发动机活塞裙部与中凸靠模板型线设计计算方法

重点介绍了计算活塞裙部型线方程,给出了从图纸到中凸靠模板曲线板型线设计的方法.     

中凸活塞裙部尺寸自动测量系统的研制

论述了中凸变椭活塞裙部尺寸自动测量装置的结构设计及测试结果分析。为研究中凸变椭活塞加工系统的辨识提供了一种有力的手段。     

汽油机活塞二阶运动分析及优化设计

为了降低活塞二阶运动并寻求优化措施,综合考虑裙部润滑摩擦状况、活塞体径向刚度、活塞体及缸套热态型面影响,建立某汽油机活塞组件动力学模型,采用数值仿真方法进行分析研究.从换向平稳性、运动平稳性、活塞敲击能和摩擦损耗4个方面对活塞二阶运动计算结果进行评价.分析在多种工况下（1 200、4 200、6 000 r/min）活塞裙部型线、配缸间隙和活塞销偏置对活塞二阶运动的影响,以敲击能和摩擦损耗为主要评价标准,提出相应的优化思路.结果表明：优化后的裙部型线使活塞的径向位移和角位移有一定幅度减小,径向位移最大值在3种工况下分别降低了22.2%、19.8%、21.2%,角位移最大值降低了12.9%、13.3%、23.6%;活塞对缸套的动态敲击力在优化后也有明显降低,为活塞整体优化提供可靠依据.     

可降低发热散发性的整体式钢活塞

据报道，美国的Karl Schmidt Unisia公司开发出整体式全钢质活塞，取名Spinteks活塞，可用于中型和重型柴油机系统。这种Spinteks活塞具有几个优点：一是采用了有限元分析设计，降低了结构重量；二是采用了宽口的定位好的冷却槽，减少了活塞发热和热散发；三是优化了活塞裙部长度，改进了热特性和降低了线性气陷现象；四是整体锻造成型，消除了潜在的上端与下裙部的分离。     

带有凹槽结构活塞裙部的正交试验

针对发动机活塞失效形式,结合活塞工作过程中所受应力的非均匀分布,以XL-2V型发动机为试验对象,将均匀排布的减阻耐磨型凹槽、凹坑结构优化变形为非均匀排布形式应用于活塞裙部.为了保证凹槽和通孔卸载活塞环槽集中应力作用的实现,同时使凹槽和通孔不影响活塞裙刚度以加大活塞裙底部变形,在发动机活塞裙部表面以环形形式逐行加工出变深度、变宽度、变间距的宏观凹槽及通孔形态,且槽深、槽宽、槽间距距离活塞顶部越近尺寸越大.运用正交试验方法制定了9种试验方案,选取3因素分别为孔槽分布类型、凹槽深度和凹槽宽度.搭建发动机冷试验台架,对9种凹槽形活塞和标准活塞进行对比试验,以磨损量和功率损耗率为试验结果指标.试验结果表明:凹槽形活塞磨损量平均减少35%、功率最大提高1%;凹槽形分布较其他2种分布类型减阻、耐磨效果更佳;较小的凹槽深宽设计更有助于保证活塞刚度、延长活塞寿命.     

基于贝壳表面形态的内燃机活塞仿生设计

内燃机活塞-缸套系统摩擦减小对节能减排产生巨大影响。以LX-2V型汽车内燃机为试验母体。将贝壳表面的减阻、耐磨条纹形态应用于内燃机中的主要摩擦副—活塞裙部上。制定三水平三因素正交实验方案。在裙部最恶劣工况下,对标准活塞和9个仿生活塞模型进行有限元接触分析,得出三个最典型试验指标,并将其对比研究。采用极差分析法进行试验优化设计。最后,选取标准活塞、最优性能仿生活塞、最优组合活塞,进行内燃机耐久性台架试验。结果表明:仿生活塞在卸载活塞回油孔集中应力和减阻、耐磨性能均高于标准活塞;仿生活塞平均磨损量较标准活塞减小了42.9%;仿生活塞平均气缸压力变化率较标准活塞平稳性提高了50.2%。     

异型活塞裙部型面插值系统设计

为了获得异型活塞的复杂型面,给出了拟合离散点的两种算法,采用阿克玛(Akima)算法拟合得到活塞的纵向型线,对活塞的纵向型线按轴向等距离插值;对活塞的横向截面型线采用周期样条曲线拟合,按周向等角度插值;根据所提算法采用VC++设计开发了异型活塞插值系统。程序运行实验证实,本系统软件的界面友好、使用方便、插值精度较高,可满足各种型号活塞群部型面的插值要求,为活塞的数控加工提供足够的加工数据。     

表面凹坑对活塞-缸套摩擦生热过程的影响

针对表面规则凹坑可以改善活塞-缸套摩擦副的热效应这一物理现象,建立了热应力耦合的有限元模型。对该模型进行接触非线性分析,求得接触力,从而得到摩擦力所做的功,将功转化为热能作为表面热流输入到温度场控制方程中,实现了应力场与温度场的耦合。仿真结果表明:相对于光滑活塞,加工有凹坑的活塞表面虽然在局部存在较高的温度点,但整体上实现了温度的均匀分布,而光滑裙部表面的温度分布集中使导热较差是引起光滑裙部局部磨损的主要原因之一。凹坑可使裙部热量分散,不易引起磨损以及高温黏着现象,从而提高裙部表面的耐磨性,延长活塞的使用寿命。     

活塞裙部曲面成型机构的研究

本文讨论了内燃机活塞裙部截面廓线变化的规律，提出了切削活塞裙部曲面的机构。分析了机构的运动规律，解决了避免机构“急回”运动出现的方法。建立了机构产生误差的计算公式。     

缸套振动求解及其对活塞裙润滑性能影响分析

摘 要：建立了考虑缸套振动的活塞动力学和混合润滑耦合模型,并使用Broyden算法对缸套振动特性进行了求解。在综合考虑活塞裙部及缸套的表面粗糙度、弹性变形、接触等因素对活塞裙部润滑性能影响的基础上,使用Broyden算法求解缸套振动特性,并研究了缸套振动对活塞二阶运动、活塞裙部润滑性能的影响。结果表明：做功冲程缸套的振动位移以及加速度最大,且随着转速的增加,位移响应幅值增大;与不计缸套振动相比,计入缸套振动的活塞二阶运动速度出现剧烈振荡,局部油膜压力幅值以及最小油膜厚度会明显波动,平均摩擦功耗增加。     

发动机活塞 CAD 系统研究

目的　发动机活塞 CAD系统的研制 ,可以方便快捷地对发动机活塞进行设计、分析和绘图 .方法采用现代 CAD技术与传统活塞设计相结合的方法 .结果　研制的发动机活塞 CAD系统具有活塞及其附件的参数化设计、有限元分析、结构优化设计、二维工程图自动绘制等功能 .结论　该系统对活塞的工程设计及改型具有一定的指导意义     

表面织构对发动机活塞/缸套摩擦性能的影响

为探讨表面织构对发动机活塞/缸套之间的摩擦特性的影响,利用微细电解加工技术在真实的活塞裙部表面制作了4种不同直径,5种不同深度的微米级表面织构;为模拟发动机的运动状态,研制了往复式摩擦磨损试验机,以活塞裙部片段为上试样,缸套片段为下试样,分别在4种不同载荷和转速条件下,对活塞/缸套摩擦性能进行了评价.研究表明,表面织构在活塞/缸套的摩擦过程中表现出了很好的减摩效果,直径250 μm、深度5 μm的表面织构在载荷200 N,转速200 r/min的条件下比没有织构的试样降低摩擦37.8%;磨损试验表明该种表面织构也可以起到较为明显的减磨作用.     

Theoretical Analysis of Noise of Piston Knocking Cylinder Wall in Automotive Engines

Based on the loading conditions of engine, applying difference method to solve the hydrodynamic lubrication equation of piston skirt movement, the force acting on piston skirt and the moment on wrist pin were obtained. A computer program for simulating the piston second order motion was conducted to calculate the lateral motion of the upper part and the bottom part of piston skirts of the engine of automotive model CA1091. From the simulated result, the maximal impacting phase and the maximal impacting region of the piston were obtained. The result can be used for designing engine, diagnosing the noise of piston knocking cylinder wall and explaining many practical fault phenomena in theory.     

活塞裙部等曲面和变曲面成型机构的研究

本文提出了，用对心曲柄滑块机构和其它机构串联组成八杆机构，该机构能成型活塞裙部等截面曲线。当把该八杆机构变成九杆机构时，该九杆机构可以成型活塞变截面曲线。本文还分析了机构切削工件误差。     

基于AHP的MHCPE总体性能评价

针对机械-液压约束活塞发动机的总体性能评价,本文基于层次分析理论,结合机械-液压约束活塞发动机的结构和工作原理,分析确立了影响其总体性能的各分性能及其评价参数,建立了关于机械-液压约束活塞发动机总体性能评价的分层递阶结构模型,同时在yaahp软件平台下进行计算,求得了各评价参数的相对总排序权重值,并对发动机的总体性能通过计算进行综合评价。评价结果表明,发动机总体性能评价的最后分值为7.85,总体性能一般。实际表现在单杠发动机样机的整机高度超出传统发动机约2个活塞行程,外廓尺寸较大,不利于搭载,限制了其适用范围,同时,样机实验过程中,液压泵的容积效率低,机械能向液压能的转换效率低,说明机械结构和液压配流系统有待进一步改进和完善。该研究为机械结构改进和性能优化提供了理论依据。     

汽车发动机活塞受力有限元分析

作为发动机重要零部件的活塞,经常受到多种载荷的作用,对其进行强度、结构和使用材料等分析有着非常重要的意义。本文通过对活塞受力分析,建模与网络划分,选取最大压力工况下,进行载荷、边界条件以及预紧力的施加,利用ansys的计算模块对模型进行计算,并通过ansys的后处理器将结果以应力分布云图和位移变化云图的形式显示出来。并在此基础上对活塞进行结构、力学分析,找到模型中所受应力最大节点的相关数据。根据结果分析,提出在结构和材料上的改进方案,为活塞的结构分析与设计提供重要参考依据。