氣缸套壓裝變形研究.pdf

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1、肖培賢李月霞楊淑娟：氣缸套壓裝變形研究37氣缸套壓裝變形研究StudyontheDefbrmationofCylinderSleeVePressing肖培賢李月霞楊淑娟(河南省中原內(nèi)配股份有限公司)(摘要]氣缸套是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟零部件之一，當(dāng)它被裝入機(jī)體或施加預(yù)緊力后會(huì)產(chǎn)生變形，其變形的大小影響著柴油機(jī)整機(jī)性能和排放性能。通過(guò)對(duì)不同配合間隙及預(yù)緊狀態(tài)下氣缸套的變形分析，可以找出影響氣缸套變形的主要因素，為氣缸套的設(shè)計(jì)和裝配積累了經(jīng)驗(yàn)。[關(guān)鍵詞]氣缸套變形裝配間隙預(yù)緊力Keywords：CylindersleeVeDistonionFit—upgapP

2、reloadforce0引言氣缸套是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟零部件之一．其產(chǎn)品性能直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性和安全性。它在加工和裝配后，都會(huì)形成一定程度的變形，引起密封不良?xì)飧滋變?nèi)孔變形對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒排放，可靠性等都有重要影響。性能方面：氣缸套內(nèi)孑L變形大的發(fā)動(dòng)機(jī)，由于活塞環(huán)不能很好密封，機(jī)油容易竄入燃燒室熱解裂化產(chǎn)生顆粒，導(dǎo)致其顆粒排放水平差，很難達(dá)到對(duì)顆粒排放要求嚴(yán)格的國(guó)3或國(guó)4排放的要求：并且燃燒室燃?xì)馊菀赘Z入曲軸箱．做功的燃?xì)庑孤?huì)導(dǎo)致燃油消耗率不理想?？煽啃苑矫妫簹飧滋變?nèi)孔變形大的發(fā)動(dòng)機(jī)容易耗機(jī)油、竄氣及磨損缸套，導(dǎo)致新品開(kāi)發(fā)進(jìn)度

3、慢及批產(chǎn)投放市場(chǎng)后三包維護(hù)費(fèi)用大。為制造出性能、排放達(dá)標(biāo)及可靠性優(yōu)異的發(fā)動(dòng)機(jī)，必須開(kāi)展缸孔變形的研究及優(yōu)化工作。1試驗(yàn)方案本次試驗(yàn)共采用兩種機(jī)型，分別為1lL機(jī)和8．9L機(jī)，前者支承肩處為間隙配合．后者支承肩處為過(guò)盈配合。試驗(yàn)時(shí)分別檢測(cè)缸套在自由狀態(tài)下、壓裝后無(wú)預(yù)緊力狀態(tài)下，150Nm預(yù)緊力和260Nm預(yù)緊力等狀態(tài)的缸套內(nèi)孔尺寸，每種狀態(tài)檢測(cè)上下檢測(cè)12個(gè)截網(wǎng)。每個(gè)截圓網(wǎng)周均布檢測(cè)12個(gè)點(diǎn)f】5。／個(gè))，共檢測(cè)144個(gè)點(diǎn)．壓裝前使用外徑千分J弋和內(nèi)徑T．分表分別檢測(cè)缸套支承肩外圓直徑和缸體沉孑L內(nèi)徑，計(jì)算其配合間隙。試驗(yàn)使用加長(zhǎng)內(nèi)徑千分表檢測(cè)內(nèi)孔直

4、徑，每檢測(cè)一個(gè)方向使用環(huán)規(guī)校對(duì)一次內(nèi)徑千分表，檢測(cè)誤差保證在0．002mm以內(nèi)。2分析要求壓裝后無(wú)預(yù)緊力與自由狀態(tài)對(duì)比，目的是分析壓裝引起的變形：150Nm預(yù)緊力與壓裝后無(wú)預(yù)緊力對(duì)比，目的是分析施加部分預(yù)緊力時(shí)缸套在預(yù)緊力下引起的變形：260Nm預(yù)緊力與壓裝后無(wú)預(yù)緊力對(duì)比，目的是分析施加全部預(yù)緊力時(shí)缸套在預(yù)緊力下引起的變形。3檢測(cè)位置示意圖圖111L機(jī)型缸套圓周檢測(cè)位置示意圖．』囊箋匡爹P圖211L機(jī)型缸套上下檢測(cè)位置示意圖圖389L機(jī)型缸套圓周檢測(cè)位置示意圖圖489L機(jī)型缸套上下檢測(cè)位置示意圖r?’l”IjrI¨■■自Ⅲ圖5t￡々自自#￡"№4數(shù)

5、據(jù)分析4．11L機(jī)型缸套試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析該機(jī)型為上支承，上下環(huán)帶為配合面，因此氣缸套支承肩與缸體沉孔處為間隙較大．具體間隙分布見(jiàn)圖5；氣缸套上環(huán)帶與缸體配合為間隙配合，配合間隙為0．014一O．057mm：氣缸套下環(huán)帶與缸體配合為間隙配合，配合間隙為0．043—0．101mm。由于該機(jī)型整體配合都為間隙配合，因此氣缸套在壓人機(jī)體后最大變化只有0．006mm．大部分都在0．002mm以內(nèi)，考慮到檢測(cè)誤差。可以認(rèn)為氣缸套裝入機(jī)體后內(nèi)孔沒(méi)有發(fā)生變化，具體見(jiàn)圖6。如圖7所示。施加150Nm預(yù)緊力對(duì)距大端10mm處(退刀槽)影響最大，整體變小，變化規(guī)律呈橢圓形狀

6、，30。處為橢圓長(zhǎng)軸，1200處為橢圓短軸，最大變化量為0．014mm。距上端15mm和22mm處變化趨勢(shì)和距上端10mm處相同，但距上端200mm、220mm和250mm處肖培賢李月霞楊淑娟：氣缸套壓裝變形研究與上端正好變化方向相反。如圖8所示，施加260Nm預(yù)緊力后缸套內(nèi)徑變化趨勢(shì)和施加150Nm時(shí)相同，但使其變化更離散。距大端距離150mm以下幾個(gè)截圓內(nèi)孔尺寸0。時(shí)最小，然后開(kāi)始逐漸變大，至750時(shí)內(nèi)孔尺寸最大．750以后開(kāi)始逐漸變小。內(nèi)孑L在45。和135。時(shí)尺寸變化在0．002mm以內(nèi)。4．28．9L機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖9Ⅲt^l如～mqK#

7、Rt№t^qIt一■#圖10舅_一：。，二：j_：r。：．．藿霎之、7?’2：二：一：”。：，一一=。瓠，孽、、～U一一‘一．‘一～●一，圖13圖14該機(jī)型為中支承．依靠支承肩外圓進(jìn)行配合，其設(shè)計(jì)為過(guò)渡配合，最大間隙為0．12mm，最大過(guò)盈為0．058mm。本機(jī)型共進(jìn)行兩輪試驗(yàn)，第一輪試驗(yàn)時(shí)缸體沉孔橢圓0．076mm，因此造成配合后最大間隙和最大過(guò)盈量都在0．04mm以上。如圖9所示，距大端10mm、15mm、30mm、40mm和80mm等上部幾個(gè)截圓在缸套壓人缸體后內(nèi)孔隨缸體沉孔的大小發(fā)生變化，變化幅度幾個(gè)截圓從上至下依次減?。痪啻蠖?00mm、

8、110mm、120mm和130mm等幾個(gè)截圓基本不隨上部沉孔尺寸發(fā)生變化；距大端170mm和225mm處最下端兩個(gè)截圓內(nèi)孔