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復(fù)合材料活塞銷

現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的振動(dòng)質(zhì)量和慣性力必須盡可能小。較小的振動(dòng)質(zhì)量不僅是保證發(fā)動(dòng)機(jī)平滑運(yùn)行的基礎(chǔ)，而且影響著發(fā)動(dòng)機(jī)組件的可靠性和壽命。如果曲柄機(jī)構(gòu)的振動(dòng)質(zhì)量減輕，則振動(dòng)也會(huì)減弱，同時(shí)也會(huì)減少零件的摩擦和磨損?；钊N質(zhì)量大約占振動(dòng)質(zhì)量的10％～ 30％，因此減輕活塞銷的質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能具有很大的影響。

馬勒公司新開發(fā)的復(fù)合材料活塞銷是在鋼套中擠壓入鋁芯。這將使汽油機(jī)的活塞銷減重高達(dá)20％，柴油機(jī)活塞銷減重30％。新復(fù)合材料活塞銷利用成形工藝進(jìn)行制造。介紹了復(fù)合材料活塞銷的設(shè)計(jì)原理、制造工藝和特性。

復(fù)合材料活塞銷的質(zhì)量和剛度根據(jù)選擇的活塞銷內(nèi)徑來確定，而其外徑往往受新發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的影響。通過保持活塞銷合適的內(nèi)外徑比可以使應(yīng)力變化不大，并能減輕一定的質(zhì)量。權(quán)衡活塞銷性能要求和質(zhì)量，確定其合適的內(nèi)外徑尺寸。另外，插入內(nèi)芯雖然可以避免變形，但會(huì)增加額外的質(zhì)量，因此可選擇較小密度的材料，如采用鋁合金內(nèi)芯。為了保證活塞銷所需要的強(qiáng)度，在每個(gè)負(fù)荷工況下都需要將鋁芯固定連接于套筒，以避免任何在觸點(diǎn)間隙下磨損、變形或滑落。為克服傳統(tǒng)的將鋁芯過盈配合壓入和熱沖入套筒方法的缺點(diǎn)，采用了新的制造方法即先間隙配合將鋁芯放入套筒，再擠壓鋁芯兩端，最終實(shí)現(xiàn)鋁芯與套筒的過盈配合。

Marco Maurizi et al. SAE 2015-01-0523.

編譯：牛妍妍