浅谈排除发动机活塞敲缸响故障的体会

本文主要介绍汽车发动机出现活塞敲缸响故障,后经拆检分析发现,活塞敲缸响是由某缸活塞磨损过大与气缸壁间隙过大所致。     

用可靠性技术确定发动机最佳大修周期

发动机气缸和活塞间隙是确定大修周期的重要依据,气缸磨损量与发动机工作时间或车辆行驶里程之间存在一定规律,本文通过探索规律,来确定发动机的最佳大修周期。     

发动机拉缸现象原因浅析

我矿是露天煤矿，全矿绝大部分工程机械配有柴油或汽油发动机。在多年的检修、鉴定、维护、保养等工作中，对发动机常见的故障之一，拉缸现象的原因，进行一定的研究和分析，并取得了一定的经验。所谓拉缸，是指气缸壁上沿活塞移动方向，出现一条条深浅不等的沟纹。严重时影响气缸的密封性，必须及时进行修理。在理论上的认识：拉缸是在无外来物的情况下，由于环表面与缸套内表面滑动接触时，在极小的面积上产生很高的温度所致，这一高温会进而引起环与缸壁间熔着，或当所产生的热量散失后，在活塞环上形成碳化物。这种碳化物或熔着物非常坚…     

船舶内燃动力装置—缸熄火时扭转振动特性

内燃动力装置一缸熄火时扭转振动特性,是部分气缸运行下扭转振动问题的最特殊情况,然而,却是最常见和最重要的情况.本文根据可能出现的三种熄火状况进行分析讨论.所谓三种熄火状况,即《第一类型熄火状况》简称“停缸”:当发动机某一气缸运动部件损坏,拆卸活塞连杆机构,采用发动机减缸运行的情况;《第二类型熄火状况》指发动机某一缸由于严重漏气,而使气缸内气体压缩过程建立不起气缸压力的情况,使气缸熄火;《第三类型熄火状况》为发动机某一气缸因供油系统损坏,造成气缸熄火的情况.或者是人为地将一个气缸改为压气机缸的情况.现在分析一缸“熄火”时下述动力装置扭转振动的特性.主机均采用同一型号六缸四冲程中速柴油机.三种熄火状况采用的动力装置如图1所示.它们是:第一种装置形式(简称“装置I”)是柴油机通过高弹性联轴节与推力轴联接的船舶内燃动力装置,当量系统如图1a所示.     

空气不净与机件的早期磨损

我们在拖拉机的使用、修理过程中，发现许多机件（如气门及气门座、活塞及活塞环和气缸套等）的早期磨损，主要是由于进入气缸的空气不净造成的。以致严重影响了发动机的动力性和经济性及使用寿命。1空气不净致使机件早期磨损拖拉机的发动机早期磨损，就使用者来说，主要就是空气过滤不净所致。现在有许多新购置的或大修后的拖拉机在投入工作较短的时间内就出现了活塞与缸壁的间隙过大，活塞环开口间隙超限，气门与气门座严重磨损，气门下沉量超限，特别是进气门及座的磨损更为突出等现象。致使发动机不能正常工作。磨损现象充分表明，发动…     

斯特林发动机气缸内部工质流场特性的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)方法对斯特林发动机气缸内部工质的流场进行了数值模拟.应用FLUENT软件,采用标准的κ-ε模型、使用动网格模拟发动机活塞的往复运动.计算结果表明:发动机气缸内部流场极其复杂,膨胀腔和压缩腔内的速度场、压力场以及温度场随活塞运动动态变化,回热器内温度和速度呈线性分布.该方法为气缸结构的优化设计提供了理论依据.     

内燃机工况对气缸敲击振动的影响探究

为了更深入地了解内燃机工况与敲缸振动的关系,通过建立数学模型和仿真计算验证了内燃机气缸敲击振动峰峰值与发动机转速的非线性关系及与发动机负载的线性关系。内燃机扭矩平衡方程包含了发动机转速、负载和动力扭矩等信息,通过动力扭矩与活塞所受侧推力之间的几何关系将活塞径向加速度引入扭矩平衡方程,以活塞径向加速度在燃烧膨胀冲程上止点处的冲击信号峰峰值来表征敲缸振动的剧烈程度,整理后的数学模型显示加速度振动与内燃机转速为非线性关系、与负载为线性关系,经AVL-EXCITE仿真计算验证了数学模型的正确性。研究结果可以帮助在线监测系统和故障诊断人员根据敲缸振动对转速和负载的敏感性判断是否发生敲缸,为敲缸故障预警提供参考依据。     

新型双作用气浮气缸优化设计及其工况分析

由于普通气缸摩擦力存在时变性和不确定性,故其摩檫力无法准确获取,难以实现气缸高精度的力伺服控制。基于静压气体润滑原理并结合空气轴承结构,构建了一种带有环形卸压槽的新型双作用气浮无摩擦气缸,实现了气缸活塞与缸筒内壁间的非接触无摩擦。该气缸的气浮活塞具有独立供气的特点,解决了传统气浮气缸往复运动过程中两腔气压变化时气浮活塞承载力不够而引起的活塞与缸筒接触产生摩擦的问题。采用Fluent软件仿真分析了偏心量、节流孔径、气膜厚度等因素对气浮活塞径向承载力和耗气量的影响,得出了多种气膜厚度下最优的气浮活塞节流孔径;研究了偏心量、供气压力对此最优节流孔径的影响,发现了其随偏心量增大而减小、随供气压力增大而增大的规律;开展了不同工况下活塞-活塞杆组件在缸筒中非接触无摩擦运动时的受力情况分析,得出了气缸空载工况时最低供气压力以及加载工况时最大外负载力与供气压力的关系式。研究结果可为该气浮活塞外径和节流孔径参数的选取、供气压力的确定提供参考,进而达到不同工况时满足径向承载力要求后的耗气量尽可能少的目的。     

发动机缸头冷却水流场试验研究

为了寻求发动机气缸头冷却水合理的流场分布 ,避免出现流动死区 ,使发动机在一定的冷却水流量下保证气缸头足够的冷却 .配合耐久性试验 ,采用激光多普勒测速仪 ( LDV)对发动机气缸头冷却水流场进行了测量 ,得到了冷却水在平行于缸头与缸体接合面的二维流场 .讨论了不同截面的流场分布规律 .结果表明 ,发动机缸头冷却水流场分布是合理的 ,有利于发动机的冷却     

旋转对置活塞发动机运动学特性研究

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势.旋转对置活塞发动机结构简单,做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍,可以显著提高发动机的理论功率密度,是小型无人机、混合动力系统的理想动力源.文中通过建立数学模型,探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响,分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件.研究结果表明,活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感,当线速度大于平均值时,线速度与偏心率成正比,线速度小于平均值时则成反比;偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积,且使下止点对应的气缸容积增大,进而调节发动机的压缩比;活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积;偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时,压缩比相应的变化范围分别为5.62～12.04和5.01～23.45,当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞.     

内燃机缸套-活塞系统摩擦学与动力学行为耦合分析

建立了内燃机缸套—活塞系统油膜润滑与动力学行为的耦合分析模型，并用数值方法对单缸四冲程内燃机进行了仿真分析。在分析中同时考虑了活塞二阶运动和缸体振动对缸套—活塞间油膜润滑的影响。缸体结构振动响应用有限元法来计算，缸套和活塞间的流体润滑计算通过有限差分法求解平均雷诺方程进行，其中考虑了微凸体接触的作用。在考虑缸套—活塞油膜润滑与缸体结构振动、活塞二阶运动耦合作用的情况下，计算出了缸套—活塞间润滑油膜的最小油膜厚度、摩擦力、摩擦功耗等，同时也分析了活塞二阶运动的变化。通过与不考虑缸体振动时的相应结果对比表明：考虑缸体的结构振动后，缸套—活塞间的摩擦力和摩擦功耗减小，油膜厚度、活塞的二阶运动位移及速度增大。     

柴油机缸内机油消耗量的仿真计算及影响因素分析

为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活塞环闭口间隙及各道活塞环切向弹力对机油消耗的4种模式的影响规律.结果表明,缸壁蒸发量主要由发动机运行工况决定;第2道环闭口间隙的增大会降低顶环开口窜油量和增大漏气量;活塞环弹力的增加会减小剩余油膜厚度,进而降低顶环甩油及活塞顶刮油量,但同时会增大活塞环与缸套之间的摩擦损失.最后进行了柴油机台架机油消耗量实验,一定程度上验证了仿真计算结果的正确性.     

双缸柴油机曲轴主轴承弹性流体动力润滑分析

运用AVL EXCITE PU软件建立双缸机柴油机曲轴主轴承弹性流体动力润滑计算模型,计算分析了发动机最大扭矩转速下主轴承受力、最小油膜厚度、最大油膜压力、轴心轨迹等。结果表明,该双缸柴油机主轴承润滑良好,最小油膜厚度、最大油膜压力均在限值以内,符合设计要求。     

内燃机缸筒-活塞环的润滑与密封分析

推导出内燃机的缸筒与活塞环之间润滑油膜厚度和活塞环气体密封的分析模型,给出了实用的数学公式．并且对具体的发动机进行了计算．     

磨合过程的摩擦学设计研究

利用磨合过程的数学模型分析了内燃机转速、负荷、缸套和活塞环的初始表面粗糙度以及润滑剂粘度等因素对内燃机磨合过程的影响。同时对内燃机磨合过程的摩擦学设计进行了理论上的分析和探讨,利用优化理论对活塞环顶环的剖面形状和磨合过程中内燃机转速和负荷的分配进行了研究。计算结果表明,非对称的活塞环剖面形状可以提高摩擦副的油膜厚度,从而降低磨合失败的可能性;而转速和负荷的合理分配则可以有效缩短内燃机的磨合进程。     

基于Converge的柴油机起动过程喷雾撞壁仿真分析

柴油机起动过程中,转速、缸内背景压力及温度偏低会导致喷雾撞壁,影响燃油雾化效果。利用三维计算软件Converge,采用组合喷雾模型及B-G撞壁模型建立了燃油喷雾撞壁模型,并利用可视化定容弹喷雾撞壁试验系统验证了模型的准确性。基于建立的喷雾撞壁模型,研究分析了缸内背景压力、壁面干湿状况及壁面粗糙度对某型柴油机喷雾撞壁的影响规律,仿真结果表明：随着缸内背景压力下降,撞壁时刻提前,扩散距离增大,油膜产生时刻提前,油膜厚度增大;活塞顶壁面粗糙度增加,喷雾油束撞壁后扩散距离减小,附壁油膜厚度增大;当活塞顶壁面为湿壁时,喷雾油束撞壁后扩散距离增大,附壁油膜厚度下降。研究为燃烧室、喷油系统等优化设计提供了参考。     

内燃机增压与扩缸对活塞横向运动影响的数值分析

根据活塞动力学方程与平均雷诺方程建立分析模型,采用 Broyden法对模型求解.依据 6105 柴油机燃烧爆发压力提高38%和缸径从105 mm扩大到 110 mm的改进设计,分析活塞的横向运动特性.结果表明:进行上述改进设计后,活塞顶部横向偏移的幅值增加了 23%,活塞横向运动速度的峰值增加了 22%,增大了擦缸的可能性;活塞横向运动加速度的峰值增加了38%,加剧了活塞对气缸的冲击.这样的分析结果对完善内燃机产品设计具有有效的指导作用.     

内燃机缸套-活塞环磨合动力学模型研究

文章从混合润滑和磨合动力学的角度出发,基于平均Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程和Ｇ－Ｔ微凸体接触模型,研究了表面粗糙度对内燃机缸套－活塞环磨合期内润滑状态的影响,分析了缸套－活塞环摩擦副混合润滑效应;建立了关于内燃机缸套－活塞环摩擦学系统磨合动力学模型。文中还结合ＥＱ６１００型汽油机的实例,探讨了各种参数对磨合的影响效果。     

6P125ZQ型柴油机研制中拉缸问题分析

６Ｐ１２５ＺＱ型柴油机研制中拉缸问题分析秦司闵吕继汉（大连理工大学内燃机研究所１１６０２４）关键词：卧式柴油机；加工；工艺／拉缸分类号：ＴＫ４２６６Ｐ１２５ＺＱ型柴油机是在６１２５ＷＱ型柴油机的基础上由多单位联合研制的卧式车用发动机．经增压强化后，...     

曲轴扭转振动导致的内燃机噪声

为了进一步探讨内燃机噪声与曲轴扭转振动的关系，在对活塞、曲柄、连杆机构的动力学和试验研究的基础上，探讨了曲轴扭转振动共振时，将导致部件的相互作用加剧，增大结构的噪声，还指出，当曲轴有扭转共振时，扭振减振器可有效地降低噪声，通过对发动机机体的动态设计，使机体有合理的振型和固有频率，以及优化活塞与缸套的配合是降低曲轴振动与机体辐射噪声的重要措施。