气缸套压装变形研究.pdf

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1、肖培贤李月霞杨淑娟：气缸套压装变形研究37气缸套压装变形研究StudyontheDefbrmationofCylinderSleeVePressing肖培贤李月霞杨淑娟(河南省中原内配股份有限公司)(摘要]气缸套是发动机的心脏零部件之一，当它被装入机体或施加预紧力后会产生变形，其变形的大小影响着柴油机整机性能和排放性能。通过对不同配合间隙及预紧状态下气缸套的变形分析，可以找出影响气缸套变形的主要因素，为气缸套的设计和装配积累了经验。[关键词]气缸套变形装配间隙预紧力Keywords：CylindersleeVeDistonionFit—upgapP

2、reloadforce0引言气缸套是发动机的心脏零部件之一．其产品性能直接影响发动机的动力性、经济性、可靠性、环保性和安全性。它在加工和装配后，都会形成一定程度的变形，引起密封不良气缸套内孔变形对发动机的颗粒排放，可靠性等都有重要影响。性能方面：气缸套内孑L变形大的发动机，由于活塞环不能很好密封，机油容易窜入燃烧室热解裂化产生颗粒，导致其颗粒排放水平差，很难达到对颗粒排放要求严格的国3或国4排放的要求：并且燃烧室燃气容易窜入曲轴箱．做功的燃气泄漏会导致燃油消耗率不理想。可靠性方面：气缸套内孔变形大的发动机容易耗机油、窜气及磨损缸套，导致新品开发进度

3、慢及批产投放市场后三包维护费用大。为制造出性能、排放达标及可靠性优异的发动机，必须开展缸孔变形的研究及优化工作。1试验方案本次试验共采用两种机型，分别为1lL机和8．9L机，前者支承肩处为间隙配合．后者支承肩处为过盈配合。试验时分别检测缸套在自由状态下、压装后无预紧力状态下，150Nm预紧力和260Nm预紧力等状态的缸套内孔尺寸，每种状态检测上下检测12个截网。每个截圆网周均布检测12个点f】5。／个)，共检测144个点．压装前使用外径千分J弋和内径T．分表分别检测缸套支承肩外圆直径和缸体沉孑L内径，计算其配合间隙。试验使用加长内径千分表检测内孔直

4、径，每检测一个方向使用环规校对一次内径千分表，检测误差保证在0．002mm以内。2分析要求压装后无预紧力与自由状态对比，目的是分析压装引起的变形：150Nm预紧力与压装后无预紧力对比，目的是分析施加部分预紧力时缸套在预紧力下引起的变形：260Nm预紧力与压装后无预紧力对比，目的是分析施加全部预紧力时缸套在预紧力下引起的变形。3检测位置示意图图111L机型缸套圆周检测位置示意图．』囊笺匡爹P图211L机型缸套上下检测位置示意图图389L机型缸套圆周检测位置示意图图489L机型缸套上下检测位置示意图r⋯’l”IjrI¨■■自Ⅲ图5t￡々自自#￡"№4数

5、据分析4．11L机型缸套试验数据分析该机型为上支承，上下环带为配合面，因此气缸套支承肩与缸体沉孔处为间隙较大．具体间隙分布见图5；气缸套上环带与缸体配合为间隙配合，配合间隙为0．014一O．057mm：气缸套下环带与缸体配合为间隙配合，配合间隙为0．043—0．101mm。由于该机型整体配合都为间隙配合，因此气缸套在压人机体后最大变化只有0．006mm．大部分都在0．002mm以内，考虑到检测误差。可以认为气缸套装入机体后内孔没有发生变化，具体见图6。如图7所示。施加150Nm预紧力对距大端10mm处(退刀槽)影响最大，整体变小，变化规律呈椭圆形状

6、，30。处为椭圆长轴，1200处为椭圆短轴，最大变化量为0．014mm。距上端15mm和22mm处变化趋势和距上端10mm处相同，但距上端200mm、220mm和250mm处肖培贤李月霞杨淑娟：气缸套压装变形研究与上端正好变化方向相反。如图8所示，施加260Nm预紧力后缸套内径变化趋势和施加150Nm时相同，但使其变化更离散。距大端距离150mm以下几个截圆内孔尺寸0。时最小，然后开始逐渐变大，至750时内孔尺寸最大．750以后开始逐渐变小。内孑L在45。和135。时尺寸变化在0．002mm以内。4．28．9L机试验数据分析图9Ⅲt^l如～mqK#

7、Rt№t^qIt一■#图10舅_一：。，二：j_：r。：．．藿霎之、7⋯’2：二：一：”。：，一一=。瓠，孽、、～U一一‘一．‘一～●一，图13图14该机型为中支承．依靠支承肩外圆进行配合，其设计为过渡配合，最大间隙为0．12mm，最大过盈为0．058mm。本机型共进行两轮试验，第一轮试验时缸体沉孔椭圆0．076mm，因此造成配合后最大间隙和最大过盈量都在0．04mm以上。如图9所示，距大端10mm、15mm、30mm、40mm和80mm等上部几个截圆在缸套压人缸体后内孔随缸体沉孔的大小发生变化，变化幅度几个截圆从上至下依次减小；距大端100mm、

8、110mm、120mm和130mm等几个截圆基本不随上部沉孔尺寸发生变化；距大端170mm和225mm处最下端两个截圆内孔