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。     

弧面衬套式活塞销优化分析

为了提高弧面衬套式活塞销的寿命,降低活塞销座应力集中,利用有限元法与正交试验法相结合的方式对弧面衬套式活塞销进行优化。建立以活塞销台阶孔圆柱内径d以及两端圆柱孔长度l为变量,活塞销最大应力值为目标的正交试验,同时考虑接触应力与热应力,求得弧面衬套式活塞销结构优化最佳参数:d=14.5 mm,l=8 mm。对常见活塞销材料进行研究,运用有限元仿真分析方法对优化结果进行检验,结果表明,材料对弧面衬套式活塞的影响较小。优化后的弧面衬套式活塞销降低了活塞销座与活塞销的应力,极大地提高了弧面衬套式活塞的寿命。     

高负荷活塞的成型销孔

在活塞销座内传递的轴向力集中在狭窄的活塞销孔上,而该处的应力又限制了活塞的容许负荷。通过改进活塞销孔的几何形状可以提高活塞销座的承载能力,但须有一套合适的加工工艺。本文为KARL SCHMIDT有限公司的调查报告,报导了销孔形状的设计原则及其试验结果。     

低噪声活塞——降低活塞销的拍击噪声

相比全浮式活塞销结构,半浮式活塞销具有成本上的优势,但存在活塞销拍击噪声的问题。针对这一问题,分析活塞销发生噪声的机制,同时,开发了一种优化的半浮式活塞销结构。通过测量活塞与活塞销的动态,并与全新的发动机润滑油动态可视化技术(光纤光缆连接法)相结合,分析了活塞销的噪声发生机制。采用光纤光缆连接法,不仅可实现发动机润滑油的可视化研究,还能在实际的发动机运行条件下,利用粒子跟踪测速技术,测量润滑油的流量矢量。上述研究结果与众多的活塞参数研究相结合,有助于通过计算机辅助工程优化活塞形状。本次研究的结果是,经优化的半浮式活塞销结构具有与全浮式活塞销结构相同甚至更低的噪声水平。     

柴油机连杆小头与活塞销轴承润滑特性分析

利用活塞连杆弹性流体动力学润滑(EHD)模型,研究了活塞销与连杆小头轴承的润滑特性。首先建立了活塞销、连杆及活塞的有限元模型,并对其进行了自由度缩减,然后建立了连杆小头轴承EHD仿真模型。通过分析连杆小头轴承油膜厚度、油膜压力、粗糙接触压力等轴承润滑特性参数,研究了不同配合间隙、活塞销和连杆小头刚度匹配等参数对润滑的影响,分析了柴油机在工作过程中出现连杆小头衬套异常烧蚀的故障原因。结果表明,活塞销与连杆小头刚度匹配、连杆小头间隙对连杆小头轴承润滑特性有较大的影响。     

活塞结构对活塞强度的影响分析

针对某型号发动机活塞断裂事故,用有限元法研完了活塞结构对活塞机械强度的影响,并进行了相关试验验证。结果表明,活塞销座圆角能够降低活塞边缘10％～20％的峰值应力;活塞销外径尺寸对活塞销座的强度影响最为明显;活塞销孔形状优化也能改善活塞销座强度,但降低了活塞销的强度。     

马师傅谈活塞组件的野外快速装配

在汽车、拖拉机、特别是工程机械维修工作中，通常活塞销的装配大都采用水或废机油加热的办法来完成。即将所要装配的活塞放置于水或废机油中。经15min煮沸后。待温度高达约80℃-95℃时，利用铝合金膨胀系数较大的特点。充分运用活塞销孔瞬间变大。迅速将活塞销装入相匹配的活塞孔内。     

拆装活塞常识

活塞严重磨损或拉伤、活塞销孔严重磨损、汽缸经镗缸后,均需要更换活塞。 在拆卸活塞时,先把活塞销卡簧取出,然后将冲子放在活塞销孔内,一手迎着活塞,另一手用锤子轻轻敲击冲子,把活塞销冲出,即可取下活塞。有些摩托车发动机的活塞销孔是过渡配合,向外冲活塞销时,活塞的前面一定要用木块顶着,以防止连杆弯曲。 装配活塞时,把挑选好的活塞,先安装上一个活塞销卡簧,再把活塞销涂上润滑油,轻轻将其敲入活塞销孔内,     

柴油机活塞销孔润滑特性的数值和试验研究

以不同销内径、配合间隙、销孔型线的活塞组为研究对象，以利用ANSYS计算得到的活塞温度场和变形量作为边界条件，基于弹性流体动力学润滑模型，进行多体动力学仿真计算，并结合销孔疲劳试验对活塞销孔的磨损情况进行分析。结果显示，销孔磨损一般发生在销孔内侧靠近销孔内倒角位置。活塞销的结构强度引起自身椭圆变形过大，从而使得销孔表面产生很大的接触压力，在接触压力的作用下，销孔会发生严重的磨损。随着活塞销内孔直径的增加，累计磨损载荷增大；销孔接触压力和累计磨损载荷随配合间隙的增大而减小；双曲线销孔型线更有利于销孔楔形动力润滑油膜的形成。     

基于虚拟样机的发动机活塞销故障诊断研究

活塞销在工作中产生故障的原因主要是磨损，活塞销的磨损会导致不同的活塞销间隙；同时，发动机运转过程中工况会随时变化，对外表现就是发动机转速的变化以及作用在活塞上的燃气压力的变化。利用PRO／E软件建立单缸发动机参数化模型，导入ADAMS建立虚拟样机并仿真分析不同工况且不同活塞销状态下工作情况，然后对数据进行了三种方法的分析，得出基于虚拟样机的活塞销故障诊断方法和结论。     

通用小型汽油机活塞环主要参数的选择

活塞环主要设计参数是发动机设计中的重要参数之一,直接影响发动机的整机性能。活塞环的主要尺寸参数D、δ、s、h与环的弹力和应力之间有直接的相互制约关系。对竭力要求提高转速的高速发动机来说,选用较大的p0,较小的厅是可行的。而活塞环的设计在于选择合适的尺寸,使活塞环弹力满足要求的同时应力也在许可范围内。     

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。     

高功率密度柴油机紧凑性研究

通过对国内外大量高紧凑装甲车辆柴油机总体设计参数统计类比与计算分析,进行了基本柴油机紧凑性设计影响因素分析,主要研究了V形夹角、气缸直径、气缸数目对柴油机外廓尺寸的影响规律,建立气缸中心距、连杆长度、活塞压缩高度与气缸直径或活塞行程的近似关系,得到高紧凑柴油机最小外廓尺寸推荐估算公式。介绍了基于高强化热力过程大功率柴油机总体特征参数设计选取方法,总结出现代柴油机强化程度、紧凑性、先进性等的评价方法,对柴油机研发战略决策和总体设计参数的选择起到一定的指导作用。     

压燃式自由活塞直线发电机参数匹配设计与工作过程仿真

根据自由活塞发动机和直线电机之间存在的能量守恒关系,利用所选择的商用直线电机进行压燃式自由活塞发动机的参数匹配设计.通过分析得到直线电机与自由活塞发动机主要结构参数之间的关系,再对系统的工作过程、自由活塞发动机的换气和燃烧过程进行CFD仿真,反复进行迭代计算,确定压燃式自由活塞发动机的具体几何结构参数.从参数匹配关系式...     

Approach to minimization of piston slap force for noise reduction – investigation of piston slap force by numerical simulation

Impact force caused by piston slap is one of the major mechanical noise sources in a diesel engine. The optimization of piston pin offset for impact force reduction has been reported by many researchers. However, if a modification has large effect at idling, high-speed noise tends to increase and vice versa. It was very difficult to reduce piston slap noise at all engine speeds. In this paper, the mechanism of the piston slap was investigated precisely utilizing numerical simulation. Simultaneous noise reduction in the conditions of both idling and high speed was achieved successfully by optimizing the piston's center of gravity as well as piston pin offset. Furthermore, engine sound quality was also significantly improved.     

应用振动信号诊断汽油机磨损故障

往复发动机的故障诊断是较困难和热点的研究问题。本文主要针对EQ6100发动机常见部件(活塞—缸套、气门、气门挺杆、连杆轴承、曲轴轴承、活塞销与衬套)磨损故障进行了振动测试研究。在EQ6100发动机预先模拟各种故障,然后测取了在不同参数条件下的故障信号,并用时域和频域分析法进行了分析比较。通过分析,得出了各种故障诊断的特征参数及实现的方法。     

基于数据库技术的现代活塞设计

基于UG设计平台,应用现代数据库技术原理和现代发动机活塞设计的基本理论与方法,借助Access和VC语言,对现代活塞设计方法和设计技术进行了参数化设计开发,建立了新一代活塞参数化设计数据库,实现了现代发动机活塞参数化快速准确设计的目的,从而提高了现代发动机活塞设计的效率。     

柴油机活塞销孔型线对比分析研究

针对某柴油机活塞销孔的磨损问题,分别借助有限元方法和EHD仿真方法研究了不同销座结构匹配多种销孔型线对接触应力的影响,及不同活塞销孔型线对润滑特征评价参数的影响。综合研究表明,活塞销孔型线与热变形匹配不合理所引起的润滑状态恶化是导致活塞销孔磨损的直接原因,因此通过合理调整销孔型线可使接触应力均匀,润滑状态良好,并有效降低活塞销座磨损风险。     

柴油机活塞组耦合模型有限元分析

建立了活塞、活塞环、活塞销和缸套的耦合模型，采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。对采用接触模型和粘贴方式模型的分析结果做了比较。对活塞组的机械负荷及热负荷做了耦合场静态分析。     

基于活塞热机耦合仿真的柴油-天然气双燃料发动机替代率研究

建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型,分析了活塞在不同替代率下标定功率工况时的温度分布情况,将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行了对比,误差满足工程要求.将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞热机耦合作用下的应力场和变形场.结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着替代率的增加而升高.