柴油机活塞热负荷的研究

本文介绍了各种结构型式活塞热负荷的研究结果，分析了一些结构因素对活塞第一环槽温度的影响．     

可用于负荷调节的旋转活塞压缩机机械增压器

通过增压可以提高发动机在部分负荷工况下的负荷率,达到节能的目的。在汽油机中,机械增压比涡轮增压更为合适。 利用机械传动的容积式增压器进行的增压因其在发动机低转速下良好的建压特性以及负荷改变时良好的动态特性而表现卓越。为了将它应用在内燃机中,可以采用不带和带有内部压缩的机器。例如,罗茨鼓风机是不带内部压缩机是容积式增压器,而本来意义上的压缩机是带有内部压缩的容积式增压器。 本文介绍戴姆勒 克莱斯勒公司两种利用旋转活塞压缩机实行机械增压的     

增压柴油机内冷油腔活塞结构分析及评价

以增压柴油机振荡内冷却油腔活塞非对称性结构为研究对象,构建了全活塞-活塞销-连杆小头的有限元接触模型,分析了活塞工作条件下的导热耦合关系。确定了当量换热边界条件;进行了在机械-热负荷联合作用下的结构应力及变形分析;为直观反映温度因素对活塞结构强度的影响,提出了对结构应力合理表述的应力-温度散点图评价方法;在此基础上对原有的活塞结构进行了改进。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

国外商用车发动机活塞的技术发展趋势

随着排放法规越来越严格,国外商用车用发动机的气缸爆发压力已经达到200×10<'5>Pa以上.商用车活塞所承受的机械负荷和热负荷比以往有了很大幅度的提高.为保证发动机活塞及整机的可靠性,对于商用车用发动机活塞,国外著名的活塞供应商先后开发出多种新型的活塞,以满足高爆发压力、高热负荷的要求.本文重点介绍了国外活塞供应商应...     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

大功率车用发动机隔热活塞的结构设计及计算分析

活塞是发动机中工作条件最严酷的零件之一，其中活塞承受的热负荷对活塞的工作可靠性影响更大，它是发动机强化的一个严重障碍。因此，在大功率强化车用发动机研制过程中，研究设计隔热活塞，提高活塞承受热负荷的能力已势在必行。在大功率车用发动机隔热活塞的研究工作中先采用三维有限元分析程序，对隔热活塞进行了机械负荷和热负荷分析计算，获得了大量有用的数据资料，为正确合理地设计隔热活塞提供了依据。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

汽油机活塞温度场有限元分析

文章论述了活塞热分析的理论基础,建立了活塞三维有限元模型,通过理论计算某发动机活塞热边界条件,对其进行温度场分析计算,得到活塞的三维温度场分布特征,为活塞的结构改进和优化提供了依据。     

镶圈内冷一体活塞的数值研究

为了研究镶圈和内冷油腔对活塞可靠性的影响,对同一型号、不同结构的带镶圈活塞进行模拟计算分析。首先对标定工况下的镶圈活塞进行硬度塞测温试验,作为温度场模拟计算的约束条件;然后考虑温度、燃烧压力、惯性力等因素影响进行热机耦合计算,得到活塞关键位置的变形、应力等结果;最后,使用疲劳分析软件计算活塞的高周疲劳。通过对比发现,镶圈内冷一体活塞一环槽根部温度分别比镶圈活塞和镶圈内冷活塞低6.5%,16%,其热应力分别降低了33%,15%,机械应力分别降低了31%,11%。结果表明,镶圈内冷一体结构的应用,有效避免了应力集中现象,既可以有效降低活塞头部热负荷和机械负荷,同时也能增强环槽的耐磨性,延长环槽下侧面的寿命。     

中凸型内燃机活塞的探讨

通过活塞在机械负荷及热负荷作用下的变形计算，提出了能保证活塞与气缸在工作状态中有较好接触的非工作状态时活塞型线的设计依据，并对活塞和缸套定对摩擦副进行润滑计算，最后对国内外厂家几种中凸型活塞进行曲线拟合分析和验证。     

缸内直喷增压汽油机热负荷分析及优化设计

研究了CA4GC气门口喷射(PFI)汽油机缸盖和机体的热负荷,并在此基础上对以CA4GC为基础开发的某缸内直喷(GDI)涡轮增压汽油机热负荷进行了仿真计算.结果表明,与原PFI汽油机相比,该GDI涡轮增压汽油机热负荷明显增大,且有些部位最高温度超过许用限值.通过仿真优化,确定了在两缸之间采用双水孔冷却方案.结果表明.该方案可以较好地降低该GDI涡轮增压汽油机缸套间的温度.从而解决其热负荷问题.     

内燃机活塞的有限元分析

本文在Pro／MECHANICA环境下，应用有限元分析方法分别完成了内燃机活塞在热载荷和机械载荷作用下的温度场及应力场分析，并在此基础上对活塞进行热结构耦合分析和运行疲劳寿命分析，确定了活塞失效的主要位置，为活塞的改进设计提供了参考。     

CG125发动机活塞连杆曲轴改进分析

改进CG125发动机气道和燃烧室形状,在保证动力性提高的同时,也会导致活塞连杆曲轴温度和强度负荷增加。采用有限元模拟分析,计算出活塞连杆曲轴改进前后的应力和活塞温度变化,通过改进活塞形状,保证了改进后发动机活塞热负荷状况良好,同时提高了活塞连杆曲轴强度。     

柴油机用高性能铸铝活塞

现今柴油机技术发展，给活塞能够承受的热负荷和机械载荷提出了更高的要求，同时对活塞的体积以及重量也有更加严格的限制。而如今普遍采用的硅铝合金活塞越来越无法满足现代活塞设计的要求，因此活塞材料性能的提高已事在必行。由于活塞室内温度和压力可迅速达到甚至超过4000c和200bar，热机械疲劳（TMF）和高周疲劳（HCF）的相互作用导致燃烧室喉口和底部过早出现疲劳裂纹，如图1所示。     

柴油机的活塞展望

由于活塞和活塞环承受的热负荷和机械负荷日益增加,润滑油量减少,同时柴油机厂又在不提高发动机售价的情况下,提高燃油效率和耐久性,因此,对活塞和活塞环的要求更加严格。为此,格茨公司制订了自己的研究计划,并与谢菲尔德·哈莱姆科技大学和伯明翰英格兰中央大学合作共同开发多种结构的活塞。     

柴油机活塞组耦合模型有限元分析

建立了活塞、活塞环、活塞销和缸套的耦合模型，采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。对采用接触模型和粘贴方式模型的分析结果做了比较。对活塞组的机械负荷及热负荷做了耦合场静态分析。     

基于瞬态分析的柴油机活塞疲劳寿命预测

以某增压柴油机活塞为研究对象,建立了由曲柄连杆机构和缸套组成的装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷、机械载荷和热-机耦合作用下的应力分布,在此基础上将计算得到的热-机耦合应力场作为疲劳载荷,采用名义应力法对活塞进行疲劳寿命计算。结果表明:活塞的短寿命区域出现在活塞销座内侧上部,最低循环次数为8.823×10~7次,折合1 470.5h。从计算结果看,活塞的结构较为合理,能满足柴油机的使用要求。     

基于Pro/MECHANICA的内燃机活塞有限元分析

在Pro／MECHANICA环境下，应用有限元分析方法分别完成了内燃机活塞在热载荷和机械载荷作用下的温度场及应力场分析。并在此基础上对活塞进行热力和结构耦合分析以及运行疲劳寿命分析，确定了活塞失效的部位出现在活塞销座的上表面且靠近连杆小头的边缘部分，为活塞的改进设计提供了参考。     

高强化柴油机组合活塞温度场的三维数值模拟

在对PA6—280柴油机的钢顶铝裙组合式活塞的热负荷状况进行分析的基础上,建立了该型活塞的三维热分析模型,并借助于强大的有限元分析软件ANSYS5 5计算分析了活塞的热负荷,得到了与测量结果相吻合的三维温度场。数值结果为进一步进行柴油机活塞的结构改进和优化设计提供了依据。