【摘要】：高負荷、高功率、高強化是未來柴油機發(fā)展的主流方向,強化程度的提高需要活塞有更高的結構強度和疲勞強度,尤其是活塞的關鍵承載和易失效部位—燃燒室喉口,屬于熱負荷與機械負荷交變影響區(qū),必須采用局部強化措施以滿足發(fā)動機高強化的要求。為了提升活塞關鍵承載部位的局部強度,本文設計開發(fā)了高強化柴油機重熔活塞,設計的關鍵點在于燃燒室喉口部位采用重熔強化措施,采用“喉口重熔”技術后,喉口部位形成了均勻而細化的金相組織,提高了喉口部位的硬度,改善了材料的熱機疲勞特性�；钊捎昧恕昂砜谥厝�-內冷-鑲圈-襯套”一體化設計技術理念。根據發(fā)動機參數及相關要求對高強化柴油機重熔活塞進行了結構設計,通過采用熱流型的內腔結構,減重面窗結構,對活塞進行了輕量化設計,降低了活塞的總體重量。通過優(yōu)化活塞裙部型線、銷孔型線、銷孔偏心和配缸間隙,采用活塞整體磷化處理,裙部表面YS03處理來降低發(fā)動機的噪聲,減小活塞組件的摩擦磨損,提高發(fā)動機機械效率和熱效率。根據活塞的整體設計方案完成了活塞的三維建模及各項關鍵配合參數,運用有限元分析軟件對活塞的結構強度、疲勞強度進行了分析。重點分析了活塞熱循環(huán)工況下的溫度分布及疲勞系數,計算了綜合最大爆壓和側向力工況下活塞的受力和變形情況。對銷孔、噴油缺口及內冷三個關鍵結構做了疲勞分析并確定最優(yōu)方案,運用疲勞分析軟件預測了活塞的疲勞安全系數。在活塞關鍵部位安裝硬度塞并做了溫度場試驗,獲取了關鍵部位的溫度,并將實際測試溫度與有限元預測溫度做了對比分析,利用有限元分析計算了缸套溫度場和熱變形,為活塞裙部型線動力學分析提供了邊界條件,計算了不同活塞型線的最大側向力、累積磨損對比確定了最優(yōu)外圓型線方案。為了驗證高強化重熔活塞自身關鍵部位強度,檢測了活塞喉口重熔強度,對活塞銷孔和銷座分別做了疲勞試驗和撕裂試驗。最終活塞通過了最小間隙拉缸和2000小時冷熱循環(huán)兩項整機試驗。
【圖文】：

排放控制方面，，為滿足日益嚴格的排放法規(guī)，冷ＥＧＲ、ＳＣＲ、ＤＯＣ、和ＤＰＦ等將逡逑成為必不可少的減排措施。逡逑圖１－１為內燃機熱效率提升技術。通過這些新技術的實施和運用，柴油機的升逡逑功率和爆發(fā)壓力將得到大幅提升，大大改善機械效率和熱效率，使得油耗越來越低。逡逑３逡逑

％逡逑■懰３邋．逡逑圖１－２活塞燃燒室喉口裂紋逡逑（１）高周機械疲勞作用逡逑函逡逑圖１－３活塞燃燒室喉口裂紋逡逑高周機械疲勞也稱為高循環(huán)疲勞，通常是指循環(huán)次數高于ｌｘｌＯ４的疲勞失效，逡逑６逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK423

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本文編號：2593046