2国外研究现状和存在的问题
国外对活塞的研究比国内早的多,因此对活塞的研究技术也比较成熟,国内也一直在追寻国外的步伐,与国内相比他们更加注重技术的创新。
1978年,来自苏联的M。K。O等人高强化的柴油机的活塞的应力和热状态进行了分析,此次试验中尝试了用两种不同方法让冷却介质带走活塞头的热量,一种是从中心而另一种从顶部和支撑外腔,实验表明:润滑油的冷却状况和燃气和空气的恶化会导致热应力的的升高,热应力剧增和局部过热是由于燃料的喷雾差和滴漏[15]。1979年,来自西德的GerhardWoschni和JohannFieger在西德内燃机研究协会做了确定高速柴油机活塞局部传热系数的报告,报告中局部传热系数是由温度场的测量和计算确定的,此次报告认为通过温度场的计算和测量求得活塞散热面上变化情况和局部传热系数是非常成功的,并且在知道起点的情况下,在电解槽中模拟高的热渗透,可求得理想温度场,并能快速改变冷油道位置和零件形状[16]。
近些年,欧洲一些汽车公司将目光聚焦在活塞的质量上,注重减轻活塞的质量。活塞的质量受到活塞的压缩高度的影响,当活塞的压缩高度减少,活塞的质量就会大大较少。以常用的柴油机活塞为例,活塞的质量主要集中在活塞的头部,而头部就处于活塞压缩高度以上。现在降低活塞质量的措施主要有四种,分别为:油环环岸高度的降低、顶环高度的降低、对二环的优化和对活塞销直径的缩小。
虽然上述措施能够降低活塞的质量,但还是达不到这些活塞设计公司的需求,这些公司加强研究,不断对技术创新。非对称设计裙部受到的反推力和侧推力。活塞在正常工况运行下,对反推力和推力进行比较,推力大于反推力,所以尽量减少活塞受反推力区域的面积,以达到减轻活塞重量的目的;对活塞销形状的优化,活塞销长度的减少,对活塞销座的形状进行改变,楔形形状可以达到减少活塞销的总长度的目的