汽油机活塞喷油缺口裂纹失效分析及设计改进

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关键词：爆压；升功率；可靠性；避让缺口；结构强度中图分类号：ＴＫ４１３．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７３—６３９７（２０１３）０４— ００３８一ｏ４
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＯｉｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＣｕｔＣｒａｃｋＩｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｐｅｒｌｉｔｒｅｏｆａｅｎｇｉｎｅｒｅａｃｈａｃｅｒ —
ｐｉｓｔｏｎｓｋｉｒｔｉｓｉｎｓｕｉｃｆｉｅｎｔａｎｄｉｆｔｈｅｓｋｉｔｒｉｓｎｏｔｄｅｓｉｇｎｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙ，ｓｔｒｅｓｓｍａｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅＯｆｔｈｅｃｕｔａｒｅａ，ｃａｕｓｉｎｇｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｌｙａｚｅｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｆａｉｌｕｒｅｂａｓｉｎｇｏｎｔｙｐｉｃｌａｅｘａｍｐｌｅｓ
ｔａｉｎｖａｌｕｅ．ＯｉｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｏｌｔｈｅｐｉｓｔｏｎｓＳＯａｓｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｈｅａｔｌｏａｄ，ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｔｈｅｐｉｓｔｏｎ
第。３Ｏ卷第４期２０１３年８月
．．．内燃机与动力装置
Ｉ．Ｃ．Ｅ＆Ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ
Ｖ０ｌ＿３ＯＮＯ．４Ａｕｇ．２０１３
【内燃机可靠性】
汽油机活塞喷油缺口裂纹失效分析及设计改进
处容易出现应力集中导致产生裂纹。本文通过典型实例对活塞喷油嘴避让缺口的裂纹失效进行了全面的分析，并提出设计改进的思路。改进设计后的活塞经发动机台架试验验证后，避让
缺口部位没有出现开裂，试验通过，改进效果明显。
ｇａｓｏｌｉｎｅＥｎｇｉｎｅＰｉｓｔｏｎ
ＬＩＵＴａｏ，ＺＨＵＣｈｕａｎ—ｌｉａｎｇ，ＧＡＯＹｕ—ｇｕｉ
（ＳｈａｎｄｏｎｇＢｉｎｚｈｏｕＢｏｈａｉＰｉｓｔｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｉｎｚｈｏｕ２５６６０２，Ｃｈｉｎａ）
ｏｆｔｈｅｐｉｓｔｏｎａｆｔｅｒｐｉｓｔｏｎｄｅｓｉｇｎｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＰｅａｋＰｒｅｓｓｕｒｅ；ＰｏｗｅｒＰｅｒＬｉｔｒｅ；Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；Ｃｕｔ；ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳｔｒｅｎｇｔｈ
ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｉｄｅａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｂｅｎｃｈｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｃｒａｃｋｓｉｎｔｈｅｃｕｔａｒｅａ
刘涛。祝传亮，高玉贵
（山东滨州渤海活塞股份有限公司，山东滨州２５６６０２）摘要：发动机的爆压及升功率达到一定数值时，考虑到热负荷对活塞的影响，需增加喷油
冷却，提高活塞使用寿命，增强发动机可靠性。为了避免活塞与喷油嘴的干涉，需在活塞裙部增加喷油嘴避让缺口，增加缺口后，如果设计结构强度不足，活塞裙部椭圆度设计不合理，缺口
ｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｅｎｇｉｎｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｎｏｚｚｌｅｗｉｔｈｔｈｅ

ｐｉｓｔｏｎ，ａｃｕｔｆｏｒｔｈｅｏｉｌｉｎｊｅｃｔｏｒｉｓｍａｃｈｉｎｅｄｉｎｔｈｅｐｉｓｔｏｎｓｋｉｒｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｔｈｅ

发动机活塞失效分析与应对措施

油等；
喷油正时及燃油喷射位置异常
2 活塞各部位主要失效模式分析及应对
措施
2.1
活塞顶部
图 3 活塞顶部穿孔
图4
活塞火力岸被烧穿
图示 3 中的活塞顶部有一个象是被子弹打穿
的洞，活塞顶部周围表面通常都被熔接的活塞材
活塞顶部与气缸、气缸盖构成等形成封闭的
燃烧室空间，活塞顶部直接接触高温高压的燃气，
不仅热负荷很高，各部分有温差热应力，而且还受
元素符合国家标准；在燃油成分和供应复杂地区
采用加强型燃油滤清器过滤燃油中多余杂质，也
可以预防此问题的产生。
2.1.2 活塞顶部烧穿
由于各种原因的气缸爆发压力异常增加
活塞顶与活塞销座（爆燃、爆震等）；
气门等外力的撞击及安装
原因（卡簧安装不到位等）
异常燃烧导致的热负荷增加；
点火正时及
活塞顶面与火力岸混合气混合异常、采用抗爆性不达标的燃
因，
并采取措施予以解决。
1.1
活塞失效的主要表现形式
发动机工作时，曲轴旋转带动连杆摆动，活塞
做往复运动，
气缸盖、
活塞顶部、
气缸构成的容积发
生周期性变化，从而实现进气、压缩、燃烧、排气的
工作过程[3]。活塞的损伤是发动机最常见的严重故
障，
与燃烧、
冷却润滑、
燃料供给等多方面有较强相
关性。活塞的主要故障主要表现形式见表 1。
烧熔/穿孔
异常燃烧导致活塞局部高温，
铝合金材料熔化；
进一
步发展成为穿孔
侵蚀
燃烧油滴滴到活塞表面将活塞损伤，主要发生在点
燃式发动机的爆震燃烧过程中
腐蚀
进气或燃料中硫、氯等含量超标或进气中有盐的成

车辆燃油喷射系统故障的排查与修复

车辆燃油喷射系统故障的排查与修复燃油喷射系统是现代汽车发动机的重要组成部分。

它负责将燃油喷射到发动机的气缸内，以实现燃烧与动力输出。

然而，由于复杂的系统结构和频繁的使用，燃油喷射系统故障是汽车维修中常见的问题之一。

本文将介绍几种常见的燃油喷射系统故障，并提供排查与修复的方法。

1. 燃油喷射器堵塞燃油喷射器是燃油喷射系统中的关键组件之一。

当喷油嘴堵塞时，会导致燃油无法正常喷射进入气缸，从而影响发动机的正常燃烧和动力输出。

解决这个问题的方法包括清洗燃油喷射器、更换滤网和使用燃油系统清洁剂。

2. 燃油压力过低燃油的供应压力对燃油喷射系统的正常工作至关重要。

当燃油压力过低时，燃油无法充分喷射到气缸中，造成发动机性能下降。

导致燃油压力过低的原因可能是燃油泵故障、燃油滤清器堵塞或燃油供应系统漏气。

解决这个问题的方法包括修复或更换燃油泵、更换燃油滤清器和检查并修复燃油供应系统的泄漏点。

3. 燃油喷射系统电子控制单元（ECU）故障燃油喷射系统的ECU是控制燃油喷射器工作的核心部件。

如果ECU故障，燃油喷射器可能无法按照要求工作，从而导致发动机性能下降。

解决这个问题的方法是通过故障诊断仪检测ECU，并根据诊断结果修复或更换ECU。

4. 燃油泵故障燃油泵负责将燃油从油箱抽送到燃油喷射器。

如果燃油泵损坏或故障，会导致燃油供应不足，进而影响发动机的正常运行。

解决这个问题的方法是检查燃油泵的电器连接和供电情况，并修复或更换燃油泵。

5. 燃油滤清器堵塞燃油滤清器的主要作用是过滤燃油中的杂质和颗粒物，保护燃油喷射器和其他燃油系统部件免受污染。

当燃油滤清器堵塞时，会导致燃油流量减小，影响燃油的供应和喷射。

解决这个问题的方法是更换堵塞的燃油滤清器。

总结：燃油喷射系统的故障会影响汽车的性能和燃油经济性。

在排查和修复燃油喷射系统故障时，可以根据上述常见故障的特点和表现进行判断和解决。

然而，由于燃油喷射系统的复杂性，建议在遇到故障时咨询专业技师，并根据具体情况进行维修和更换相关部件，以确保汽车的正常运行和使用安全。

车辆燃油喷射系统的故障排查与修复的实用指南

车辆燃油喷射系统的故障排查与修复的实用指南车辆的燃油喷射系统是确保引擎能够正常运转的重要组成部分。

然而，在长时间的使用过程中，燃油喷射系统可能会出现故障，导致车辆性能下降甚至无法启动。

本文将会为您介绍一些常见的燃油喷射系统故障，并提供相应的排查与修复方法，帮助您解决这些问题。

一、燃油泵故障1. 故障症状燃油泵失效会导致车辆无法启动或者启动困难，同时行驶时可能出现动力不足或急剧减弱，甚至发动机熄火。

2. 排查与修复首先，检查燃油泵是否正常运转。

可以通过听到车辆启动时燃油泵的工作声音判断。

如果没有声音，则有可能是燃油泵故障。

接下来，检查燃油泵的供电系统，包括继电器、保险丝以及线路连接是否正常。

若发现供电系统正常，但燃油泵仍然无法启动，可能需要更换燃油泵。

二、喷油嘴堵塞1. 故障症状喷油嘴堵塞会导致燃油喷射不均匀，进而影响到车辆的性能和燃油消耗。

常见的症状包括发动机运转时的抖动、失速、动力不足以及燃油浪费。

2. 排查与修复首先，可以通过观察喷油嘴尖端是否有油雾喷出来进行初步判断。

若没有喷出，可能是堵塞所导致。

可以使用专用的喷油嘴清洗剂进行清洗，或者拆下喷油嘴进行彻底清洗。

如果清洗后问题仍未解决，可能需要更换喷油嘴。

三、燃油压力调节器故障1. 故障症状燃油压力调节器是调节燃油系统压力稳定的重要组成部分。

故障的燃油压力调节器会导致燃油供应不稳定，以及车辆性能下降。

2. 排查与修复可以通过使用特殊工具检测燃油压力调节器的压力是否正常。

如果压力过高或过低，表明燃油压力调节器可能出现故障。

此时，建议将其更换为新的部件。

四、燃油过滤器堵塞1. 故障症状燃油过滤器堵塞会导致供给引擎的燃油中杂质过多，从而影响燃烧效率和车辆性能。

常见症状包括引擎启动困难、动力不足、加速不畅以及低速行驶时的抖动。

2. 排查与修复首先，可以检查燃油过滤器的外部，看是否有明显的杂质或污垢覆盖。

如果有，推荐更换新的燃油过滤器。

此外，还可以通过检查燃油压力表数据来判断燃油过滤器是否堵塞。

活塞式发动机汽缸头裂纹原因及对策

一
要的问题。在本文中笔者就这一问题进行探讨。
Байду номын сангаас
中最惧怕的就是振动，进一步的振动会导致其他的部件也出现相应的损坏，造成了资源的浪费。
１产生活塞式发动机汽缸头裂纹的主要原因分析
１．１外部因素—— 操作人员操作存在不当
３解决活塞式发动机汽缸头裂纹问题的相关对策
料被广泛的应用于社会各个领域中。在平时的生活过程中活塞式发动在平时笔者观察了我国的两种主要的发动机，研究了这些活塞式机操作和检修人员应该密切关注这些新型的材料，用于创新，把这些发动机的工作原理，笔者发现这些系列的发动机大都是使用宽度较新材料用于活塞式发动机气缸中。当然，这涉及到很多的技术创新，
上下运动，从而带动曲柄的运转，从而把机械能转化为动能的一种发２．２导致其他部件损坏，浪费资源动机产品。这种发动机由于设计简单，而且应用起来比较方便、维修活塞式发动机气缸并不是单独进行工作的，在工作的过程中所有也不是很复杂，所以在世界各国的机器装备中都离不开，应用范围较的机械设备构成了一个有机的整体，共同进行作用，从而才能够保障其他的发动机要广泛的许多。然而一个东西总有两方面，活塞式发动个机械设备的正常运行。因此，每一个小零部件之间都具有密切而机汽缸头在使用的过程中经常会出现一些裂纹，这些裂纹严重的损害又广泛的联系，正所谓牵一发而动全身。如果在实际运行的过程中活了其使用寿命和使用性能，更严重的可能会引发事故，尤其是在航天塞式发动机汽缸头出现了裂纹，将会首先引起气缸内其他的部件出现航空、航运船只中。因此，解决活塞式发动机汽缸头裂纹已经成为首损害，比如活塞杆等，从而产生剧烈的振动。在机械设备运行的过程

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