考虑时变效应的织构缸套润滑性能分析及试验研究

内燃机缸孔内的时变效应和气压变化对活塞环受力影响不可忽略,而织构形貌参数对发动机油耗性能的影响也有待深入研究。为此,构建考虑时变效应和缸内气体压力变化的织构化缸套-活塞环摩擦副的流体动压润滑模型,采用多重网格法求解模型获得润滑油膜压力分布规律,进而获得缸套-活塞环间的最小油膜厚度和摩擦力,并针对装配织构缸套的发动机开展台架试验。计算结果表明:缸内气体压力变化影响活塞环径向受力,时变效应使缸套-活塞环受挤压效应的影响;织构化缸套能够增加润滑油膜厚度、减少摩擦力,当微凹坑深度为4~7μm,织构面积密度较小如为5%、10%时,能够获得较佳的最小油膜厚度与摩擦力值。台架试验表明,与原发动机相比,装配织构缸套的发动机油耗性能明显改善,在中高转速下燃油耗降幅较为显著,油耗最大下降14.5%,而24 h机油耗减少26.48%。

汽缸套自生颗粒增强Al-Si-Mg复合材料的制备与台架实验研究

观察并研究离心铸造自生颗粒增强Al-Si-Mg复合材料600 cc发动机铝合金缸套铸件沿径向方向的微观组织特征,检测铸件的硬度及耐磨性能;对铝合金缸套内表面腐蚀处理后进行台架实验。结果表明：Al-Si-Mg复合材料铸件内层偏聚了大量的自生初晶Si/Mg2Si颗粒,体积分数达27.6%,初晶颗粒体积分数较大的区域其硬度值也较高,铝合金缸套内层增强层的体积磨损量低于摩托车用铸铁缸套;低压铸造时,需在铝合金缸体内孔装填耐火棉,以保证铸件充型完整且不发生跑火现象,铸造成型缸体与缸套之间获得良好的冶金结合效果;台架实验测得600 cc铝合金缸体发动机的输出功率最大达22.66 k W,转矩最大达44.37 N·m,达到设计要求。

内燃机气缸内孔分区异化激光微织构技术研究

根据气缸内孔不同区域的磨损特征,对缸套内壁进行分区并设计三种缸套内壁激光微织构方案。通过工艺试验确定激光微织构加工参数,并对缸套进行实际激光微织构加工,研究了气缸内孔分区异化激光表面微织构技术(laser surface micro-texturing,LST)对内燃机综合性能的影响。发动机台架性能试验表明:与原机相比,配装三种激光微织构缸套的柴油机燃油消耗率均有不同程度降低,机油消耗率最大降幅达45.5%。研究结果表明:采用缸套上止点区与裙部主接触区复合微织构方案可显著提高柴油机的综合性能。

离心铸造自生颗粒增强Al-22Si-6Mg复合材料气缸套的制备及性能检测

采用离心铸造工艺制备自生硬质颗粒增强Al-22Si-6Mg复合材料筒状铸件,对铝合金缸套进行高压铸造,获得全铝发动机缸体。研究了铸件沿径向方向的微观组织特征,检测了铸件的耐磨性能。对缸体进行台架试验并进行铝合金缸体传热性能的理论计算。结果表明。

某湿式气缸套崩缸失效原因分析及预防措施

本文针对某双缸发动机进行台架试验过程中,当发现排气系统冒出大量的烟雾,立即停止试验,将发动机拆装后发现其中一只缸套上出现纵向裂纹即发生崩缸失效,随即对其产生原因进行了调查分析并制定了相应的预防措施。

发动机气缸套渗陶试验

通过等离子喷涂技术在发动机气缸套表面喷涂一层高强度高硬度陶瓷复合涂层,研究复合涂层制备过程中的气缸表面质量。测试结果表明,在此工艺下制备的陶瓷涂层约为577 HV,是原有基体材料铸铁(331 HV)的1.74倍多。耐腐蚀实验中,未渗陶缸套比渗陶缸套表面多损耗333 mg。陶瓷涂层的硬度和耐腐蚀性相较于基材都得到较大提高。渗陶气缸套与不同活塞环配合其磨损性能优于现生产的气缸套。台架试验结果表明该渗陶气缸套节省机油效果明显,满足设计和使用要求。

重型车辆柴油机气缸当量漏气面积检测模型研究

针对非拆解状态下重型车辆柴油机压缩过程缸内漏气状况难以定量检测的问题,建立柴油机缸套-活塞环漏气过程的双环几何简化模型。通过分析压缩行程中缸内气体的流量与压力变化,推导活塞环当量漏气面积的数学表达式。分析缸套-活塞环热变形对漏气面积的影响,建立缸套-活塞环的当量漏气面积检测模型。利用柴油机保险期试验的拆解检测数据验证模型的准确性。结果表明:当量漏气面积计算结果与柴油机缸套磨损状况一致,与柴油机工况相关性较低,该模型能够较为准确地反映柴油机当前的漏气状况。

基于活塞—缸套组件的振动减摩可行性研究

深入进行活塞-缸套组件的减摩研究,对于提高和改善内燃机机械效率与整机性能具有重要意义。为了研究振动减摩在活塞-缸套组件上的可行性,通过引入缸套表面振动变形,构建了活塞-缸套组件的改进润滑模型,对附加振动引起的缸套减摩现象进行了仿真分析,并基于摩擦测量试验机和高频激振设备搭建了内燃机摩擦测量试验台架,对不同超声激振工况下活塞-缸套组件的减摩情况进行了试验研究。研究结果表明:施加参数合理的超声激振能够有效降低活塞-缸套组件间摩擦力。