簡(jiǎn)述如何提高內(nèi)燃機(jī)活塞表面防護(hù)以及耐磨能力,大學(xué)論文

簡(jiǎn)述如何提高內(nèi)燃機(jī)活塞表面防護(hù)以及耐磨能力,大學(xué)論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【】【】簡(jiǎn)述怎樣提高內(nèi)燃機(jī)活塞外表防護(hù)以及耐磨能力【】【】【】能源與動(dòng)力工程論文：簡(jiǎn)述怎樣提高內(nèi)燃機(jī)活塞外表防護(hù)以及耐磨能力內(nèi)容摘要：從21世紀(jì)以來,我們國家在各個(gè)領(lǐng)域上都獲得較大的成就,汽車行業(yè)也因而得到快速發(fā)展,在不斷提升制造技術(shù)的基礎(chǔ)上成本也在不斷降低,汽車銷售價(jià)格下降,這樣的條件下,促使更多人們采購汽車。就當(dāng)前而言,人們對(duì)汽車的性能要求越來越高,愈加重視汽車內(nèi)燃機(jī)使用性能。而活塞是內(nèi)燃機(jī)中一個(gè)重要的部件,一般會(huì)承載機(jī)械熱負(fù)荷和負(fù)荷,具有特別復(fù)雜的工作環(huán)境,為此要想有效提升汽車使用年限,提升活塞工作性能是很有必要的。本文將對(duì)活塞外表耐磨損和防護(hù)進(jìn)行分析,主要研究其特征和產(chǎn)生的影響以及優(yōu)化實(shí)驗(yàn),僅供參考。本文關(guān)鍵詞語：汽車內(nèi)燃機(jī);活塞;外表防護(hù);耐磨性能;ResearchonSurfaceProtectionandWearResistanceofAutomobileInternalCombustionEnginePistonsSUNYanZHANGEr-yongJiangsuLianyungangHigherVocationalTechnicalSchoolofIndustryandTradeLianyungangInnovationStorageandTransportationEquipmentManufacturingCo.,Ltd.Abstract：Sincethe21stcentury,mycountryhasmadegreatachievementsinvariousfields,andtheautomobileindustryhasalsodevelopedrapidly.Onthebasisofcontinuousimprovementofmanufacturingtechnology,costshavealsobeencontinuouslyreduced,andautomobilesalespriceshavefallen.Undersuchconditions,Toencouragemorepeopletobuycars.Atpresent,peoplehavehigherandhigherrequirementsfortheperformanceofautomobiles,andpaymoreattentiontotheperformanceofautomobileinternalcombustionengines.Thepistonisanimportantpartoftheinternalcombustionengine,whichgenerallybearsmechanicalthermalloadandload,andhasaverycomplicatedworkingenvironment.Therefore,inordertoeffectivelyimprovetheservicelifeofthecar,itisnecessarytoimprovetheworkingperformanceofthepiston.Thisarticlewillanalyzethewearresistanceandprotectionofthepistonsurface,mainlystudyitscharacteristicsandeffects,aswellasoptimizationexperiments,forreferenceonly.0引言在發(fā)動(dòng)機(jī)性能持續(xù)提高的情況下，汽車內(nèi)燃機(jī)使用范圍也越來越大。在汽車內(nèi)燃機(jī)使用的經(jīng)過中，磨損是主要影響其使用壽命的因素。若是內(nèi)燃機(jī)部件出現(xiàn)了磨損的問題，不僅會(huì)影響其正常使用功能，同時(shí)對(duì)汽車整體穩(wěn)定性和安全性也具有較大影響。在汽車使用中活塞是產(chǎn)生磨損量最大的一個(gè)部件，產(chǎn)生這種問題主要是由于內(nèi)燃機(jī)中活塞出現(xiàn)了一定的磨損，運(yùn)行中導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)中活塞一味地吸收熱量，并且熱量得不到及時(shí)散發(fā)，導(dǎo)致活塞熱強(qiáng)度下降，進(jìn)而引發(fā)活塞熱裂問題，同時(shí)在這樣的情況下，內(nèi)燃機(jī)中拉缸部件影響也比擬大，存在這破裂的隱患，為汽車使用帶來宏大的安全風(fēng)險(xiǎn)。1內(nèi)燃機(jī)活塞特征一般情況下汽車內(nèi)燃機(jī)活塞主要由三部分內(nèi)容組成，活塞頭部、活塞群部、活塞銷座，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在正常情況下開場(chǎng)工作時(shí)，一般都會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境和要求，內(nèi)燃機(jī)活塞也呈現(xiàn)出不同的配置。各個(gè)內(nèi)燃機(jī)活塞頭之間的區(qū)別一般有兩個(gè)部分，一部分是內(nèi)燃機(jī)活塞的頂部區(qū)別，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一般采用平頂或者與之類似的平頂設(shè)計(jì)，這種活塞能夠適應(yīng)多種內(nèi)燃機(jī)的苛刻環(huán)境。另外，在使用經(jīng)過中，采用平頂設(shè)計(jì)能夠降低與高溫氣體活塞接觸面積，并且產(chǎn)生的作用力在活塞平頂部位能夠均勻分布。另一部分，類似平頂設(shè)計(jì)的活塞形狀上比擬復(fù)雜，屬于一種環(huán)槽，主要是由于需要在環(huán)槽上面安裝活塞環(huán)，這樣設(shè)計(jì)的目的在于促使燃燒室中的混合氣體能夠轉(zhuǎn)換成所需要的氣體，這樣的環(huán)境中有利于提高燃燒室內(nèi)燃燒率，同時(shí)也能夠有效的降低發(fā)生爆破的幾率。例如，活塞在使用中頭部經(jīng)常會(huì)出如今凹槽，這樣就會(huì)導(dǎo)致活塞漏氣的情況，同時(shí)也會(huì)給其他物質(zhì)滲入的時(shí)機(jī)，比方講機(jī)油則會(huì)順著凹槽進(jìn)入燃燒室，這樣就會(huì)大大縮減燃燒室的使用壽命，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)使用性能減弱。因而，要想有效的提升活塞使用壽命，必然需要保證活塞在使用中的密封度，只要良好的密封性，才能夠防止其他物質(zhì)進(jìn)入活塞，進(jìn)而保證活塞的使用安全性和穩(wěn)定性，可在環(huán)槽上增加活塞環(huán)來實(shí)現(xiàn)。2內(nèi)燃機(jī)活塞選擇的材料對(duì)汽車活塞產(chǎn)生的影響活塞在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)氣缸中工作具有速度快、頻率高等特點(diǎn)，同時(shí)具有潤滑效果存在不良、接觸壓力變化較快的特征。內(nèi)燃機(jī)的活塞制作材料假如是選擇普通材料來完成，就會(huì)降低活塞使用時(shí)間，同時(shí)也會(huì)降低汽車正常使用性能，進(jìn)而縮短汽車使用的壽命。然而就當(dāng)前活塞制作材料而言，種類比擬多，華而不實(shí)新型復(fù)合材料能夠有效的解決上述問題，但是在汽車內(nèi)燃機(jī)活塞制作中，多數(shù)汽車制造廠家選用復(fù)合材料，主要是由于復(fù)合材料具有較強(qiáng)的耐高溫性、抗疲憊、抗斷能力高、韌度高、彈性強(qiáng)、抗腐蝕及磨損性能強(qiáng)的特點(diǎn)。同樣，活塞的不穩(wěn)定性不斷增加，汽車內(nèi)燃現(xiàn)象就會(huì)不斷縮小，這樣的情況下，汽車活塞發(fā)生失效的可能性就會(huì)逐步增加。對(duì)汽車內(nèi)燃機(jī)活塞的制作來講，選擇符合材料是再適宜不過的了，因而深切進(jìn)入研究汽車內(nèi)燃機(jī)活塞性能與活塞選擇的復(fù)合材料之間的關(guān)系具有重要意義。在活塞構(gòu)造中，下端被稱之為活塞裙部，這個(gè)部位具有導(dǎo)向的作用，導(dǎo)向作用也就是講活塞能夠在正常運(yùn)動(dòng)的經(jīng)過中仍然能夠保持垂直狀態(tài)，正是具有這個(gè)導(dǎo)向作用，對(duì)活塞裙部制作要求比擬高。再加上現(xiàn)如今，隨著汽車行業(yè)的普及，人們對(duì)汽車的要求也在不斷提升，在人們需求越來越高的情況下，設(shè)計(jì)師對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造平穩(wěn)運(yùn)行愈加重視，因而，通過改變活塞裙部形狀來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造也是值得特別關(guān)注的一個(gè)問題。除此之外，在汽車內(nèi)燃機(jī)活塞裙部位置上方具有一個(gè)活塞銷座，這個(gè)銷座在整個(gè)活塞構(gòu)造中具有特別重要的作用，這個(gè)活塞銷座具有支撐作用，能夠?qū)⒒钊N和連桿連接部位支撐起來。3簡(jiǎn)述怎樣提高內(nèi)燃機(jī)活塞外表防護(hù)以及耐磨能力隨著社會(huì)發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)不斷提升，幾乎每一個(gè)家庭具有一輛小汽車作為代步工具，小汽車為人們的出行帶來宏大的便利，同時(shí)也為人們帶來一定為危險(xiǎn)。在小汽車中內(nèi)燃機(jī)是一個(gè)重要的構(gòu)造，而影響內(nèi)燃機(jī)性能的一個(gè)主要部件就是活塞，活塞部件對(duì)內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)作起到重要作用。因而，汽車制造商在制作汽車部件時(shí)，不斷引進(jìn)、借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，我們國家針對(duì)內(nèi)燃機(jī)活塞外表防護(hù)和耐磨性方面不斷提升研發(fā)力度，針對(duì)這一點(diǎn)，科學(xué)家們持續(xù)創(chuàng)新采用鋁合金來作為活塞制作材料，同時(shí)降低重力澆鑄環(huán)節(jié)中存在的缺陷，這種方式對(duì)汽車內(nèi)燃機(jī)活塞性能確實(shí)具有提升的作用，然而，科學(xué)家的目的是通過改變活塞基體組織的方式來提升其性能，上述內(nèi)容距離科學(xué)家研究目的人有一段距離。現(xiàn)前階段汽車內(nèi)燃機(jī)活塞主要存在的現(xiàn)在狀況有強(qiáng)度問題、導(dǎo)熱性能問題、磨損問題，針對(duì)這些問題各個(gè)國家的學(xué)者、科學(xué)家、專家、技術(shù)人員等都研究同一個(gè)理念，那就是利用液態(tài)鋁合金作為材料，通過壓鑄和擠壓的方式來制作內(nèi)燃機(jī)活賽，以此提升的內(nèi)燃機(jī)活塞磨損、強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能等性能。通過文獻(xiàn)可知，壓鑄和擠壓這種生產(chǎn)工藝制作出的鋁合金零件厚度只能是在3-16mm之間，每個(gè)零件斷面制作厚度一般在16mm下面，比值都是在2.5倍下面。內(nèi)燃機(jī)中鋁活塞每個(gè)部位為了能夠適應(yīng)各種不同的內(nèi)燃機(jī)型，其厚度通常在16mm下面，鋁活塞中具有三個(gè)比擬重要的部位，其斷面厚度也是在2.5倍之上，由于液態(tài)鋁合金在壓模工藝中冷卻時(shí)間比擬快，促使活塞中三個(gè)重要部位厚度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致活塞在擠壓和壓鑄環(huán)節(jié)中存在著一點(diǎn)氣孔，并且更大。就當(dāng)前而言，這種實(shí)驗(yàn)成果還需要跟進(jìn)一步研發(fā)，針對(duì)活塞外表耐磨成效和防護(hù)并沒有較高的改善和優(yōu)化。汽車內(nèi)燃機(jī)的使用范圍越來越廣泛，充分體驗(yàn)出了內(nèi)燃機(jī)具有的很多優(yōu)勢(shì)，內(nèi)燃機(jī)在實(shí)際使用中，經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)零部件失去成效的情況，產(chǎn)生這種問題主要是由于內(nèi)燃機(jī)活塞長時(shí)間磨損導(dǎo)致的，對(duì)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的影響比擬大。在這里基礎(chǔ)上，要想不斷創(chuàng)新，將離子Ti+N進(jìn)行浸透，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)可知Ti-N共滲層有較高的磨損性能，能夠有效的提升汽車內(nèi)燃機(jī)活塞耐磨性，下面將對(duì)Ti+N共滲實(shí)驗(yàn)方式和實(shí)驗(yàn)經(jīng)過進(jìn)行具體分析。3.1等離子Ti+N實(shí)驗(yàn)方式方法和實(shí)驗(yàn)選擇的材料本次試驗(yàn)主要目的是為了提升內(nèi)燃機(jī)中活塞部件外表耐磨性以及防護(hù)處理，選用等離子Ti+N共滲方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方式方法主要有下面三個(gè)步驟：第一，選用滲金金屬爐，在同一個(gè)爐子中將基本材料和Ti離子進(jìn)行充分的浸透，在處理完Ti離子浸透工序以后進(jìn)行Ti和N離子共滲的處理工藝，這兩個(gè)制作環(huán)節(jié)得到實(shí)現(xiàn)，主要是利用雙輝等離子浸透方式方法得以完成。第二，充分運(yùn)用當(dāng)代掃描儀科學(xué)設(shè)備，對(duì)Ti+N共滲材料進(jìn)行掃描，施行全面性的分析研究，采集相關(guān)測(cè)算數(shù)據(jù)，找到存在區(qū)別的成分。第三，運(yùn)用X射線設(shè)備，根據(jù)物理成像結(jié)果進(jìn)行深切進(jìn)入分析，對(duì)經(jīng)過處理以后的Ti+N共滲材料在使用經(jīng)過中連續(xù)觀察，主要觀察這種材料制作的活塞在內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)動(dòng)下，活塞表示清楚磨損情況，并做好觀察記錄。3.2深切進(jìn)入分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)通過上述實(shí)驗(yàn)可知，經(jīng)過處理的Ti與Ti+N共滲材料制作出來的內(nèi)燃機(jī)活塞與未經(jīng)過處理制作出來的活塞相多比，經(jīng)過前者制作的活塞外表明顯沒有氣孔，但是存在著一些泡狀現(xiàn)在狀況，經(jīng)過精準(zhǔn)測(cè)量能夠得到在汽車內(nèi)燃機(jī)活塞外表材質(zhì)上具有厚度為14m的合金材質(zhì)，并且這個(gè)合金層分布較為均勻，能夠完全適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)活塞制作需求，通過對(duì)外表合金層相鄰的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)方式方法及物理方式方法分析，能夠得到的結(jié)論是，相鄰區(qū)域中Cu元素的含量和距外表遠(yuǎn)近成正比，當(dāng)前還沒有二者之間的比例關(guān)系式，仍需要進(jìn)行跟深切進(jìn)入的實(shí)驗(yàn)計(jì)算出來。與外表距離成反比的元素是N、B兩種元素，Ti元素的含量則是根據(jù)外表距離加大，呈現(xiàn)出先增加后減少現(xiàn)在狀況。汽車內(nèi)燃機(jī)中活塞部件主要組成元素就是BeCu，這兩種元素經(jīng)過Ti+N共滲工藝加工以后，在活塞外表上就構(gòu)成了一種的Ti+N和BeCu相混合的物質(zhì)，也就是講經(jīng)過等離子共滲工藝處理以后內(nèi)燃機(jī)活塞外表材質(zhì)是由TiN合金層組成的，在活塞外表上存在的這種合金層起到的耐磨和防護(hù)的作用。這種活塞只要在磨損到達(dá)355m直徑的時(shí)候，才會(huì)出現(xiàn)磨損屑，并且在活塞部分外表上能夠看到相應(yīng)磨損特性，在同樣的條件下，TiN合金層與傳統(tǒng)活塞使用的材質(zhì)在磨痕方面上具有較高的優(yōu)勢(shì)，其磨痕無論是深度還是寬度都比擬低。通過對(duì)內(nèi)燃機(jī)活塞外表的觀察，經(jīng)過Ti和Ti+N共滲工藝處理以后外表耐磨性能更高層次，由此可知能夠有效提高活塞外表耐磨性和防護(hù)能力主要是通過Ti和Ti+N共滲工藝構(gòu)成一層合金層，在這種合金層即便經(jīng)過大量的摩擦也不會(huì)脫漏，產(chǎn)生的磨痕也是比擬光滑平整，進(jìn)而提升活塞外表功能，促使活塞使用壽命得以延長。4結(jié)論綜上所述，汽車在使用的經(jīng)過中內(nèi)燃機(jī)具有重要的作用，并且在內(nèi)燃機(jī)活塞的作用也比擬大，活塞的耐磨性和外表防護(hù)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)使用壽命起到關(guān)鍵性作用。這兩點(diǎn)內(nèi)容也是設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)考慮的問題，有效的提升活塞耐磨性能夠降低相應(yīng)阻力，能夠從整體上提升汽車使用性能，并且也具有降低噪音的效果，這也是活塞在市場(chǎng)中能夠站穩(wěn)腳步的因素。因而還需要加大內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)力度，促使內(nèi)燃機(jī)和活塞之間能夠完美適應(yīng)，將成效充分發(fā)揮出來，讓人們?cè)谑褂媒?jīng)過中更具有穩(wěn)定