基于改进EEMD-MB1DCNN的船用柴油机缸套-活塞环故障诊断

针对船用中高速柴油机缸套-活塞环振动信号非线性非平稳性以及同类型不同损伤程度故障发生时振动信号时频域特征相似、故障难以识别等问题,利用振动信号辨识故障,提出一种基于改进集成经验模态分解方法和多模块一维卷积神经网络端到端缸套-活塞环故障诊断方法,通过设计固有模态分量IMF信息质量筛选准则对EEMD分解出的IMFs进行重新排序,获得包含更多凸显故障特征成分的重构信号,输入到上述神经网络模型,通过振动信号分析并与现有方法比较,评估所设计IMF信息质量筛选准则与所搭建模型的性能,试验结果显示该方法能准确、有效地识别缸套-活塞环故障类型。在判断该易损件同类型不同磨损程度故障诊断中有较高的准确率,能对故障状况进行有效的特征提取与故障分类。

内燃机活塞环材料及表面处理技术研究现状与发展趋势

活塞环是内燃机中重要的零部件之一,该部件的摩擦损耗占内燃机总摩擦损失的26%。因此,活塞环材料的选用及其表面处理研究对于优化提升内燃机性能、延长服役寿命具有重要意义。简单介绍并总结了内燃机活塞环常用材料及其发展趋势,详细综述了激光表面织构技术、表面涂层技术以及表面复合技术在内燃机活塞环减摩抗磨方面的研究和应用现状。其中,激光表面织构技术(LST)可起到接纳磨屑、保持油膜等作用,从而降低活塞环表面摩擦和磨损,但由于织构形貌和几何参数特征对摩擦学性能的影响较为复杂,仍需结合实际工况进一步研究并优化。以镀铬、热喷涂、气相沉积及激光熔覆为代表的涂层技术也常用于活塞环的表面强化处理,但涂层材料种类繁多,难以形成统一的行业标准进而规模应用。此外,通过合理复合多种表面处理技术,比如微弧氧化与电泳沉积复合、超声滚压与离子渗氮技术复合、磁控溅射和低温离子渗硫复合等,可实现优势互补、发挥协同作用,有效改善接触表面的摩擦性能,为活塞环的减摩增寿研究开拓了新的思路。最后对未来活塞环材料开发应用及其减摩抗磨方面的研究发展进行了展望。

低硫条件下船舶主机缸套-活塞环磨损现状与应对策略

国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将LSFO对船舶主机的影响以及其实际应用案例进行分析与总结,并针对燃用LSFO的主机所出现的异常磨损和故障现象提出应对策略。该研究有助于解决LSFO条件下船舶主机缸套和活塞环异常磨损问题的实际需求,希望进一步推动LSFO条件下缸套和活塞环异常磨损的机理研究。

汽车发动机活塞环-缸套减阻技术研究

汽车发动机活塞环与缸套的相对运动过程中存在诸多阻力,如黏性阻力、燃烧残渣阻力、表面粗糙度阻力等。这些阻力会导致发动机效率低下、油耗和排放增加。该文概述汽车发动机活塞环与缸套之间的运动阻力,介绍汽车发动机活塞环-缸套减阻技术,分析汽车发动机活塞环-缸套减阻技术存在的问题,并提出优化方向,以有效降低运动阻力,提高发动机热效率,减少油耗和尾气排放,为人们的绿色出行贡献力量。

某发动机活塞环装配装置的研制

为提高发动机活塞环装配效率和装配质量,降低劳动强度,根据活塞环直径和开口形状,利用杠杆平衡原理,设计一种适用于发动机缸径为200~250 mm的活塞环装配装置并进行实际应用。结果表明:设计的活塞环装配装置可以保证活塞环的安装质量,成本低,操作简单,通用性强,使用该装置装配的活塞环均未出现碎裂故障;安装一套三环活塞环组的装配时间由8 min减少到5 min。该装置能够满足活塞环装配高效率、高质量的生产需求。

柴油机活塞环润滑油膜厚度超声波测量方法研究

活塞组件-缸套摩擦副位置处良好润滑状态能够保障柴油机的稳定运行,润滑油膜厚度能够对其润滑状态进行判断。因此本文以润滑油膜厚度为测量目标,基于等效弹簧模型超声波测量原理对活塞环位置处润滑油膜厚度开展实验研究。搭建了润滑油膜厚度超声测量实验平台,通过实验证实了超声方法的测量能力。构建了柴油机活塞环润滑油膜厚度测量方案,设计并搭建了活塞环润滑油膜厚度动态测量系统,对不同转速下的润滑油膜厚度进行了实验测量。通过对实验数据进行处理,在活塞环处测得了2.2~3.9μm的润滑油膜厚度,并且随转速增加,油膜厚度呈现增大趋势,证实了该方法的可行性。

考虑温度分布和初弹力影响的活塞环-缸套试验台研究

为探究活塞环初弹力作用下不同缸套温度对活塞环摩擦性能的影响,设计考虑缸套温度分布的活塞环初弹力摩擦性能试验台,其缸体-缸套组件基于浮动缸套方法设计,通过供油盖从顶部供润滑油,使用活塞环夹具安装活塞环,在缸套外壁安装3个环形电加热器对缸套进行预加热。当活塞环未加载荷仅在初弹力情况下,仅改变缸套温度分布,研究不同缸套温度分布对活塞环-缸套系统摩擦性能的影响。结果表明:随着缸套温度的升高,活塞环-缸套摩擦副摩擦力和摩擦功耗呈现先减小后增加的趋势,对于研究的活塞环-缸套摩擦副,在缸套温度为60~70℃时,摩擦力和摩擦功耗最小。因此存在合适的缸套温度,使得活塞环-缸套摩擦副的摩擦性能最优。

基于活塞环-缸套边界润滑模型的表面织构摩擦学性能评估

高强化柴油机活塞环-缸套在上止点处的工作环境恶劣,多处于边界润滑状态。表面微织构被证明是改善表面摩擦学性能的有效手段,然而目前仍缺少考虑表面织构的边界润滑数值模型。建立了考虑表面织构和摩擦膜影响的活塞环-缸套边界润滑模型,并应用该模型开展了考虑表面织构影响的磨损量计算,计算结果与边界润滑试验结果规律一致,且优选的表面织构方案较无织构方案磨损深度降低了33.7%。

CO_(2)压缩机活塞环变形与制冷剂泄漏模拟

为研究活塞环在压缩机工作过程中运动及变形对制冷剂泄漏的影响,利用Solidworks软件建立活塞环三维模型,通过ANSYS软件对活塞环进行流固耦合数值模拟,进而研究活塞环在最大温度与压力载荷下的变形情况;建立制冷剂泄漏通道模型,并编写profile程序,获得活塞环位置改变及入口压力变化下通道内制冷剂泄漏速度的变化规律。结果表明:在压缩行程结束之际制冷剂泄漏量达到最大值,活塞环在膨胀行程及压缩行程下存在纵向位移,2个行程下,最下方的活塞环3速度最大,中间的活塞环2速度最小;与膨胀行程相比,压缩行程下3道活塞环的整体速度更大,其位移所需要的时间更短。研究结果对活塞环受力分析及制冷剂泄漏提供了理论依据。

活塞环表面MoS_(2)薄膜在干摩擦和贫油润滑条件下的摩擦学性能研究

大功率、长冲程和高爆发压柴油机是交通运输、工程机械、国防装备和核电应急发电机领域的重要动力设备。柴油机关键运动副活塞环-缸套在冷/热启动时,缸套的上下止点位置处于干摩擦或贫油润滑状态,易发生局部异常磨损导致动力性能丧失。为抑制活塞环-缸套运动副的异常磨损,采用磁控溅射技术在活塞环表面制备了MoS_(2)薄膜;利用SRV-IV微动摩擦磨损试验机模拟柴油机频繁冷/热启动工况,评价了表面附加MoS_(2)薄膜的活塞环与缸套摩擦副的摩擦学性能;利用扫描电镜(SEM)表征了MoS_(2)薄膜微观结构和摩擦前后摩擦副的表面形貌。结果表明:相比于原始CKS活塞环-缸套,MoS_(2)薄膜活塞环-缸套在干摩擦条件下的摩擦系数从1.07大幅降低至0.11,缸套磨损率从8.61×10^(-6) mm^(3)/(N·m)降低至3.71×10^(-8) mm^(3)/(N·m);在常温贫油条件下摩擦系数从0.18降低至0.11,磨损率从1.43×10^(-7) mm^(3)/(N·m)降低至3.22×10^(-8) mm^(3)/(N·m);在高温贫油条件下摩擦系数从0.12降低至0.08,磨损率从7.08×10^(-8) mm^(3)/(N·m)降低至1.12×10^(-8 )mm^(3)/(N·m);摩擦过程中活塞环表面MoS_(2)薄膜的转移是摩擦副摩擦学性能提升的主要原因。

非接触式活塞环梯形角测量系统的设计与验证

活塞环梯形角是评价活塞环加工质量的关键参数,随着技术与工艺的进步,传统的接触式梯形角测量方案已不能满足现代的生产需求。分析接触式梯形角测量方案存在的问题,提出了基于光谱共焦位移传感器的非接触梯形角测量方案,并从传感器的选型、组合测量头的设计和夹紧机构的设计3个方面展现了全新的测量系统设计方案。通过对测量系统进行误差分析和可行性验证,证明了新的设计方案具有可行性,为研制新型非接触式活塞环梯形角测量仪提供了全新、有效的思路。

4M16压缩机活塞环和支撑环寿命偏短原因分析与对策

某石油化工工厂煤油加氢精制装置的4M16往复式压缩机,在中修后,运行仅49天就出现一级支撑环、活塞环严重磨损。针对该往复式压缩机一级支撑环和活塞环寿命偏短的现象,通过分析研究活塞环和支撑环的材质、运行工况、设计尺寸、活塞环开口间隙、活塞环工作温度、气缸含水、活塞杆跳动、气缸注油和气缸镜面等影响因素,分析出本次4M16往复式压缩机活塞环和支撑环寿命短的原因,并提出了相应的整改措施。在对影响因素进行了相应的整改后,有效延长了活塞环和支撑环的使用寿命,降低了该型压缩机活塞环和支撑环的故障,确保了装置生产的安全和平稳。最后,针对活塞环和支撑环的寿命影响因素,提出六点建议,供从事压缩机设备的管理人员参考。

往复式压缩机一级缸活塞环和支撑环磨损分析

润滑油加氢装置新氢压缩机一级缸有异响,一级排气温度高故障,拆一级缸检修发现活塞环和支撑环出现大量磨损,通过对产品质量、安装数据分析、注油器注油量,入口过滤器破损程度,冷却水温度等可能造成活塞环和支撑环磨损的因素进行分析,最终发现导致此次一级缸活塞环和支撑环磨损过快的主要原因是压缩机一级缸缸套粗糙度过大造成。

发动机活塞环F.O结构产品研发

为进一步减少汽车排放对环境造成的负担,各国相应的排放法律法规也在不断加严,从而对汽车发动机性能提出更高要求,高功率、低燃油耗、低排放是新型发动机的主要研究方向。为此,各汽油机和柴油机制造商都在活塞环材料、耐磨性和形状结构等方面进行深入研究,不断满足低机油耗和曲轴箱通风所提出的要求,降低排放。本文通过对活塞环内径形状进行重新设计、加工,得出最优的可变径向活塞环,并使用最新的表面处理技术DLC降低摩擦系数,从而优化活塞环径向压力分布来达到改善活塞环外圆和气缸缸壁的贴合能力,提高活塞环与气缸壁的密封性和顺应性,最终实现降低油耗和排放量的目的。

浅谈往复压缩机活塞环磨损的预防措施

针对装置两台往复压缩机运行过程中频繁出现的活塞环严重磨损情况入手,分析总结出气缸粗糙度超标、注油量不足、活塞环环槽磨损等导致活塞环磨损的几个原因,并采取相应的预防措施,消除隐患,从而有效地解决了压缩机运转周期短的问题。

往复式压缩机支撑环活塞环磨损分析

为解决往复式压缩机一级气缸支撑环、活塞环磨损问题,多方查找问题根源,与同行对标对表,排除了设备安装、备件质量、工艺操作等问题,采取从设备入口安装过滤器净化气体介质;对缸体镜面进行绗磨修复,提高镜面光洁度较少摩擦;调节气缸注油量,保证润滑等多方面措施,提高支撑环、活塞环的使用时间。经过上述的改进,现压缩机一级支撑环、活塞环使用时间均能保证在70 d以上,设备的长周期运行既满足了工艺生产需要,又减少了倒机和维修成本。

活塞环制造过程中自动化上料技术分析

活塞环作为内燃机的关键零部件,其加工质量对内燃机的性能及使用寿命有着重要影响,但活塞环加工工序多、工艺复杂^([1]),自动化生产难度较大,因此,本文聚焦活塞环的自动化生产,通过介绍一些先进的活塞环上料装置案例,实现了活塞环生产过程的高度自动化,并介绍了一些机械及自动化装置在活塞环加工过程中的巧妙应用,通过这些自动化生产方式的应用,提高了活塞环的生产效率、保证了产品质量、降低了活塞环生产成本。同时,本文也展望了未来自动化技术在活塞环生产过程中的应用前景。

汽车发动机活塞环和缸套表面纹理优化设计研究

随着汽车工业的快速发展和节能环保要求的不断提高,降低发动机运行过程中的能量损失对于提高其整体效率具有重要意义。作为发动机的关键摩擦副,活塞环和缸套表面的摩擦损失占据发动机总损失的较大比例。表面纹理技术作为一种有效的润滑方式,被广泛应用于改善活塞环和缸套表面的润滑状态。然而,当前一些汽车发动机活塞环和缸套表面纹理设计存在深度、宽度、形状、分布等参数不合理的问题,难以达到良好的减摩抗磨效果。该文分析汽车发动机活塞环和缸套表面纹理重要性,探讨活塞环和缸套表面纹理存在的问题,提出表面纹理优化设计策略,以提高发动机整体运行效率。

DW-107/7-X型活塞压缩机活塞环磨损过快的原因及处理措施

对DW-107/7-X型压缩机在日常运行中出现的活塞环磨损过快问题进行分析,提出相应的解决措施,并对比改造前后的设备运行状况。经现场试运行可知,改造后的活塞环使用寿命达到预期目标,有效减少了易损件及人工成本的投入。

基于缸套失圆的活塞环结构参数对密封与摩擦性能的影响研究

以某非道路高压共轨柴油机为研究对象,采用仿真和测试相结合的方法,建立了整机耦合装配模型与活塞环组动力学模型,研究了干式缸套的失圆变形。在考虑缸套失圆变形的基础上,研究了活塞环结构参数对窜气量、机油消耗量和摩擦损失的影响,并通过正交设计方法进行了活塞环径向弹力、开口间隙和侧向间隙对窜气量、机油消耗和摩擦损失的影响研究。研究结果表明,活塞环结构参数中,二环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对窜气量的影响最大,油环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对机油消耗量的影响最大,油环径向弹力、油环开口间隙和油环侧向间隙对摩擦损失的影响最大。