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。     

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。     

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。     

重载柴油机活塞的结构设计

<正>在重载柴油机上,活塞的工作可靠性很大程度上是取决于活塞的结构设计。本文编译自联邦德国马勒(Mahle)公司论文集上有关活塞结构设计的文献,力图在活塞结构型式、材料、主要尺寸、冷却油腔、环槽镶圈、销座设计以及结构强度试验等诸方面对马勒公司的研究成果作一较系统的介绍,以供从事活塞设计和研究的专业人员参考。     

发动机异响故障听诊八法

发动机异响故障的听诊是判断发动机故障最简单方便、最常用的一种方法。它不需要对发动机解体，只需借助人耳或简单的工具即能判断发动机技术状况的好坏。利用温度变化听诊异响有些配合副热膨胀系数较大，其发出的异响与发动机的温度有关，如活塞销敲缸响。活塞销撞击声在发动机温度低时出现，发动机温度高后会减弱或消失；而活塞销圆度过低、活塞环间隙过小等引起的异响在发动机温度升高后出现，发动机温度低时会减弱或消失。热膨胀系数小的配合副如曲轴连杆轴承、气门等，与发动机温度无关。利用发动机转速变化听诊异响许多异响与发动机转速有很大关系。有些异响在发动机急加速时出现，如曲轴主轴承响、连杆轴承响等；有些异响则在发动机急加速时明显，如活塞销衬套松旷、曲轴折断等引起的异响：还有些异响在发动机低速运转时出现，发动机转速升高时即减弱或消失，如活塞敲缸响、活塞销响、气门挺杆响等。可通过这些异响与发动机转速的变化关系加以判断。     

发动机早期“拉缸”原因分析及预防措施

发动机“拉缸”是指活塞及气缸工作面的拉伤，一般有活塞裙部拉伤及由活塞烧顶、脱顶等造成的气缸拉伤。轻微的拉伤可以就车处理，拉伤严重时就需要更换活塞、气缸套，或者重新镗缸。活塞裙部拉伤是由于与气缸的配合过紧，在发动机温度升高后，气缸和活塞裙部热膨胀，致使工作面拉伤。     

2135G柴油机活塞温度场的试验研究

对2135G柴油机活塞的温度用硬度塞法进行了测量，并用有限元法计算出了活塞的温度场。试验证明，用硬度塞法对工作在高温高压下的发动机活塞温度进行实测是一种行之有效的方法。     

活塞销声响的检查与排除

活塞销声响是发动机工作中的常见杂音之一。轻微的活塞销响，一般不会对发动机性能和机件构成影响。但长期出现活塞销异常声响，除了会加剧活塞钱与活塞销座孔磨损外，还会导致活塞捣缸、连杠扭曲变形等。因此，发动机工作时一旦出现活塞销响，应及时进行检查与排除。一般情况下，活塞销响是一种较尖锐清脆的金后敲击声，与活塞敲缸声有一定区别。前者具有随着发动机转速增大而响声频率加快，温度升高声响并不减弱的特点。即使发动机从怠速转入中速时，响声仍比较明显。而后者则是一种清脆的，且有节奏的金属敲击声，声响不是恒定不变，而是…     

活塞双射流入口内冷油腔振荡换热特性研究

为研究活塞双射流入口内冷油腔在活塞往复运动时机油的振荡流动情况和换热效果，基于CFD软件采用动网格研究了双射流入口油腔在瞬态运动条件下冷却机油在油腔内的分布规律和油腔壁面的换热情况，并与相同边界下单射流入口油腔的机油分布和油腔换热能力进行了对比。分析表明，相较单射流入口油腔，双射流入口油腔的机油填充率提升11.5%,平均传热系数提升13.3%,并且机油和壁面传热系数在油腔周向的分布也更均匀。最后将振荡冷却计算的结果映射至活塞温度场边界，分析开设两种油腔的活塞温度场，结果表明，开设双射流入口油腔的活塞顶部温度整体较低，最高温度降低了7℃,顶面副推力侧温度降低明显。     

考虑进气冷却的柴油机活塞温度场分析

考虑进气过程对缸内气体温度和活塞顶面温度分布的影响,通过柴油机缸内燃烧过程仿真获得活塞顶岸对流传热系数、燃气温度曲线以及活塞组热边界条件,进行了柴油机冷起动和标定工况下的活塞温度场分析,利用活塞测温试验对仿真分析结果进行了验证。结果显示,考虑进气冷却影响的活塞温度场计算结果精度较高,与实测特征点温度的相对误差在6%以内,为活塞应力应变分析和结构优化设计提供了准确的边界条件和有意义的参考。     

车用汽油机活塞温度测量

介绍了采用副连杆机构引出热电偶线，连续不间断地测量车用汽油机活塞各部温度的方法。根据测量结果，分析了平均有效压力、发动机转速、燃油消耗量、点火提前角等参数同活塞温度的关系。活塞温度场的计算结果和实测结果比较接近，从而证明了该方法的实用性。     

零油冷对改善压燃式发动机有效热效率的评估

随着柴油机排放法规的日趋严格,以及对提高发动机整体热效率的期望,对各种燃烧方式进行了研究和研究。获取更高效率的途径之一是减少缸内传热。探索了1种旨在通过提高活塞温度来减少缸内传热的概念。为了提高活塞温度并理想地减少缸内传热,对零油冷(ZOC)活塞进行了研究。为了研究这1技术,对测试发动机进行了修改,以使其停用活塞油冷,从而可以评估其对诸如有效热效率(BTE)、活塞温度和排放等参数的影响。该发动机配备了用于燃烧分析的缸内压力测量装置,以及用于评估活塞顶温度的活塞温度遥测系统。研究讨论了对发动机进行修改以实现ZOC并进行测试的过程。给出有/无油冷发动机和活塞的遥测数据,以验证油冷对BTE和活塞温度的影响。研究发现,发动机负荷受活塞金属温度的限制。在可能的情况下,停用活塞油冷却,通过减少机油泵的功率需求来减少摩擦。在所测试的发动机转速下,在未超过活塞温度极限的一系列负荷下,BTE改善了1%。在本试验条件下。分析损失减少途径与燃油能量的关系,可知在整个测试负荷范围内,缸内传热均降低了1%。未来研究可将ZOC概念与先进的活塞表面涂层相结合,以降低金属温度,从而扩大可实现高效率目标的转速和负荷范围。     

车用柴油机的活塞设计研究

首次提出了车用柴油机活塞的设计可分为基本结构设计、强度设计和运动设计三个部分。阐述了各个设计部分与发动机结构、性能间的内在联系；提出了各个部分的设计要点；揭示了评价活塞综合技术水平的指标。     

现代汽车发动机活塞组件发展新趋势

９０年代末国外汽车不断地朝着高性能，低排放，低噪音，低燃油和高寿命，高可靠性方面发展，发动机活塞组件的结构设计，材料和表面处理也随之有新的特点和发展，其中低排放高顶环槽活塞设计，高负荷发动机中高铜铝硅合金活塞的应用，钢环在轻矫车发动机中的应用及压缩环外圆表面铬－陶瓷涂层及等离子涂层技术的使用均是国外最新的发民菜趋向，对提高发动机性能起了极大的促进作用，本文对这四种现代活塞组件新动向作了一介绍。     

雅姆兹柴油机活塞温度测量装置及方法

分析了发动机活塞的热应力问题，介绍了几种测量和计算活塞温度分布的方法及其适用范围。     

关于减少重型柴油机活塞表面热损失的新活塞隔热理念

为减少热气体和活塞燃烧室表面之间的热传递，锻钢活塞燃烧室表面先通过热喷涂技术覆盖了一层薄二氧化锆(厚度0.5 mm)，旨在使表面温度波动能与燃烧室表面附近的火焰温度保持高度一致，由此减小两者之间的温度差。     

高强化柴油机活塞异型销孔结构设计与试验研究

针对高强化柴油机活塞,研究了网格数量和活塞销孔棱缘耦合应力的收敛性关系,进行了精确的活塞耦合应力计算;研究了异型销孔结构对活塞应力分布的影响规律;根据耦合应力计算结果,选定异型销孔位置和形状,设计双侧圆锥形异型销孔并进行耦合应力计算,与圆形销孔结构活塞对比可知,异型销孔结构可以大幅度降低销孔棱缘的应力集中,活塞的承载能力有所提高。利用活塞销孔疲劳试验机进行异型销孔活塞的疲劳试验,试验完成1.0×107个循环,活塞销孔表面接触良好,说明双侧圆锥形异型销孔的结构设计满足发动机可靠性要求。     

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。     

提高制动主缸寿命的设计改进

文章从设计角度阐述了提高制动主缸寿命的方法。改进方法主要有缸体阳极氧化处理、补偿孔反冲工艺、活塞结构设计、活塞倒角改圆设计、皮碗圆角设计5个方面，通过对缸体、活塞、皮碗的结构和工艺加工方法等细节方面的改进，提高了整个制动主缸的耐久性，并通过试验数据证明了改进的效果。改进后的主缸耐久性得到了全面提高，使制动主缸的寿命延长，同时提高了整车的使用性能。     

顶面阳极氧化对活塞二阶运动过程热力特性影响研究

为研究某汽油机活塞顶部阳极氧化对活塞二阶运动过程热力特性的影响,采用硬度塞法测得阳极氧化前、后活塞测点温度,结合数值传热法标定活塞温度场,在此基础上研究阳极氧化前、后活塞热变形导致的活塞裙部型线变化情况,并运用多体动力学方法分析阳极氧化后活塞二阶运动的变化情况。研究结果表明,活塞顶面阳极氧化后,从其顶面导入的平均热流密度减小,活塞温度降低,导致热应力、热变形减小,活塞裙部热态型线发生较大变化,使得活塞绕活塞销摆动幅度、横向位移幅度分别增加34.4%、42.4%,活塞裙部与缸套间作用力增加24.1%。