柴油机活塞销孔疲劳强度影响因素研究

张俊青; 徐涛; 冯业文; 熊培友; 赵旭东; 王猛

河北科技大学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (06) : 607 -615.

柴油机活塞销孔疲劳强度影响因素研究

张俊青, 徐涛, 冯业文, 熊培友, 赵旭东, 王猛

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摘要

为了探究活塞销孔型线及活塞销内径对销孔疲劳强度的影响规律，建立了活塞及组件有限元仿真模型，模拟计算了不同销孔型线及活塞销内径对活塞销孔压力、疲劳强度的影响，得到了最优的销孔型线及活塞销匹配方案，并结合发动机台架试验对优化结果进行了验证。结果表明：活塞销孔型线对销孔部位的接触压力及疲劳强度都有较大的影响；活塞销内径对销孔部位接触压力影响较小，但对销孔及活塞销的疲劳强度及活塞销的椭圆变形影响较大；活塞销内径每增大1 mm,销孔疲劳系数会降低6.2%～11.2%,活塞销椭圆变形增大10%～15%,活塞销疲劳系数降低3.2%～9.8%。通过调整销孔型线双曲面的收缩量及减小活塞销内径能有效提高销孔的疲劳强度、减小销孔开裂失效的风险，这为内燃机活塞可靠性提升提供了理论及工程应用参考。