轻型柴油机活塞典型失效的分析研究

发布时间：2021-12-12 01:23

　　轻型柴油机在车辆、轮船、农业机械等领域得到广泛的运用,作为柴油机的关键零部件,活塞的工作条件很恶劣——高温、高速、高压、且润滑不良,其直接与高温气体接触,燃烧室内的爆压可达到18-20MPa、表面温度接近400℃,且温度分布很不均匀。工作过程中活塞承受顶部压力、侧压力。其在气缸内以8-12m/s的速度做往复运动,速度及加速度时刻变化,由此产生很大的惯性力,活塞则因此受到很大的负载。某项目研发过程中,出现多起发动机失效（窜气量大、“哒哒声”）,通过检测缸压、内窥镜查看等手段,初步确认缸内存在活塞头部出现裂纹、顶部烧熔等现象,拆解后发现活塞出现失效、融顶等现象。项目组对此问题高度重视、特成立专题项目组解决该问题。本次研究的特点在于:针对不同里程、不同运行工况的轻型柴油机活塞的不同失效模式,专题项目组分别从活塞、冷却系统、标定等子系统进行分析,找到导致活塞失效的可能原因——活塞本身设计裕度不足、活塞冷却喷管质量问题、活塞燃烧室喉口氧化皮夹杂、实际爆压偏高,对铸造缺陷、台架边界、活塞本身安全裕度、装配控制等方面进行排查及优化设计,最终解决工程实际问题——发动机成功通过1000h耐久试验验证。对... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

活塞组件动力学模型

3态轮廓线图。图1.2 活塞承压面冷态轮廓线图图 1.3 活塞（左）及缸套（右）热态轮廓线图轻型柴油机的发动机可靠性试验，包含很多零部件专项试验。一般活塞专项试验包含：活塞热循环试验 验证活塞在温度变化的周期性工况下，活塞的可靠性；热伸长试验 验证活塞随着高压共轨、涡轮增压、缸内直喷等技术不断应用，所带来的活塞伸长量、设计值裕度能否涵盖试验实测值；活塞开裂试验 主要针对燃烧室喉口部位、销座孔部位、及部分环槽部位的强度能否达到设计值。其它零部件专项试验包括：排气歧管开裂试验 由于部分排气歧管匹配增压器，这就增加了排气歧管断裂的风险，通过该试验可以验证排气歧管强度、尤其是两个相邻排气通道结合处是否存在应力集中，以及高爆压情

旋转惯量不均匀性；b.认为这套模型中的连杆、曲轴都是刚性的；c.仅考虑在主、副承压面构成的平面中，活塞的运动。采用温度场试验结果，并用插值法对未测量区域进行反推，初步得到图1.2活塞冷态轮廓线图，以及图1.3活塞及缸套热

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]大功率柴油机活塞设计与评价[D]. 盖少磊.山东大学 2018
[2]4G20汽车发动机关键零件力学分析[D]. 王福洋.沈阳建筑大学 2017



本文编号：3535743