发动机活塞销孔偏心对摩擦磨损影响的研究

对不同发动机运转工况及不同销孔偏心进行了发动机试验和活塞动力学模拟对比研究。研究结果表明:柴油机活塞接触压力对偏心量的敏感程度要高于汽油机活塞,小偏心量往往会产生较大的裙部接触压力,而随着偏心量增大,裙部最大接触压力会逐渐减小,但当偏心量增大到一定程度后,裙部最大接触压力反而会有增大趋势;活塞主推力面累积磨损载荷增长主要发生在做功行程前半段,在排气和进气行程几乎没有增加,次推力面累积磨损载荷增长则主要发生在排气行程中间时刻,在进气行程几乎没有增加。销孔中心改变导致活塞质心位置发生了改变,引起了相关性能改变,通过对某汽油机活塞销孔偏心进行优化,活塞裙部主推力侧磨损载荷由27.46MW/m^2变为1.12MW/m^2,降低了近25倍,解决了活塞裙部磨损问题。模拟结果与试验结果十分吻合。

活塞销孔偏置对活塞裙部磨损的影响

基于活塞温度场、热变形、缸套变形等参数建立某柴油机活塞组件数值模拟分析模型,研究活塞销孔偏置对活塞敲击摆动及裙部磨损的影响。结果表明:活塞销孔向主推力侧偏置时,随着偏置距离的增加,最大活塞摆角增大;活塞裙部最大接触压力和最大磨损载荷均出现增大的趋势;销孔偏置为0时最大接触压力最小,为15.45 MPa,销孔向主推力侧偏置0.3 mm时最大磨损载荷最小,为31.4 kW/m ^(2);随着活塞销孔偏置由次推力侧过渡到主推力侧,最大接触压力和最大磨损载荷位置呈现由主推力侧向次推力侧过渡的趋势。

某汽油发动机活塞头部烧蚀的分析

对某型号汽油发动机活塞头部烧蚀问题进行了分析,采用鱼刺图分析工具分析了失效原因,应用活塞仿真分析软件进行了计算,发现活塞运行状况及受力异常。进而通过优化活塞型线及活塞销孔偏心设计,改善活塞运动状况及受力情况,最终解决了活塞头部烧蚀问题。此优化设计方法为活塞设计开发提供了参考。