1、PDF外文：http:/ 中文 4770 字 出处： Journal of materials for energy systems, 1986, 8(2): 168-175 对重型柴油发动机上活塞环槽磨 损 的统计学方法加速测试 R KRIVOY J.K.COLVILL and D.H.PARSONS 这是一个运用跨学科只是探讨发生在重型柴油机内的活塞第二环槽的磨损现象。磨损机制和发动机状态加重被鉴别出来； 这些信息被用来开发一个加速发动机测试。一个部分配置法实验只在探讨在这个问题上各种对活塞和活塞环有影响的因素。 加速试验的分析导致了一个 硬
2、件组合磨损现象消除 了。 简介 活塞和活塞环是重型柴油发动机的关键组成部分，这篇文章阐述了努力来解决 一个涉及这些元件的磨损现象的一个调查，尤其是从制造和可靠性方面。发动机部件磨损在很大几率上与制作材料和发动机工况有关。 康明斯发动机 ，一个 14公升排量六缸重型柴油机，主要用来给高速公路重型机车提供动力。在过去的几年里，这种类型的应用增加了对电力的需求导致大量的活塞环槽磨损。 进行了若干调查作为一个 底质的监测问题。 信息都被聚合起来以帮助 找出促成迅速磨损的因素。在实验室里模拟这种现象对发动机进行试验。以往的 所有 途径 都没有 达成一个对磨损现象背后原因的全面理解
3、或者在实验室中复制模拟出这种磨损机制。几个在车队发动机上找到的磨损的活塞出发了一个对这些长期存在的问题的集中解决，并试图找到一个可以接受的解决办法。一个由来自各个应用工程的专家组成的跨学科研究团队成立了，包括 制造工程 ,材料工程 ,度量学、产品设计、产品开发、产品工程 ,采购 ,可靠性分析、以及服务工程。 一个公认的迫切需求是在实验室控制条件下，复制出磨损环境并在短时间内观察到客户发动机上的磨损状况。这种需求事实上只能 通过 适当的检测技术 ，多样的可能的设计和制造的改变才能够产生 出来。 讨论 加速测试的发展和变量测量 为了复制从磨损 实际 观察传回来的
4、部分数据，用一个综合的方法探讨 1 了发动机的利用。第一步进行的是定义了经历过活塞环槽磨损的发动机 负载周期。跟随这些车辆走过的几条道路，用一个叫做“车辆任务模拟 图 1 BEMP和 RPM与第二活塞环上气体压力负载 （ VMS）”的计算机仿真软件进行研究。这个项目考虑到了地形路径的物理特征，卡车的配置 (例如 :发动机评级、传输、后桥装置传动比、毛重、荷载人数和驱动轴，额叶面积 ,轮胎的尺寸和类型等等 ),天气条件 (例如 :风的速度和方向的变化和环境温 度 ),高速公路的速度限制 ，以及 驾驶技术 来 预测 发动机工作状况 (如 :速度和转矩 的不
5、同组合所占的时间百分比 )。 VMS程序操作表明，在 1200-1600转 /分 之间刹车的时候，引擎提供了一大部分的有效压力支持。 RPM和 BMEP矩阵被给出的 1650转 /分和 1.338 MPa(194 psi)平均有效压力 减少到一个等效的稳态操作条件。这与全功率工作状态下非常不同，每分钟 2100转和 1.207 MPa(175 psi)平局有效压力通常是在引擎测试以确定其耐久性的测试中。同时努力研究发动机工作环境， 努力进行确定活塞环 的负载并且以此推算活塞环槽的负载，都归结于燃烧性气体的压力。利用气体压力测量规定区域临近的活塞环，缸套，活塞外壁。结
6、果表明，第二个活塞环上方和下方的压力差与转速呈负相关性，并且与 BMEP呈正相关性。 在如图表 1中的发动机工作状态范围内，发动机转速比平局有效压力意义更大。 结合仿真和环槽之间气体压力的数据信息，在引擎实验室中建立了一个最接近实际情况的发动机运行环境，也就是说，高 BMEP和低 RPM（图 1，点 A）。 制造 一个与经历过摩擦的发动机硬件条件相似的 发动机，在实验室中经过 300小时的测试。对于一个成功的加速测试 来说，这些条件不仅需要复制实际工作中零件上观察到的磨损，也必须在一个非常短的时间内使之产生（比如数天或者数月）。 图 2 表征环槽重点几何形态的技术 &
7、nbsp; 2 图 3 测试时间与环槽磨损的关系 康明斯发动机有三个汽缸盖，每一个汽缸盖覆盖两个活塞，它被用来在第 100小时和 200小时来进行部分检查用以观察和测量连续性的伤害。最靠前的汽缸盖下面的活塞在第 100,200和 300小时时候检查， 中间 汽缸盖下面的活塞在第 200和300小时检查 ，剩下的两个活塞在第 300小时检查。考虑到第二个活塞环槽的特定形状，它的几何特征由 一对校准针进行直径测量。图 2显示了其测量手法。 用直径的变化作为时间的一个函数来计算环槽的磨损。 图 3显示的是在测试时间和磨损之间发现的联系。即使是 100小时后测量到重
8、大磨损，在这个测试中仍然被设定运行 200小时以获得更多有差别性的功率。这次测量的磨损量是在从实际运行中磨损的活塞上测量返回的数据范围之内。一个光学对照机也被用来获得活塞环槽横截面在第 0,100,200,300小时的图形描述。其他几个视觉检测方案和分 级量表被用来评估和记录活塞环槽的损坏过程。然而， 测量 活塞环槽直径的变化 很明显是量化环槽磨损的最佳方法 。 磨损机理的冶金学评价 这个调查研究过程中所用的活塞和活塞环 ，分别 是用 E332-T5(SAE 334)铝合金 上方插入耐蚀镍合金和马氏体球墨铸铁制成的。实际运行中发动机上的活塞和活塞环装置返回数据被当做第二个活塞铝制环槽上观察到磨损的结果。这些回收的组件提供了识别，描述，甚至是在实验室中复制活塞第二个环槽磨损过程的基础 。 比如说，在引擎和引擎之间，同一个引擎的发动机气缸之间，磨损和击穿变形都存在着显著差异。
