活塞材料的应用及发展

文章对内燃机活塞用材料的应用及发展作了详尽的介绍,对几种活塞材料的性能、优缺点、适用范围进行了分析和叙述。分析指出,短期内铸铁和铝合金活塞仍将在内燃机活塞制造中发挥主导作用,从长期发展来看,复合材料将是内燃机材料活塞发展的趋势。     

进口汽车活塞开发生产的几个问题

活塞是内燃机的心脏,其质量的好坏直接影响内燃机的性能和使用寿命,因此,进口汽车活塞的开发生产并非轻而易举。现根据进口汽车活塞开发的工作实践,提出以下一些观点,供参考。一、要熟悉各国材料牌号标准,合理转换国产材料牌号一般来讲,国际上制造内燃机活塞材料类别不外乎以下几种,即Y合金(铜铝合金)、共晶铝硅合金、亚共晶铝硅合金和过共晶铝硅合金。     

提高内燃机铝活塞使用性能和寿命的有效途径

活塞是内燃机的“心脏”,是直接影响整机性能和寿命的关键零件。特别是近代发动机已向高速高负荷增压发展,活塞所承受的机械负荷和热负荷大为增加,对其结构设计、材料性能、制造技术等方面提出了越来越高的要求。多年来,各国专业公司(厂)和科研单位进行了大量的研究应用工作,在提高活塞的使用可靠性和延长使用寿命方面     

不同金相等级活塞的有限元分析

活塞材料的微观金相结构对活塞工作性能具有重大影响。通过试验检测不同金相等级活塞的物理及机械性能,并采用有限元软件ANSYS对不同活塞的温度场、热应力场、热机耦合场进行模拟分析,研究活塞金相差异对活塞热负荷和热机负荷的影响。结果表明,随着微观金相等级的降低,活塞最高温度、最大热机耦合应力和最大变形量均呈现增大趋势,活塞最大许用应力呈现减小趋势,活塞可靠性呈现下降趋势。     

英国CV12TCA柴油机结构初步分析(续四)

<正> 二、主要零部件结构的初步分析 4.活塞结构的分析 (1) 活塞材料 对CV12TCA柴油机活塞材料的化学分析和组织性能检验表明,所用材料为英国的LM13合金。此合金属于硅铝系合金(即LO-EX合金),含硅量为11～13％,相当于美国的A132、4032等类似的共晶硅铝合金。这类合金既可以用金属模铸造又可以锻造,具有良好的稳定性、耐磨性和导热性,它的线膨胀系数和比重也较小。在英国可供制造活塞的材料中LM13合金处于优越的地位。 从宏观来看,解剖的活塞断面没有发现热裂、气孔、针孔及缩松等缺陷。浇铸时是否进     

陶瓷纤维增强铝基复合材料活塞的研究

结合山东滨州渤海活塞股份有限公司近年来陶瓷纤维增强铝基合材料活塞开发的进展，介绍了这种活塞优异的高温强度，耐磨性及耐热性等特点，研究的YC6108QA,6110Z,YC61121TZ,6200Z等复合材料活塞，高温抗拉强度提高了20％，硬度提高了15－20个布氏硬度单位，体积稳定性也比较理想，从而改善了活塞的使用和性能试验）未出现异常现象，性能良好，质量达到较高水平。     

碳将成为发动机活塞的新材料

碳，或者石墨，是自然界分布最广泛的材料之一，人工合成也很容易。目前碳活塞制造技术已经引入到中国，由中德合资的中德科能技术有限公司拥有国内研发、制造，全球行销的授权。     

提高铝制活塞高温耐久性的新技术

现代柴油发动机的温度和压力日益增加。因此,为了保持足够的强度储备,铝活塞必须提高高温下热力机械耐久性能。辉门采用局部后处理高载荷活塞区域的DuraBoWl技术,能够增加活塞使用寿命达4～8倍。技术挑战由于比钢活塞更轻巧,具备良好制造特性,而且生产铸铝活塞成本更低廉,因此铝活塞在当今全球汽车市场上被广泛使用。但是,当前和未来的高载荷柴油发动机发展对铝活塞材料的使用形成了挑战。为了满足客户和法规要求,发动机升功率和扭矩输出不断增加,使柴油活塞承受日益增加的缸内燃烧压力>200bar和燃烧室温度>400℃。在这样的工作条件下,在承受最高热力机械载荷的活塞区域,传     

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。     

陶瓷纤维增强铝基复合材料在发动机活塞上的应用

本文报导了陶瓷纤维增强复合材料的性能、制备研究及其在内燃机活塞上的应用。氧化铝或硅酸铝短纤维增强铝基复合材料比基体材料有更优异的高温综合性能。挤压铸造工艺生产的局部增强铝基复合材料活塞，界面结合可靠、成品率高、工艺宽容性好，作为新型活塞材料，已在我国发动机行业应用并达到批量生产。我国已成为世界上将铝基复合材料应用于汽车行业并达到产业化规模的少数国家之一。     

挤压铸造技术在铝合金活塞中的应用

采用挤压铸造技术制造活塞，能大大提高其疲劳强度，从而减小活塞顶和销应厚度，并可通过组合型芯法减小活塞内表面厚度。此外，使用冷却腔成型法及引入空心区等技术．可研制出结构紧凑、质量极轻的活塞。本文介绍了利用技压铸运和变质处理提高材料的疲劳强度，挤压铸造的纪合型芯制作技术，挤压铸造工艺中采用的制件耐压、密封和可清除的冷却腔型芯成型技术．     

隔热涂层对活塞温度场及应力场的影响分析

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象，建立等离子喷涂涂层隔热性能分析仿真模型，综合分析粘接层材料及孔隙率对涂层隔热性能的影响，并对涂层样块进行隔热性能试验。结果表明：隔热涂层的存在使活塞金属基体的温度显著降低，其中ZrO₂隔热层+NiCrAlY粘接层的组合隔热性能最好，且随着粘接层孔隙率的增加，涂层隔热性能提升，但孔隙率过大会导致涂层与基体的机械结合强度降低，综合考虑隔热性能与结合强度结果，涂层粘接层的最佳材料为NiCrAlY、最佳孔隙率为10%，喷涂上述隔热涂层后，在实际工况条件下活塞的等效热应力值满足产品设计要求。     

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。     

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。     

过滤技术在铝合金活塞铸造中的应用

主要论述过滤技术在铝合金活塞铸造中的应用，介绍其试验方法和浇注系统设计，并总结过滤前后的不同效果。通过采用过滤技术可提高活塞合金性能，减少废品。     

梅赛德斯-奔驰新型V6柴油发动机使用辉门的DuraBowl活塞技术

日前,辉门公司已与梅赛德斯-奔驰合作开发出一项活塞技术,该技术可降低戴姆勒最新款V6柴油发动机的油耗和排放。使用此技术为梅赛德斯-奔驰生产的活塞充分利用了辉门DuraBowl制造工艺使活塞所具有的卓越热机械耐久性能的优势。     

中凸变椭圆活塞裙部加工工艺及设备改造

综述了中凸变椭圆活塞裙部加工用立体靠模的设计及制造工艺，对靠模指的材料选择摩擦副及其润滑系统进行了分析，并提出了改进措施。     

铝合金活塞的制造、检测及性能评价

摩托车发动机活塞对于发动机功率、耐久性、经济性、排放都有着重要影响,并且由于活塞所处的高温、高压、高速运动的特殊工作环境,使得它必须具备很高的性能要求.在活塞诞生的初期,使用的是铸铁活塞,随着技术的进步,具有低密度、优良热传导性的铝合金活塞,现在得到了广泛的应用.本文就摩托车发动机用铝合金活塞的制造、检测及性能评价加以介绍.     

东风活塞的铸淬试验

对于铝硅合金这类材料的热处理工艺，似乎已经定型，各行业厂已采用了几十年，从未有人提出过异议，从１９７９年我厂引进镶圈活塞制造技术以后，有了一点改变。特别是近年来东风活塞时有掉头现象发生，加之热处理能耗较大，使我们对传统的热处理工艺有些新想法、为此，我们组织人员，用了３周时间，进行了一次东风活塞铸淬试验，现将试验过程及结果总结出来，供同行们参考。     

轿车柴油机用钢活塞

近几十年来,铝活塞已被成功应用于轿车柴油机。然而,不断升高的热负荷和机械负荷使得钢用作活塞材料更具吸引力。为满足负载能力和性能日益增长的需求,KS Kolbenschmidt公司为轿车柴油机开发了钢活塞。