輕型柴油機(jī)在車輛、輪船、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用,作為柴油機(jī)的關(guān)鍵零部件,活塞的工作條件很惡劣——高溫、高速、高壓、且潤滑不良,其直接與高溫氣體接觸,燃燒室內(nèi)的爆壓可達(dá)到18-20MPa、表面溫度接近400℃,且溫度分布很不均勻。工作過程中活塞承受頂部壓力、側(cè)壓力。其在氣缸內(nèi)以8-12m/s的速度做往復(fù)運(yùn)動,速度及加速度時(shí)刻變化,由此產(chǎn)生很大的慣性力,活塞則因此受到很大的負(fù)載。某項(xiàng)目研發(fā)過程中,出現(xiàn)多起發(fā)動機(jī)失效（竄氣量大、“噠噠聲”）,通過檢測缸壓、內(nèi)窺鏡查看等手段,初步確認(rèn)缸內(nèi)存在活塞頭部出現(xiàn)裂紋、頂部燒熔等現(xiàn)象,拆解后發(fā)現(xiàn)活塞出現(xiàn)失效、融頂?shù)痊F(xiàn)象。項(xiàng)目組對此問題高度重視、特成立專題項(xiàng)目組解決該問題。本次研究的特點(diǎn)在于:針對不同里程、不同運(yùn)行工況的輕型柴油機(jī)活塞的不同失效模式,專題項(xiàng)目組分別從活塞、冷卻系統(tǒng)、標(biāo)定等子系統(tǒng)進(jìn)行分析,找到導(dǎo)致活塞失效的可能原因——活塞本身設(shè)計(jì)裕度不足、活塞冷卻噴管質(zhì)量問題、活塞燃燒室喉口氧化皮夾雜、實(shí)際爆壓偏高,對鑄造缺陷、臺架邊界、活塞本身安全裕度、裝配控制等方面進(jìn)行排查及優(yōu)化設(shè)計(jì),最終解決工程實(shí)際問題——發(fā)動機(jī)成功通過1000h耐久試驗(yàn)驗(yàn)證。對... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

活塞組件動力學(xué)模型

3態(tài)輪廓線圖。圖1.2 活塞承壓面冷態(tài)輪廓線圖圖 1.3 活塞（左）及缸套（右）熱態(tài)輪廓線圖輕型柴油機(jī)的發(fā)動機(jī)可靠性試驗(yàn)，包含很多零部件專項(xiàng)試驗(yàn)。一般活塞專項(xiàng)試驗(yàn)包含：活塞熱循環(huán)試驗(yàn) 驗(yàn)證活塞在溫度變化的周期性工況下，活塞的可靠性；熱伸長試驗(yàn) 驗(yàn)證活塞隨著高壓共軌、渦輪增壓、缸內(nèi)直噴等技術(shù)不斷應(yīng)用，所帶來的活塞伸長量、設(shè)計(jì)值裕度能否涵蓋試驗(yàn)實(shí)測值；活塞開裂試驗(yàn) 主要針對燃燒室喉口部位、銷座孔部位、及部分環(huán)槽部位的強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)值。其它零部件專項(xiàng)試驗(yàn)包括：排氣歧管開裂試驗(yàn) 由于部分排氣歧管匹配增壓器，這就增加了排氣歧管斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，通過該試驗(yàn)可以驗(yàn)證排氣歧管強(qiáng)度、尤其是兩個(gè)相鄰排氣通道結(jié)合處是否存在應(yīng)力集中，以及高爆壓情

旋轉(zhuǎn)慣量不均勻性；b.認(rèn)為這套模型中的連桿、曲軸都是剛性的；c.僅考慮在主、副承壓面構(gòu)成的平面中，活塞的運(yùn)動。采用溫度場試驗(yàn)結(jié)果，并用插值法對未測量區(qū)域進(jìn)行反推，初步得到圖1.2活塞冷態(tài)輪廓線圖，以及圖1.3活塞及缸套熱

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柴油機(jī)活塞頭部斷裂失效分析[J]. 王星全,吳義民,王志龍,王占宜,王峰.  內(nèi)燃機(jī)與動力裝置. 2018(01)
[2]淺談發(fā)動機(jī)活塞的失效模式[J]. 趙世來,孫秀毅,張治國.  汽車實(shí)用技術(shù). 2017(20)
[3]硼酸鋁晶須增強(qiáng)鋁硅基復(fù)合材料活塞燒蝕研究[J]. 秦朝舉,張衛(wèi)正,原彥鵬,宋立業(yè).  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]某柴油機(jī)活塞裙開裂失效分析[J]. 閆富華,王輝,于彥峰,趙彥斌,薛靜,齊麗娜.  熱加工工藝. 2017(15)
[5]汽車柴油機(jī)耐久試驗(yàn)方法與活塞典型失效模式淺析[J]. 李忠.  汽車零部件. 2017(07)
[6]某柴油機(jī)活塞熱負(fù)荷分析[J]. 劉猛,宋希庚,王洪峰,殷玉龍.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2017(03)
[7]DY160FMK發(fā)動機(jī)活塞裂縫形成原因分析及優(yōu)化[J]. 陳獻(xiàn)昌,李森,陳靜,周傳珂.  摩托車技術(shù). 2017(02)
[8]大功率柴油機(jī)活塞連桿組機(jī)械損失分析[J]. 張利敏,高峰,李京,張忠偉,劉玉婷,吳永興.  車用發(fā)動機(jī). 2016(06)
[9]活塞冷卻噴嘴失效引發(fā)的發(fā)動機(jī)故障核心探索和分析[J]. 薛小軍.  世界有色金屬. 2016(07)
[10]發(fā)動機(jī)活塞銷孔偏心對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)

碩士論文
[1]大功率柴油機(jī)活塞設(shè)計(jì)與評價(jià)[D]. 蓋少磊.山東大學(xué) 2018
[2]4G20汽車發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零件力學(xué)分析[D]. 王福洋.沈陽建筑大學(xué) 2017



本文編號：3535743