高强化船用柴油机组合活塞裙部型面设计与验证

王星全,张俊青,徐涛,王占宜,夏金宝，张新超

1.滨州渤海活塞有限公司，山东 滨州 256602； 2.山东省发动机活塞摩擦副重点实验室，山东 滨州 256602

0 引言

船用柴油机作为船舶及其它海上设施的源动力，与陆用柴油机相比具有难替代性，所以船用柴油机及其零部件的设计制造尚有很大的发展空间[1]。活塞作为船用柴油机中关键零部件之一，运行环境非常苛刻，在机械负荷和热负荷的交变作用下，活塞容易产生疲劳破坏、拉缸及异常磨损等故障，活塞的工作状况直接影响到船用柴油机的可靠性、耐久性及排放性能等。

在工作状态下活塞裙部和缸套合理配合，并在配合面形成均匀稳定的油膜，才能保证活塞运行的平稳性和耐久性，防止发生拉缸等故障，同时减少发动机的摩擦功率损失，降低机油耗和漏气量，减轻柴油机的振动和噪声。因此活塞在设计时必须考虑到热负荷和机械负荷对活塞裙部变形的影响，以及工作状态下活塞裙部型面对油膜形成的影响等因素[2-5]。

本文中主要研究某高强化船用柴油机钢顶铁裙组合活塞的裙部型面设计，进行数值仿真分析、选择合理方案并优化，然后通过台架试验验证设计方案的合理性。该研究可为船用柴油机组合活塞的裙部型面设计提供参考。

1 活塞裙部型面设计理论

本文中的船用发动机为V型12缸四冲程水冷柴油机，主要参数如表1所示,其活塞裙部型面的设计主要包括纵向形线设计和横向椭圆设计。……