理与参数优化方法; 活塞-缸套系统的工作条件苛刻, 系统各部件的相互作用相互耦合, 深入探究动力学特性与摩擦磨损的演化规律关系相对困难, 仍需全面考量服役状态下动力学特性与摩擦磨损之间的关系; 未来内燃机整机性能的提高将迫使活塞-缸套系统需具备更高的减摩抗磨性能, 为实现系统经济性与节能减排的目标, 尚需进一步开展系统高效减摩技术。      

地铁隧道附属广告设施的活塞风作用时变特性

为了预测地铁隧道内由活塞风效应引起的广告牌表面风荷载的时变特性,采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）开展了活塞风三维非稳态流动模拟. 基于用户自定义函数（user-defined functions,UDF）定义了列车运行控制与动网格控制程序,搭建了精度更高的活塞风模拟方法,并结合以往的实验与仿真,验证了方法的合理性. 在此基础上根据实际隧道断面建立了全尺寸动网格模型,考虑了不同运行速度下由列车运动引起的流场变化,重点关注地铁隧道内不同位置广告牌表面的静压变化. 研究结果表明,列车经过广告牌时表面静压由正变负,速度增加时会导致广告牌表面的静压显著增大,对于80 km/h的工况静压幅值能超过500 Pa;对于部分以120 km/h运行的地铁,静压幅值超过1 kPa.      

活塞环的使用技术

活塞环在发动机中的作用是密封及控油(刮油及布油),同时也帮助传走活塞头部的热量并对活塞起支撑作用(减小活塞在气缸中的摆动)。活塞环在高温高速下往复运动,承受较大的交变机械负荷和热负荷,又处于边界摩擦状态。因此,对于貌似简单的活塞环来说,在性能要求上是极为苛刻的。设计师在设计活塞环的断面形状、环的道数及排列次序、各部尺寸、性能参数、材质及表面涂层等方面都得反复琢磨并进行各种试验和考核。对环的要求均反映在产品图纸和有关的技术要求之中,这些规定是详尽的。在这里,仅就使用者在获得产品后所应注意的主要方面作一简要介绍。     

地铁隧道活塞风成风影响因子分析

地铁列车在进站或驶离车站过程中产生的活塞效应及其活塞风与地铁通风和能耗关系密切。随着地铁的广泛应用,如何在保证满足站厅和站台层舒适度要求的前提下,尽可能的降低能耗,减少运行费用,是建设和管理部门必须考虑的问题。所以有关活塞风的合理利用对于实现地铁运营节能具有重要的理论价值和实际意义。从活塞风的成因出发,系统的研究了影响活塞风成风大小的因素,对影响活塞风成风的主要因素进行了SES单因素模拟试验,并指出活塞风成风因素的优化选择。这既是合理利用活塞风以实现进一步节能的有效途径,也为地铁设计和运营提供理论上的支持和技术上的参考。     

汽车零件的激光表面处理

大功率激光器的发展，为汽车零件表面处理提供了有效的方法。采用选定的工艺参数对中碳钢汽车活塞销和气门挺柱进行了处理，对其显微组织、耐磨性、变形量及寿命进行了综合评价。结果表明：活塞销、气门挺柱经激光表面淬火后、硬化效果好、变形量小、成品率高，其寿命可提高4倍。     

基于协同仿真环境的活塞三维热分析与结构改进设计

活塞是发动机的核心部件,其设计是否合理直接关系到发动机的可靠性、耐久性和经济性。本文在2007年3月发布的Ansys 11．0协同仿真环境中建立了详细的活塞三维实体模型,运用第三类热边界条件,结合热耦合分析方法完成了活塞的三维温度场,位移场及热应力场的仿真,在此基础上对活塞的结构优化进行了探索,并设计出一款性能得以改善的活塞,实现了真正意义上的仿真驱动产品设计。     

在山区坡积裙地段设计公路的体会

从坡积裙的成因和特征入手,结合地质勘察分析,采用等距布点法测出其成份结构,查明下甘线坡积裙是趋于稳定的。再根据裙厚设置路堑边坡挡土墙,依据孔隙度和积雨面积确定水沟设置型式,使下甘线三级公路成功地通过了坡积裙地段。     

电控汽油机活塞位置检测原理探究

反映四冲程汽油机的活塞在气缸中的位置时,要用到三个位置信号:上止点信号、压缩行程信号、曲轴转角信号。电控系统为了得到指示活塞位置的信号要使用相应的传感器来检测出这三个位置信号,不同的发动机,获取活塞位置信号的地点不同,但从曲轴上获取的位置信号的精度高于从凸轮轴或分电器轴上获取的信号的精度。从曲轴上获取活塞位置信号时,所使用的上止点传感器及曲轴转角传感器在结构上趋向于一体化。