针对柴油机气缸套在工作过程中因冷却液的空化发生空蚀现象,文中在对单缸冷却水套进行空化流动数值模拟的基础上,结合近壁面多空泡溃灭过程的仿真,从宏观和介观上研究了柴油机气缸套的空化现象和空蚀机理.首先,基于单缸冷却水套的模拟发现,缸套壁面的振动导致冷却液发生空化现象,生成大量空化气泡.然后,模拟了近壁面空泡的溃灭过程,并分析了空泡间距、空泡数量等因素对多空泡溃灭的影响.结果表明空泡间距越小,溃灭时间越长,当泡心间距从0.050 mm减小至0.025 mm时,近壁面空泡的溃灭压力增大49.82%,产生的微射流速度增大10.56%;增加空泡数量,溃灭压力呈先增后减的趋势,当空泡数量由2个增至10个,微射流的速度增大44.93%.研究表明,空泡溃灭产生的微射流具有较高的水锤压力,该压力作用于缸套壁面,造成腐蚀破坏,是缸套发生空蚀的根本原因.

为了分析和解决海上平台柴油机气缸套磨损的问题,针对海上平台特殊工作环境中容易造成柴油机气缸套加速磨损的特点,结合日常柴油机运行中经常发生磨损的原因,从柴油机的工作原理和气缸套磨损的机理出发,总结和分析导致柴油机气缸套加速磨损的故障原因,并针对各种原因提出一系列切实可行的应对措施,旨在减缓或者避免磨损的进一步加剧,为柴油机的精细化管理、日常维护保养和各类检维修提供全方位的参考依据。

采用等离子淬火技术对缸孔进行淬火,结合设备主要技术参数,研究等离子淬火的原理以及工作电流、扫描速度、硬化面积比对硬化层深度、硬度、宽度的影响,利用正交试验方法,选用最佳工艺参数,进行等离子淬火试验,通过对试验检测数据的分析,验证工作电流、扫描速度、硬化面积比对等离子淬火的影响,确定最佳工艺参数为工作电流70A、扫描速度10m/min、网纹头数12。通过与普通气缸套进行磨损试验对比,得出等离子淬火技术能增加缸孔的耐磨性能的结论。

气缸套活塞环是内燃机中一对重要的摩擦副,该摩擦副的性能优劣直接影响到内燃机动力性、可靠性、环保性、安全性等综合性能指标。随着发动机高功率、长寿命、低排放和低油耗的要求越来越严,活塞环已经采用PVD、DLC等高耐磨涂层,而这些将会对气缸套的耐磨性和减磨性提出更高的要求。本文主要介绍通过在缸套内表面形成一层纳米涂层,用来降低缸套表面的摩擦系数,最终达到降低活塞环和缸套磨耗的目的。

针对双对置二冲程柴油机气缸套传热问题,建立了活塞组-气缸套耦合传热模型,利用该模型分析了冷却液流量对缸套温度、冷却水腔壁面传热系数和冷却液带走热量的影响规律。结果表明,排气口附近处的缸套温度最高、排气口上水口处的传热系数较大;随冷却液流量的增大,缸套最高温度逐渐降低,冷却水腔壁面传热系数线性增大,冷却液带走的热量逐渐增大并最终趋于稳定。分析结果为气缸套冷却结构设计提供了依据。

研究了不同珩磨形貌的CuNiCr气缸套与Cr-Al2O3涂层活塞环配副时的摩擦学性能。分析了CuNiCr气缸套磨损表面形貌和元素分布,以及珩磨角和粗糙度对缸套摩擦磨损和抗拉缸性能的影响规律。结果表明,优化珩磨角和粗糙度可以有效改善气缸套的摩擦学性能。珩磨角和粗糙度不仅影响活塞环与气缸套之间的磨损机制,而且还对润滑油膜分布和油膜的保持有较大影响,进而影响其摩擦磨损以及抗拉缸性能。

作为核心零部件,气缸套在提高发动机性能和使用寿命方面具有十分重要的作用.文章就铸铁废钢增量熔炼技术的改进,以及材料合金化、表面处理对提高缸套材料性能方面进行比较和综合性阐述,并对缸套材料的发展趋势做了简单分析.

为了探究填充微纳材料的气缸套微织构表面的抗拉缸性能,在气缸套试样表面进行微织构并分别填充蛇纹石和二硫化钼微纳颗粒,然后通过往复式摩擦磨损试验机考察气缸套试样的抗拉缸性能。结果表明:微织构填充微纳材料的气缸套试样的摩擦因数低于单微织构及机械珩磨的气缸套试样;表面微织构并填充微纳材料能较大幅度提高气缸套试样的抗拉缸时间,且较大尺寸的微织构对抗拉缸时间的影响更明显;在同等尺寸微织构条件下,填充不同微纳材料对抗拉缸时间的影响不明显。微织构并填充微纳材料气缸套试样抗拉缸性能的提高,是微织构收集磨粒、填充微纳材料的自身结构性能以及微纳颗粒的微轴承和微抛光共同作用的结果。

为探究气缸套表面微坑填充微纳颗粒的释放行为,在其试样表面进行微坑处理并填充蛇纹石粉,通过往复式摩擦磨损试验机进行试验。结果表明:填充物的外溢深度随微坑深度的增加而增加,且外溢深度占比逐渐减少;开始阶段溢出率比较大,后续变得平稳;在微纳颗粒的释放过程中摩擦因数比较稳定,释放完毕后摩擦因数会有所上升;气缸套表面微坑填充微纳颗粒的释放行为与药物胶囊相似,释放缓慢,发挥作用充分。

气缸内壁与活塞顶、气缸盖底面共同构成气体压缩、燃烧和膨胀的工作容积，其内壁直接受高温、高压的燃气作用。燃烧过程中燃气最高温度可达2000℃左右，而在进气过程中又受到冷空气的吹拂，温度只有几十度。由于爆发压力的作用以及内外壁温差和内壁的温度波动，气缸内部产生相当大的机械应力和热应力。此外，气扛承受气缸盖的密封力和活塞的侧压力，在侧压力作用下，活塞在气缸表面作高速相对运动，使气缸内壁受到强烈的磨擦，造成磨损，为此气缸工作面常用耐蚀材料，制成气缸套镶入气缸。