高速大功率柴油机曲轴油封密封性研究

介绍了为提高高速大功率柴油机曲轴油封密封性所选用的带回流线型的氟胶油封和复合聚四氟乙烯(PTFE)油封 ,改进油封结构设计以及装配使用中应采取的措施     

橡胶油封漏油的原因与预防

发动机曲轴及凸轮轴的前、后端在机体的承孔中安装有橡胶油封,其主要作用是阻止润滑油向外泄漏,并防止灰尘、泥沙等污物侵入发动机内部,是一种具有较高技术要求的精密制品。橡胶油封若出现漏油现象,多为其磨损、老化和与其配合工作的旋转轴轴颈磨出沟槽所致。从设计和制作方面来说,油封唇口与轴颈表面的接触环带应保持有连续不断的合适油膜,用以减轻油封唇口和轴颈表面之间的磨损并起到防尘、防水、防漏的作用。     

浅谈油封密封原理及早期失效的原因

为了防止箱体内油液的外漏和外部杂质的内浸,广泛使用橡胶骨架油封作为旋转轴的动密封。油封通常由耐油橡胶、钢皮骨架、螺旋弹簧3部分组成。油封密封原理是：油封在自由状态下,唇口内径比轴颈外径小,即使无弹簧,也对轴颈有一定的径向压力,由于此压力会随使用时间的增长而逐渐减少,因而配加弹簧予以补偿。     

内燃机曲轴密封的结构分析和材料工艺研究

建立了油封的非线性有限元模型,分析不同结构的油封与轴过盈配合时的接触压应力分布和变形情况,并计算了密封面之间的油泄漏量,为油封的结构设计提供理论依据。研究了烧结工艺对聚四氟乙烯复合材料力学性能的影响,结果表明:设计合理的PTFE油封必须使压力上升段与压力下降段的最大梯度相差不大、接触应力曲线平缓且呈扁平形分布,从而使密封面之间不容易产生动压力,由压差造成的油液流量小;材料的回复性是影响油封密封性的重要因素,无须单纯追求提高压缩模量和伸长率等。     

二冲程发动机曲轴油封漏气的检修

二冲程发动机工作性能和它的曲轴箱密封状态有一定的关系,和引导可燃气沿换气口至汽缸的真空度有关系。如果油封损坏,曲轴箱受压不良,性能就变差,并导致火花塞油污、排气管冒烟过大和发动机工作不稳定、难以启动、动力不足等现象出现。在修理过程中不用工具的情况下怎样快速判断油封损坏故障呢?发生上述毛病,在查完电路、油路(化油器、机油量)、发动机压力都正常情况下,应考虑是否油封损坏。首先启动发动机,看是否启动正常、压力正常。启动后工作不稳定(怠速不稳),无法调低怠速,或调低怠速自动升高,是由于空气从曲轴油封处进入曲轴箱不经过…     

2011款宝马X6发动机曲轴后油封异响

车型:E71,配置N55发动机。故障现象:发动机怠速运转时发出嘎吱、振鸣、呼啸、口哨噪音。噪音发生在发动机的后部区域。打开汽缸盖罩上的加油盖罩时,噪音消失。有的车辆即使发动机熄火,这种异响仍会持续2s左右。噪音在怠速运行时感觉最明显,发动机转速达到1500r/min时噪音逐渐减小,达到20000r/min时,噪音基本消失。故障诊断:这种噪音是由于曲轴后油封引起的,由于曲轴后油封刚度不足,不能充分确保真空密封性。密封唇掀动从而引起噪音。但是噪音的出现肯定不会造成发动机曲轴箱的机油泄漏,因为这种噪音的产生是由于曲轴箱的负压引起的,是向曲轴箱里面吸气。     

部分装有PVC阀的大众车热机后发动机异响原因分析

故障现象部分装有PVC阀的大众车,当发动机暖车20 min左右,就开始发出类似振鸣、口哨的声音。在发动机室内随处都能听见,但在发动机下部靠后部位听起来尤为明显。抽出机油尺或打开机油加油口盖时该噪声会消失。故障诊断与排除当上述噪声出现时,没有机械振动的感觉。顺着异响声的来源查找,可以确定是曲轴后油封引起的。由于随着发动机温度升高,曲轴后油封刚度下降,不     

跳车作用下沥青路面的细观动力响应分析

为了深入研究沥青路面结构受跳车冲击荷载作用时的变形和应力扩展规律,从细观结构角度出发,基于沥青材料的非均质性,利用Monte-Carlo法生成随机骨料,建立了沥青路面结构的二维数值模型。利用Abaqus有限元软件进行了跳车冲击作用下沥青路面的受力性能分析。并在此基础上,对轴重与跳车高度进行了参数分析。结果表明:用细观有限元模型建立的二维模型可以很好地模拟荷载作用下沥青路面的受力形态与应力分布;不同汽车质量对接触压力峰值的影响极为明显,其中汽车质量达到2100 kg时,接触压力峰值最大达到688.75 kN,应力峰值达到3.42 MPa;随着跳车高度的增加,沥青路面的接触压力逐渐提高,且在高度达到75 mm时,沥青路面的接触压力、峰值应力与变形逐渐趋于极限值。     

褥垫层参数对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

为研究褥垫层物理参数对CFG桩复合地基承载特性的影响,采用Midas/GTS建立了某工程CFG桩复合地基有限元模型,分析了不同工况下的地基沉降量和桩土应力比。研究结果表明,随着上部荷载的增大,地基沉降量和桩身应力比也呈增大的趋势,褥垫层能降低地基沉降量。垫层厚度越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大;垫层模量越大,地基沉降量越小,桩土应力比越大。选择合理的褥垫层参数有利于调节桩土荷载分担比例,充分发挥地基承载性能。考虑经济效益和安全性能范围内,该工程褥垫层厚度宜取值为400 mm,模量宜取值70 MPa,实际工程的合理设计具有指导作用。     

基于Payne效应的膜式空气弹簧非线性动刚度模型

本文中提出了一种考虑气囊橡胶Payne效应和热力学等效刚度阻尼滞回特性的膜式空气弹簧非线性动刚度模型,以解决空气弹簧动刚度非线性建模难题,并为气囊结构设计与材料选择提供理论依据。首先,通过示功试验对动刚度实部和虚部进行参数识别,表明在小振幅下,气囊橡胶Payne效应会引起动刚度的增大,并验证了不同振幅和频率激励下模型的正确性。接着,从振幅和频率两个维度给出了各解耦变量贡献度变化趋势的物理解释。结果显示,气囊橡胶的Payne效应使动刚度实部随振幅增大而减小,虚部随振幅增大呈现先增大后逐渐减小的趋势;气体刚度和由热交换产生的等效阻尼会使动刚度实部随频率升高逐渐增大,虚部随频率升高先增大后减小。最后给出了一个反映橡胶气囊动刚度贡献率的膜式空气弹簧新的评价指标,可直接表征空气弹簧低幅动态性能和结构设计与材料选择的优劣。试验表明,该值主要随振幅增加明显下降,橡胶气囊在低振幅时产生的刚度不可忽视。     

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。     

发动机冷却风扇皮带轮开裂分析

针对皮带轮批量开裂故障。通过有限元强度分析,发现最大主应力超过材料屈服强度,导致皮带轮开裂失效。通过工作载荷DOE分析,发现螺栓预紧力是主要载荷,螺栓直径不是越大越好,直径大的螺栓造成预紧力过大。通过结构设计参数DOE分析,发现皮带轮安装支座法兰直径和皮带轮壁厚是主要结构设计优化参数。更改螺栓规格及数量、增大法兰直径、皮带轮壁厚改为4 mm的优化方案实施后,最大主应力下降79%,成功解决皮带轮开裂问题。     

乳化沥青冷再生混合料性能影响因素研究

基于水泥掺量与旧料用量变化条件下,通过对冷再生混合料进行力学及路用性能研究,结果表明:水泥掺量与旧料用量都可以影响混合料的性能;随着水泥掺量增加,其力学与高温性能增大,低温性能呈现先增加后降低现象;随着旧料增加,力学及高温性能降低,而低温抗裂能力呈现增长的趋势.     

沥青路面结构参数变化对结构特性的影响分析

结构层厚度和模量是沥青路面结构设计中的重要参数。该文采用三维有限元计算模型,分析了路面结构厚度和模量变化时的力学响应变化趋势。结果表明,随着沥青层厚度的增加与半刚性基层厚度的减少,最大弯拉应变呈明显的减小趋势;随着基层模量的增加,最大剪应力呈明显的增大趋势。分析结果为设计长寿命沥青路面提供了力学理论基础。     

橡胶改性沥青混合料的降噪性能研究

为研究橡胶改性沥青混合料参数与降噪效果的关系,文中通过室内轮胎自由下落法,研究沥青用量、胶粉掺量、4.75 mm筛孔通过率对橡胶改性沥青降噪性能的影响,并确定各参数的推荐范围,结果表明：(1)随着沥青用量、胶粉掺量的增大,混合料降噪性能提升,振动衰减系数增加,胎-路振动噪声减小;(2)随着4.75 mm关键筛孔通过率的减小,混合料降噪性能提升,表面构造深度增大,胎-路泵吸噪声减小;(3)结合基本路用试验及降噪试验结果,确定橡胶改性沥青混合料参数的推荐范围为：沥青用量6.2%～6.9%、胶粉掺量19%～23.4%、4.75 mm筛孔通过率28.1%～30.5%。     

PET改性沥青结合料性能试验研究

为了得到PET改性沥青结合料的性能,对掺加不同PET用量的沥青结合料进行红外光谱试验、粘度试验、常规沥青试验和Superpave试验,并对试验结果进行分析。结果发现在沥青中加入PET后,吸收峰的位置变化不大,表明PET与沥青主要为物理反应;随着PET用量的增加,改性沥青的粘度呈现出先增大后减小的趋势,针入度呈现出增大的趋势,软化点趋势是先增大后减小,延度值不断减小,复数模量呈现降低趋势,相位角呈现降低趋势;劲度模量呈现出先减小后增大的趋势。     

固化红黏土的强度特性及邓肯—张参数研究

固化红黏土强度特性和崩解性的改善是其在工程中广泛应用的重大前提，为研究不同F1和水泥掺量对固化红黏土强度特性、崩解性和邓肯-张模型参数的影响，开展不同F1和水泥掺量下固化红黏土的无侧限强度试验、崩解试验以及三轴试验。研究发现：F1可显著改善土体的水敏性和密实度，极大地提高固化土的无侧限抗压强度，加入水泥的固化土冻融5 d后强度显著增大，随着冻融循环次数的增加，固化土的强度均表现出衰减的趋势，F1掺量越高，衰减趋势越低；F1和水泥亦能显著改善红黏土的崩解性；固化土邓肯-张模型参数破坏比R_f随F1掺量的增大而增大，随水泥掺量的增大而减小；抗剪强度指标、初始弹性模量E_i和初始切线模量参数K均随着F1和水泥掺量的增大而增大，初始切线模量参数n随F1掺量的增大而减小，随水泥掺量的增大而增大。     

软土地层地面堆载下盾构隧道变形特征分析

苏州地铁S1线玉山广场站～珠江路站区间,穿越软塑～流塑地层,评估地面堆载引起隧道结构变形的安全范围,规避地面堆载诱发的安全隐患,是苏州地铁S1线周边地面规划急需解决的实际问题。针对该问题,利用ABAQUS有限元软件,采用地层—结构法建立隧道二维模型,对该区间穿越软塑～流塑地层的3种典型埋深下的盾构隧道在不同堆载范围、堆载大小和堆载位置作用下的变形特征进行模拟研究。研究结果表明:在堆载作用下,竖向位移首先出现在拱顶,并逐渐由两肩、拱腰向拱底发展,水平位移首先出现在左右拱腰位置并逐渐向拱顶和拱底发展;小量的堆载(≤20kPa),无论其堆载范围、堆载位置如何,对隧道结构竖向位移和水平位移的影响约小于10mm;堆载范围对竖向位移的影响随着堆载大小呈线性增大,拱腰处的水平位移先增大后减小;堆载位置偏离隧道正上方后,拱顶竖向位移(方向向下)逐渐减小,拱底竖向位移(方向向上)逐渐增大,拱腰的水平位移方向改变(向偏离堆载方向移动)。     

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3 512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2 670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。     

涵周土特性对高填方涵洞涵顶垂直土压力及变形特性影响的数值分析

为探明涵周土特性对高填方涵洞涵顶土压力及沉降特性的影响,基于数值仿真模拟,分析了不同涵顶填土模量、涵侧填土模量、地基土模量等因素对高填方不同结构型式涵洞涵顶土压力及其变形特性的影响,并结合计算结果提出相关的工程技术建议。研究结果表明:(1)随着涵填土模量E与涵侧填土模量Et的增大,涵顶垂直土压力σz、涵顶垂直土压力集中系数Ks及涵顶内外土体沉降差δ均呈现逐渐减小趋势,且涵侧填土模量Et较涵顶填土模量E影响更大;当涵侧填土模量大于涵顶填土模量的2倍时,Ks值可比二者相等时平均降低15%左右;(2)σz和Ks值随着地基土模量Ed的增大而增大,说明并非地基强度越大对高填方涵洞结构受力越有利,因此,当地基土质较差不能满足地基承载力要求而需采用地基处理时,应注意增大地基土模量对涵洞结构带来的不利影响;(3)涵洞结构断面不同,涵顶填土的沉降变形及垂直土压力σz变化规律也不同,在高填方涵洞设计中,应掌握不同断面型式涵洞各位置处的受力变形情况以及最不利点位置,合理选择涵洞断面结构型式。