机车柴油机活塞的技术发展与创新

简要介绍了我国机车柴油机活塞技术开发体系,即以活塞加速寿命试验技术、组合活塞仿真分析技术、活塞环槽抗磨损试验技术和组合活塞失效模式及失效原因分析技术等为核心的活塞技术开发体系,并扼要介绍了这些技术的实际应用。根据我国引进内燃机车及其先进技术消化、吸收、再创新的要求,针对引进机车柴油机活塞的特点和中速柴油机活塞发展趋势,提出机车柴油机活塞创新技术路线,并简要介绍目前的一些实践。     

柴油机活塞头部断裂失效分析

活塞的失效原因复杂多样,有活塞本身的原因也有柴油机的使用因素。分析活塞失效的目的就是找出引起失效的根本原因,找到解决的办法。本文针对某柴油机活塞失效的实例进行了客观具体的分析。首先对拆机现场的情况和活塞失效的具体情况进行了描述,然后结合活塞头部断裂失效的机理,从活塞本身的原因和柴油机的使用因素两个方面进行了分析,最终判定活塞头部断裂失效的根本原因,并给出改进建议。     

烧重油柴油机的组合式活塞设计

前言目前,对船用的和固定式的烧重油的四冲程柴油机中一般使用的整体活塞来说,轻合金活塞材料的使用极限比二十年前更加突出了。特别是承受高压、热负荷较大的情况下,这些材料的限制尤为明显。况且,不可能避免由固体燃烧残渣造成的在端环槽背的机械磨损。为了克服上述制约,人们研制了组合活塞.不同材料有利的性能与最适合临界负荷区域使用的材料相结合。对用于烧重油发动机中的活塞来说,由一个锻造的钢顶部和一个锻造的轻合金裙部所组成的组合活塞设计已成为世界范围的主导设计。 然而,为了在将来能成功地应用,组合活塞设计仍需改进以满足烧重油的柴油机对它     

柴油机活塞铸铁镶圈粘接分离问题研究

本文总结了Cummins公司在铸铁镶圈活塞粘结失效方面的经验。柴油机活塞铸铁环座的设计及粘结层影响到活塞的可靠性，断续的冷态裂缝缺陷渗透到Alfin粘结层被确认为是活塞粘结分离失效的原因，基于有限元分析与实验提出了环座设计的参数。利用超声波探伤进行严格的检测可以减少部件中的缺陷。     

某型柴油机连杆断裂故障原因分析

简述了某型船用柴油机连杆断裂故障原因的分析过程。结合拆检情况和柴油机修理记录及运行数据,从外来水"液击"造成连杆弯曲,材料疲劳断裂或应力集中,维修时存在装配缺陷等方面分析可能的故障发生原因。分析结果表明:材料疲劳断裂或维修时装配缺陷是造成连杆下端盖断裂,引起其它部件二次损坏的原因。     

浅析ECK2150A数控活塞变椭圆车床的创新

根据船用柴油机变椭圆活塞加工的工艺特点,开发一种专用于大功率船用柴油机变椭圆活塞加工的数控车床ECK2150A,关键执行部件直线伺服电机频响超过465HZ/-3dB,加工尺寸稳定性变化小于0.015mm,能够满足X2/a+Y2/b=1等变椭圆异形截面的加工.系统阐述了该车床在机床整体布局,高频响高精度直线伺服系统,活塞数据处理软件和直线伺服电机控制卡方面的创新.     

高强化柴油机铝活塞销孔失效分析

针对某缸径为135 mm的高强化柴油机铝活塞销孔出现的异常磨损和开裂现象,综合分析活塞尺寸和探伤检测结果及材料检测结果等,结合活塞销孔失效机理,判定显微缩松是导致此次活塞销孔失效的根本原因,并对活塞铸造工艺进行优化改进。对优化后的活塞进行可靠性试验和小批量生产验证,活塞销孔没有出现失效故障,改进方案有效。     

柴油机凸轮副接触疲劳失效分析

针对某型船用柴油机配气凸轮机构凸轮副接触疲劳失效,从生产、加工质量着手,采用化学成分及机械性能分析、硬度检测、电镜扫描等手段排查材料是否存在缺陷;基于设计仿真分析凸轮滚轮的接触应力以及影响因素。结果表明:挺柱体导向块间隙过大,改变了凸轮与滚轮的接触状态,使其接触应力超过材料的疲劳极限是导致凸轮副疲劳失效的根本原因。     

某船用大功率柴油机拉缸故障分析

针对某船用大功率柴油机运行过程中的拉缸故障进行拆检分析和有限元仿真研究.分析与研究结果表明:润滑油喷嘴堵塞影响了活塞热量散发和气缸套有效润滑,在高负荷下加速了零件磨损,进而导致拉缸故障.不同负荷下,活塞、气缸套和活塞环均向外部膨胀,活塞与气缸套间存在足够的热膨胀余量;而活塞环与气缸套间将出现过盈配合,在高负荷和润滑失效的情况下将导致拉缸故障.     

薄壁油冷活塞三维有限元计算及强度分析

采用三维有限元法对某新设计的船用柴油机的整体薄壁球墨铸铁活塞的变形和应力场进行了计算并在此基础上对该活塞的疲劳强度和热变形进行了校核，同时还对这种薄壁油冷活塞的变形和应力分布特点进行了分析，由此得出了具有参考价值的设计要点。     

关于12V PA6-280型柴油机连杆瓦故障分析及改进措施

针对某船的12V PA6-280型柴油机在使用过程中出现的连杆瓦碎裂、活塞拉缸、活塞顶群分离、曲轴出现裂纹等故障,在分析故障发生前柴油机使用和保养情况的基础上,对可能引起故障的原因进行了逐一排查.排查结果表明:轴瓦减磨层钢背存在微裂纹,且连杆瓦瓦背与连杆大端孔贴合不紧密,在使用过程中产生微动磨损和疲劳破坏,最终导致瓦背断裂.据此提出了相关维修保养建议.     

基于传热系数反求法的船用柴油机组合活塞热分析

建立了柴油机组合活塞的2D有限元模型,并利用传热系数反求法对该模型进行热分析。在仿真分析中,将活塞头部外表面传热系数定义为设计参数,实测温度与仿真温度的差值定义为目标函数。通过仿真计算得到了活塞头部外表面传热系数的分布,并利用反求法得到的传热系数对有限元模型进行热分析,仿真结果与实测温度吻合;传热系数反求法收敛迅速,可以有效用于活塞及其他内燃机零部件的温度分布和热负荷分析。     

船用柴油机活塞环状态监测方法综述

介绍了柴油机活塞环状态监测的几种主要研究方法,分析比较了这些方法的特点,认为利用磁传感器监测大功率船用柴油机活塞环磨损更具有工程应用价值。     

某船用柴油机活塞件疲劳寿命预测及损伤演化分析

针对船用柴油机活塞在运行实际工况下出现活塞烧顶、活塞顶开裂等问题，本文运用有限元软件对船用柴油机活塞进行热机耦合仿真，模拟在周期性爆发压力、惯性力、热应力耦合作用下的活塞受力情况。利用Miner准则对其进行疲劳寿命预测，采用Aeran理论对活塞机械负荷、热负荷以及热机耦合三种边界条件下进行损伤演化分析，建立了活塞不同载荷条件下的加速寿命模型，确定了活塞循环次数与其损伤演化之间的关系。     

活塞环铬陶瓷复合镀层参数匹配优化研究

针对某型柴油机运行中发生的拉缸故障的分析显示:国产活塞环工作面铬陶瓷复合镀层中陶瓷颗粒大小、含量及表面粗糙度等参数不合理是造成拉缸故障的主要原因。对上述镀层参数开展了优化匹配研究,并进行平台试验及柴油机试验验证。平台试验结果显示:优化后的活塞环其抗拉缸性能显著提高;柴油机运行200 h试验结果显示:活塞环无明显磨损,气缸套珩磨网纹清晰、完整。表明:优化后的活塞环镀层参数匹配合理,优化后的活塞环可满足该型柴油机的使用要求。     

中速柴油机气缸套—活塞环在航磨合的方法探究

介绍了船用中速主柴油机的气缸套-活塞环磨合运转的程序,分析了提高磨合质量的措施,提出了将气缸磨合运转的程序与柴油机检修试验及船舶初期营运合理配载相结合的具体方法,在保证柴油机可靠、经济、安全工作的前提下,提高船舶的经济效益。     

某船柴油机拉缸故障诊断与分析

针对某船在海试过程中出现的主机拉缸故障开展故障原因分析.分析了柴油机的实际应用情况;并对受损部件,包括活塞组件、缸套等开展相关检测,最终确定导致该柴油机拉缸故障的原因为活塞销滑油泄漏.     

重型车用柴油机活塞销孔可靠性分析

活塞销孔/活塞销是发动机上工作条件最恶劣的摩擦副之一,随着柴油机的强化程度的不断提高,对活塞销孔/销座的可靠性要求也不断提高。本文通过介绍活塞销孔/销座的结构形式及活塞在柴油机中工作时的状态、失效形式及试验验证方法,从而揭示了影响活塞销孔承载能力的各种因素。