发动机窜漏与活塞环设计

摘要

气缸内活塞环密封不良时,将引起压缩不足和燃烧气体的窜漏,高温燃气将直接从气环外圆表面漏入曲轴箱,从而发动机功率下降,热效率也下降。同时密封性不良时,高温高压的气体将破坏气缸壁与活塞环间所必需的润滑油膜,活塞环与气缸因为贴合不严会造成散热不良,形成的金属间干摩擦使得气缸与活塞环产生异常的磨损,当活塞环磨损到失效时,发动机将出现起动困难、曲轴箱压力高、排气冒蓝烟,机油消耗增大,燃烧室和活塞表面严重积碳发动机拉缸等不良状况。活塞环是发动机的重要零件之一,安装在活塞头部的活塞环槽中。在高温、高压、高速及润滑困难的条件下工作的活塞环,是发动机所有零件中工作寿命最短的,活塞环工作的好坏直接影响发动机的性能、工作可靠性和使用寿命,同时对排放性能有重大的影响。随着发动机性能和排放要求的不断提高,使得发动机窜漏与活塞环设计问题被更多的企业所重视。因此发动机窜漏与活塞环设计的研究具有重要的现实意义。本文主要研究了怎样制定不同的技术方案,设计不同结构种类和技术参数的活塞环(如正扭曲环、反扭曲环、薄环等)根据减小发动机窜漏的理论方法,同时保证气缸、活塞等零部件的质量不改变。并通过对其进行检测试验,以验证各技术方案的可行性。在对试验数据进行整理和归纳后,找到解决发动机窜漏过大问题的实际有效的办法,以合理运用到相关设计中,科学地辅助提升发动机的各项性能。本文最后以LC188发动机为研究对象,对其活塞环的结构参数进行优化设计和试验验证。

目录

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 问题的提出及研究意义

1.1.1 问题的提出

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内国际行业现状

1.2.2 活塞环行业的发展展望

1.3 本文研究的目的和内容

1.3.1 本文研究的目的

1.3.2 本文研究的主要内容

2 活塞环的理论设计

2.1 活塞环概论

2.1.1 活塞环的历史

2.1.2 活塞环的作用

2.2 活塞环设计

2.2.1 活塞环术语

2.2.2 活塞环的基本运动

2.2.3 活塞环的密封机理和窜漏

2.2.4 活塞环的基本形状

2.2.5 活塞环的设计计算

2.3 本章小结

3 活塞环的材料及加工

3.1 活塞环的材料

3.1.1 活塞环材料的使用特性

3.1.2 活塞环常用材料

3.1.3 活塞环的表面处理

3.2 活塞环加工简介

3.2.1 活塞环的铸造

3.2.2 活塞环的机械加工

3.2.3 活塞环的塑性加工

3.3 本章小结

4 活塞环的工作现状及试验分析

4.1 LC188活塞环的工作现状

4.2 窜漏检测原理和计算方法

4.3 LC188活塞环优化设计

4.3.1 LC188活塞环原结构参数及验证计算

4.3.2 LC188活塞环的优化方案

4.4 优化设计方法的应用及试验验证

4.4.1 LC178MN发动机常规参数

4.4.2 LC178MN发动机活塞环的设计及试验验证

4.5 本章小结

5 结论

5.1 主要结论

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录