活塞销孔偏置对活塞裙部磨损的影响

王全振，王传厚，孟建*，季宏，孟繁衍，王保力

1.山东理工大学 交通与车辆工程学院，山东 淄博 255049；2.山东泰开汽车制造有限公司，山东 泰安 271000

0 引言

活塞在气缸中受到周期性变化的气体压力、惯性力和摩擦力的作用，其合力在上、下止点附近变换方向，使活塞产生由一侧移向另一侧的横向运动。发动机高速运转时，活塞的横向运动对气缸壁产生强烈撞击，造成发动机运转不平稳、噪声过大等问题[1-3]。近年来，国内外学者在活塞销偏置对发动机噪声振动、活塞敲击力等方面开展了相关研究，表明活塞销孔适量偏置能够降低发动机噪声振动，减小活塞敲击力[4-6]。但活塞销孔偏置也会影响活塞受力和力矩平衡，从而对活塞二阶运动、活塞裙部磨损、活塞裙部润滑产生重要影响。

活塞裙部摩擦不仅受活塞销孔偏置的影响，还受到活塞裙部型线、裙部刚度、热变形、缸套变形等参数的影响[7-10]。本文中根据实际的活塞温度场、热变形、缸套变形等参数建立某柴油机活塞组件仿真分析模型，分析不同活塞销孔偏置距离对活塞摆角、侧向力、活塞裙部摩擦损失功率、活塞裙部接触压力和磨损载荷等方面的影响规律，为活塞结构设计和优化提供参考。

1 活塞裙部磨损模型

试验用柴油机主要技术性能参数如表1所示。活塞材料为铝合金。活塞冷态裙部曲线如图1所示，图中0°表示活塞主推力侧方向，90°表示活塞销孔轴线方向。

表1 柴油机主要技术性能参数

图1 活塞裙部冷态下的轮廓曲线