缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响

基于活塞二阶运动方程和裙部流体动压润滑模型,建立了活塞和缸套的结构动力学模型,以分析缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响。结果表明:不同曲轴转角下缸套的变形不同,做功行程中变形明显,而且最大变形量出现的区域随转角的变化而改变;考虑缸套弹性变形后,活塞二阶运动有所加剧,在压缩和做功行程中更加明显;在做功行程中裙部最小油膜厚度明显减小,而总摩擦功耗显著增加,在其它行程中两者均无显著改变;油膜压力场峰值变小,在进气和做功行程中减小明显,但压力场分布基本不变。     

减小发动机摩擦的新型活塞裙部型线

活塞裙部型线是关键设计参数之一,会对水平位移、倾斜运动、机油输送,以及发动机性能产生重要影响。该项研究提出了一种旨在减少活塞与气缸套之间摩擦损失的新型活塞裙部型线。     

内冷油腔对高强化内燃机活塞2阶运动的影响

采用硬度塞测量活塞表面温度,借助有限元分析获得活塞的温度场和变形量,并进一步采用动力学软件研究内冷油腔冷却和内腔喷油冷却对活塞在缸内2阶运动和受力的影响。结果表明,与内腔喷油冷却相比,采用内冷油腔冷却时活塞的温度梯度和热变形量减小,摆角和横向位移幅值增大,由此引起的活塞与缸套之间的峰值作用力减小,活塞的热负荷降低,预期的疲劳寿命延长;同时,摩擦、磨损、侧向力和裙部压力等也明显改善。     

基于摩擦磨损的柴油机活塞裙部型面设计

通过对国Ⅵ柴油机活塞裙部型面进行设计研究,并结合有限元和活塞动力学仿真计算,得出不同型面设计对活塞裙部侧向力、接触压力、敲击动能和磨损载荷等的影响。结果表明:采用叠加幂函数纵向型线结合修正变椭圆的活塞裙部外圆型面使活塞裙部磨损载荷降低了约47.3%,对优化裙部磨损效果十分明显。通过1 000h耐久试验,验证了仿真分析的精度和型面设计的先进性。     

汽车发动机活塞裙部的外形型面

一、前言活塞裙部的作用有:1.承受曲柄—连杆机构的侧推力;2.导引活塞沿汽缸壁作往复滑移运动,而且要求在磨擦面间能够维持一层润滑油膜层;3.将活塞所接受热量的一部份经裙部传给汽缸壁。为了完满地完成这些任务,就要求活塞裙部的外形型面,在冷状态下应予制成某种适当形状,以便在工作状态下承受到机械一热力作用发生变形后,仍可以较大的表面与     

汽油机活塞热负荷的计算

本文以有限元法为计算手段,在CA6102型汽油机活塞结构的基础上,进行了不同活塞结构、顶面阳极氧化处理、发动机冷却水温度对活塞温度场影响的计算分析,以期对活塞的设计计算和改进提供参考。     

内燃机活塞的摩擦分析

研究分析类金刚石碳涂层对活塞销及裙部的减摩效果。采用浮动缸套法和弹性流体润滑仿真方法分析活塞裙部摩擦。试验结果表明,类金刚石碳涂层减小了活塞销对缸套的摩擦,并且在发动机低转速和活塞销偏置较大的条件下效果尤为明显,尤其减小了上止点和下止点附近的摩擦。弹性流体润滑仿真证实,类金刚石碳涂层活塞销能够影响活塞的运动,减小活塞裙部与缸套之间的接触压力。     

四冲程发动机活塞裙部纵向型线的设计

活塞裙部采用圆弧型线,设计简单,靠模容易制造,加工精度高,检测方便。设计时应注意:有些活塞原裙部上留有斜回油孔,用本方法设计裙部型线时,可取消斜回油孔,保留环状缺口; 由于采用流体动力润滑,活塞裙部表面应尽可能光滑;活塞裙部需有一定刚度;考虑到裙部会发生变形,使实际的“油楔”变小,设计时θ_1和θ_2应在推荐范围内取值,可取中上限值,然后再分别求出R_1 和R_2,△h_1和△h_2。     

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。     

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。     

基于动力学仿真的活塞组件摩擦损失研究

活塞及环组的摩擦损失是影响发动机机械效率最重要的因素之一。文章通过活塞及环组动力学仿真,讨论了配缸间隙、活塞群部型线、环张力及环轴向宽度等设计参数对活塞环组系统摩擦损失的影响,为减小发动机摩擦损失、降油耗提供设计指导。案例结果显示,在额定工况下,裙部型线优化对减小活塞及环组系统摩擦损失的贡献最大(达47%),调整配缸间隙为上限时可带来17%的收益,而调整油环环张力和一环环宽带来的总收益约为4%～8%。     

基于活塞传热与强度分析的内冷油腔的优化

采用内冷油腔冷却可显著加强活塞的传热,但也会影响活塞头部的强度。为系统研究活塞结构与位置参数对活塞传热与结构强度的影响,优化内冷油腔的型式与其在活塞中的位置,以一款高压共轨柴油机活塞为研究对象,结合活塞的温度场测试,建立了活塞流固耦合传热有限元模型,对活塞的传热与结构强度进行了分析。在此基础上,采用正交试验设计法,分析内冷油腔的型式、距顶面距离和表面积3个因素对活塞传热与强度的影响。结果表明:3个因素对最高温度的影响基本相当,但其中表面积的影响最大,距顶面距离稍小,型式的影响最小。适当减小油腔的表面积可改善活塞顶面受热和油腔、回油孔和销座位置的应力集中,并减小变形量。     

曲轴偏置对活塞裙部混合润滑特性的影响

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。     

曲轴偏置对活塞裙部混合润滑特性的影响EI北大核心CSCD

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。     

浅谈东风6100B2活塞易断裂烧顶的原因

一些用户在使用东风6100B_2活塞(以下简称B_2活塞)过程中,发现断裂、烧顶的情况较多,易引起对该活塞产品质量的怀疑,针对这一现象,现从B_2活塞的本身结构进行分析。 关于活塞断裂和烧顶的原因有许多,例如超负荷工作、点火时间调整不当、维修装配不当等因素,B_2活塞单从设计角度上讲,在规定的条件下使用时,一般是不会断裂的,但实际上,用户往往严重超负荷地用车,这样B_2活塞结构上的薄弱点就突出来了。 B_2活塞结构上的最大特点表现在裙部,为了减少裙部热变形,保证热态下裙部与气缸之间尽可能小的间隙,     

摩托车发动机（三）

1.活塞 由于活塞在高温、高压和高速条件下工作,这就要求活塞质量小、热膨胀系数小、导热性好和耐磨。在摩托车发动机上至今还广泛应用高硅铝合金作为活塞材料。 (1)二行程发动机活塞 图15是幸福XF250活塞。球形头部使其有较好的钢性,能承受较大的热负荷。槽部的定位销可防止活塞环沿周围方向窜动,以免环的开口误入汽缸的配气口而损坏。裙部为椭圆形,短轴在销孔方向,这是因为活塞所受侧压力会使裙部沿销孔方向变化,从而确保活塞在工作时裙部呈圆形。活塞在工作时从上而下温度由高到低,所以活塞经向     

S30减震器中活塞的摩擦磨损分析

以S30减震器活塞低速运动为研究对象,采用Solid Works软件建立了简化减震器三维模型,利用ANSYS workbench软件对减震器做了静力学接触应力运动仿真分析。结果表明:减震器活塞在低速工况下,侧向力为零的节点处载荷增大致使活塞裙部应力集中发生变形严重;最终得出,活塞磨损状况随侧向力为零时所受载荷增大加剧。     

活塞热变形和摩擦研究

一般认为活塞组摩擦损失占发动机总机械功率损失的很大比例。在工作温度下,保持适宜的工作裙部型面和裙部与缸套之间的间隙,对于减少活塞摩擦是非常必要的。现代汽车发动机活塞是由铝合金制成,其热膨胀系数比发动机缸体常用的铸铁材料的热膨胀系数高80％。因此,发动机工作状况时的工作间隙与设计间隙回然不同,所以很需要一个能够计算活塞热膨胀的方法。 本文中,提出了一种三维有限元模型,用来计算活塞的工作温度及其相应的热膨胀,所说的活塞具有不对称的结构特点,如贯通槽、钢嵌片和活塞销座。模型可以用来进行裙部型面的设计,而型面设计很有潜力,能减少磨合时间,减轻摩擦和使活塞的敲击声降至最低限度。     

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。     

高强化柴油机铝合金活塞承载特性研究

重点研究某高强化柴油机铝合金活塞在典型服役工况下温度和应力随时间和载荷的变化行为,明确热机械载荷作用下活塞的承载规律,为活塞寿命预测模型建立提供依据,同时为材料研制提供载荷约束。首先建立了活塞有限元分析模型,利用温度及应力测试数据对模型进行了标定,进而基于该模型计算了标定工况稳态条件下以及怠速工况与标定工况交替变化条件下活塞温度和应力的变化规律。仿真结果表明:在工作循环内,活塞顶面温度波动幅值在28℃以内,由此引起的热应力波动幅值达到35 MPa左右,因此在活塞疲劳寿命预测时工作周期内高频热负荷的影响不可忽略;燃烧室喉口在热载荷作用下呈现压应力,在机械载荷下呈现拉应力,热机耦合载荷会导致沿销孔方向出现拉应力,沿主副推力面方向呈现压应力;在怠速工况与标定工况交替变化条件下,活塞喉口载荷变化最明显,应力与温度的变化率相关,应力幅值较高,该区域易发生低周疲劳损伤。