發(fā)布時(shí)間：2022-01-13 19:11

　　為了降低某柴油機(jī)鋁活塞的摩擦磨損,在不更改活塞剛性的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化銷孔偏置設(shè)計(jì)、降低活塞環(huán)高度、更改裙部型面等措施對(duì)活塞進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。利用動(dòng)力學(xué)分析軟件對(duì)優(yōu)化前后活塞進(jìn)行對(duì)比,模擬結(jié)果顯示活塞的機(jī)油耗和漏氣量明顯降低,敲擊動(dòng)能和摩擦平均有效壓力降低。通過(guò)倒拖法和可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)措施的有效性。結(jié)果表明:銷孔向主推力側(cè)偏置0.5 mm,配合減小活塞環(huán)環(huán)槽寬度、優(yōu)化裙部形線時(shí),活塞摩擦平均有效壓力最小,可以有效降低活塞的摩擦磨損。 

【文章來(lái)源】：內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置. 2020,37(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

試驗(yàn)后活塞

表1 柴油機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 缸徑/mm 行程/mm 額定功率/kW 額定轉(zhuǎn)速/(r·min-1) 最大扭矩/(N·m) 最大扭矩轉(zhuǎn)速/(r·min-1) 設(shè)計(jì)爆發(fā)壓力/MPa 130 150 350 1800 2100 1100～1500 18活塞組的主要零部件包括:缸套、活塞環(huán)和活塞�；钊M降低摩擦磨損的設(shè)計(jì)方案為:1)氣缸套對(duì)摩擦損失有一定影響,隨著珩磨深度的增加,摩擦損失逐漸減小,但是增加到一定程度之后摩擦損失不再發(fā)生明顯變化,發(fā)動(dòng)機(jī)缸套采用滑動(dòng)珩磨方式,網(wǎng)紋質(zhì)量更優(yōu)。2)活塞環(huán)組采用3道環(huán)設(shè)計(jì),第一道環(huán)為梯形桶面環(huán),第二道環(huán)為扭曲錐面環(huán),第三道環(huán)為螺旋撐簧油環(huán),活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)影響環(huán)與缸套之間的間隙、密封、機(jī)油耗、漏氣量和摩擦損失等。3)活塞結(jié)構(gòu)如圖1所示,銷孔偏向于主推力側(cè)1 mm,裙部為中凸橢圓型面,裙部表面采用低摩擦系數(shù)且耐磨的二硫化鉬涂層處理,可以降低活塞裙部消耗的摩擦功,并且降低拉缸風(fēng)險(xiǎn)。

活塞動(dòng)力學(xué)分析[10-13]需要的主要邊界條件包括:有限元分析輸出的活塞溫度場(chǎng),活塞熱變形等,連桿、活塞環(huán)、活塞銷的相關(guān)參數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)720°曲軸轉(zhuǎn)角的缸壓數(shù)據(jù)(如圖4所示),發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)等。將這些參數(shù)輸入軟件后運(yùn)行計(jì)算,得到活塞二次運(yùn)動(dòng)擺角及徑向位移、敲擊動(dòng)能、節(jié)點(diǎn)壓力、摩擦平均有效壓力、漏氣量及機(jī)油耗等結(jié)果�；钊h(huán)的輪廓形狀尤其是與缸壁接觸的外圓面形狀對(duì)漏氣量、機(jī)油耗有很大的影響,對(duì)活塞環(huán)外圓面采用μm級(jí)磨合后得到型面,并將其輸入到動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型中進(jìn)行活塞環(huán)動(dòng)力學(xué)計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽油機(jī)活塞技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 葛超峰,楊滿盈,李庭勇.  內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置. 2018(05)
[2]基于摩擦磨損的柴油機(jī)活塞裙部型面設(shè)計(jì)[J]. 陳麗,李劍光,趙文斌,熊培友,辛峻峰.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2018(04)
[3]基于瞬態(tài)分析的柴油機(jī)活塞疲勞壽命預(yù)測(cè)[J]. 何盼攀,劉建敏,王普凱,劉艷斌,康琦.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(05)
[4]活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)柴油機(jī)活塞傳熱與溫度場(chǎng)的影響分析[J]. 鄧晰文,雷基林,文均,溫志高,申立中.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(10)
[5]基于動(dòng)力學(xué)模擬的汽油機(jī)活塞裙部剛度研究[J]. 熊培友,孫曉,邢小兵,王亮,李鋒剛.  內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置. 2016(06)
[6]基于一階法的活塞溫度場(chǎng)分析與優(yōu)化研究[J]. 劉建敏,董意,王普凱,劉艷斌,韓立軍.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2016(03)
[7]裙部剛度對(duì)活塞動(dòng)力學(xué)影響的研究[J]. 陳延鵬,劉世英,熊培友.  煤礦機(jī)械. 2016(04)
[8]某大功率柴油機(jī)機(jī)械損失試驗(yàn)研究[J]. 曹杰,牛軍,梁永森,曲栓,高英英,梁紅波,和龍.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2015(06)
[9]發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔偏心對(duì)摩擦磨損影響的研究[J]. 熊培友,章健,劉世英,林風(fēng)華.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2017(03)
[10]發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套磨損譜編制方法研究[J]. 司東亞,駱清國(guó),許晉豪,尹洪濤,寧興興.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2015(04)

博士論文
[1]高強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)活塞的摩擦磨損設(shè)計(jì)[D]. 楊振宇.北京理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]活塞裙部摩擦磨損及敲擊能量的模擬研究及參數(shù)優(yōu)化[D]. 趙高巖.江蘇大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3586990