轿车柴油机铝活塞与钢活塞的系统比较

前几年的研究已证实,在特定条件下,商用车柴油机上采用钢活塞明显优于铝活塞。钢材料具有较高的强度,在高机械负荷下能充分发挥其优势。Mahle公司在1台涡轮增压柴油机上进行系统比较试验,验证钢活塞用于轿车柴油机时的优势。     

Mercedes-Benz车用柴油机钢活塞

长期以来,钢活塞一直用于载货车用柴油机。2014年,Daimler公司作为最早的汽车制造商将钢活塞应用于轿车柴油机。现在钢活塞不仅用于Daimler公司OM626和OM607柴油机的传统灰铸铁气缸套曲轴箱,还首次用于OM642-V6柴油机全铝气缸体曲轴箱与"Nanoslide"气缸工作表面涂层的组合。     

柴油机活塞材料的选择理念

Federal Mogul公司针对升功率93 kW的3.0 L高增压柴油机用新型铝活塞的研究表明,铝活塞具有广阔的前景,不过,最高燃烧压力超过22 MPa及升功率大于100 kW的轿车柴油机必须使用钢活塞,在极其苛刻的条件下,钢活塞的热管理得到高度的关注。介绍了开发铝活塞和钢活塞的不同理念。     

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。     

重型汽车柴油机活塞销用钢及表面处理技术

阐述了活塞销的受力特点和断裂特征,并对重型汽车柴油机活塞销用钢的主要技术特性进行研究分析。对16Mn Cr5渗碳钢的纯净度、淬透性、带状组织及活塞销热稳性能和装机等进行性能试验。通过改善钢的纯净度、减轻带状组织、优化渗碳淬火和表面加工工艺,活塞销的强度和尺寸稳定性大大提高,从而使16Mn Cr5渗碳钢制活塞销满足重型汽车柴油机高可靠性和高疲劳寿命的性能要求。     

二甲醚发动机活塞温度的测量研究

用硬度塞法分别测量了相同工况下二甲醚(DME)发动机和柴油机的活塞温度分布,测量结果表明,90%标定负荷工况时,DME发动机活塞顶部和火力岸处表面温度为255℃～290℃,比同工况下柴油机要低20℃～40℃,燃用这两种燃料的活塞温度分布情况及其变化趋势则基本相同。采用零维燃烧模型对DME发动机与柴油机的燃烧放热规律和缸内温度变化历程进行了预测分析,计算结果表明,在相同工况下DME发动机的热负荷低于柴油机,这是导致DME发动机活塞温度较柴油机低的根本原因。     

Golf轿车用柴油机结构分析

在德国大众汽车公司高尔夫轿车用柴油机进行试验分析、测绘和试制样机的基础上，对高尔人柴油机从整机布置、燃烧室、主要结构参数、配气机构、活塞－连杆－曲杆系统和燃油喷射装置等方面进行了结构分析，认为其性能，结构强度和可靠性均达到先进水平，为车用柴油机的小型化，轻量化和高速化找出了一条新的道路。是较理想的经济型轿车用机。可供我国开发经济型轿车用柴油机作借鉴。     

在着火运转的柴油机上测量摩擦功率——活塞裙部几何形状的影响

Mahle公司在着火运转的柴油机上进行大量的摩擦试验。介绍并定量揭示影响轿车柴油机活塞裙部摩擦的各种措施。活塞形状对摩擦的影响是由不同的活塞裙部廓线显现出来的,例如降低活塞裙部的刚度能证实活塞结构的适合程度对摩擦性能的影响。此外,还介绍缩小活塞裙部工作表面积对发动机运行特性曲线场摩擦性能的影响。     

柴油机钢活塞的摩擦特性

据预测,卡车柴油机功率的提高会进一步增加铸铁活塞和钢活塞的需求量,因而对活塞的润滑状态进行了研究。采用浮动衬套法对铸铁活塞和钢活塞的摩擦特性进行了测量分析,为了便于比较,也给出了传统铝活塞的摩擦特性。为了分析活塞的摩擦特性及研究中的新发现,对活塞的二阶运动也进行了测量分析。研究结果表明,铸铁活塞在压缩上止点为边界润滑状态,其原因可能是活塞与气缸套间隙过大导致活塞倾斜角度过大,钢活塞由于裙部机油润滑充分,在上止点及下止点处于流体润滑状态。     

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。     

对西德MTU公司331柴油机活塞组设计的评论

<正> 西德MTU公司331系列柴油机缸径165毫米,冲程155毫米,转速为2000～2400转/分,单缸功率85～120马力,根据上述技术参数换算至活塞的比负荷为0.39～0.56马力/厘米~2;气缸内最大爆发压力Pz=130巴,运转指数达到102.30～147.31米~2/分~2(一般为120米~2/分~2)。它表明活塞组的热负荷和作用在柴油机零件上的机械负荷均较严重。为此,该公司     

6105Q型柴油机涡流室结构参数的改进

通过变动涡流室镶块结构参数和降低活塞的工作温度,解决了6105Q型柴油机长期在全速、全负荷工况下运行第一道活塞环卡死的问题,并改善了活塞顶微裂纹的情况。     

吉利4D20轿车柴油机轻量化技术应用研究

节能减排是发动机设计的核心目标,采用轻量化技术是实现节能减排的有效措施之一.分别对吉利4D20轿车柴油机气缸体、气缸盖、梯型框架和油底壳、双质量飞轮、活塞及连杆、气缸盖罩和链条罩盖等关键零部件的轻量化技术进行了应用分析.吉利4D20轿车柴油机大量采用铝合金以及经过优化设计轻量化结构,使其单位功率质量达到2.12 kg/kW.     

设计参数对液压自由活塞柴油机性能的影响分析

简要介绍了液压自由活塞柴油机的工作原理、动力学仿真模型,通过仿真计算和试验研究,详细分析了设计参数对该柴油机性能的影响规律,获得了影响液压自由活塞柴油机活塞运动规律的主要参数,为压缩比控制、活塞运动规律控制提供了参考依据,为所研制的液压自由活塞柴油机原理样机设计提供理论指导。     

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。     

基于有限元的活塞组摩擦产热计算分析

基于有限元方法建立了活塞组摩擦产热计算模型,通过发动机工作过程的计算得到了活塞组摩擦产热计算所需的运动学和动力学边界。以某12缸增压柴油机为研究对象,计算得到了标定工况下其活塞组瞬时摩擦力及瞬时摩擦产热功率随曲轴转角的变化,活塞组平均摩擦产热总功率及其在活塞环、活塞裙部、气缸套的分配,以及活塞组摩擦产热所导致的活塞组、气缸套温升情况,计算分析了转速和负荷对活塞组摩擦产热的影响。     

6110系列增压柴油机特征及使用维修注意事项

近年来,在6110系列自然吸气柴油机基础上采用废气涡轮增压技术陆续开发了增压柴油机。柴油机的输出功率增大到125～147KW,用于作为8t载货汽车,五平柴高原载货汽车及联全收割机的配套动力。 由于提高了柴油机的输出功率,柴油机的机械负荷及热负荷均有了不同程度的提高,为此对6110柴油机的活塞、连杆、轴瓦、传动齿轮、进排气管、润滑系统、冷却系统进行了改进设计,并     

高速柴油机用TopWeld~钢活塞

燃油经济性法规要求进一步减小活塞的摩擦和提高热效率。将活塞材料由铝改成钢能在这两方面都得到改善。此外,钢材料的特性可提高活塞的强度、坚固性和耐久性。所有这些好处都能在比铝活塞更小的压缩高度下得以实现。因此,尽管材料密度有所增加,活塞质量可以减小。鉴于钢活塞与铝活塞一样,需要对燃烧室凹坑和环槽区域进行冷却,马勒公司采用1种创新的金属连接技术——激光焊接来形成冷却通道。TopWeld~#174;理念能提供较好的设计灵活性,这是其他任何焊接工艺所无法匹敌的。这种设计灵活性对于复杂的燃烧室几何形状尤为有利,而现代柴油机采用复杂的燃烧室结构是满足燃油经济性和排放要求的必须手段。     

马勒汽油直喷增压发动机活塞新结构

现代轿车汽油机可以通过一系列的技术创新,诸如可变气门定时、汽油直喷、增压挤气组合等,不断地克服其在油耗方面相对于柴油机的缺点.实际上,基本发动机的零部件也能在这方面做出重要的贡献.其中,活塞组具有特别重要的意义.例如,马勒公司除了降低活塞的摩擦以外,还通过对活塞结构的创新来降低往复惯性力.     

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