■ 孙淑霞，王剑，王潇如，夏金宝

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近年来，随着新材料、新技术的出现，高爆压、高负荷内燃机的应用越来越普遍，并且轻量化设计趋势明显加快，这就对作为内燃机核心部件的活塞提出更高的设计要求，在活塞顶部靠近镶圈附近增加振荡冷却油腔设计是一种普遍采用的方式。冷却油通过主油道一侧的喷嘴喷入活塞冷却油腔中，在冷却油腔内振荡吸收活塞热量后流出，从而降低活塞（特别是活塞头部）温度。依据内冷油腔成形工艺的不同，又区分为水溶盐芯活塞和焊接活塞。下面主要针对水溶盐芯活塞（见图1）在生产或使用中内冷油腔常见的几种潜在失效模式进行讨论和解析。

图1 水溶盐芯活塞

1. 内冷油腔几何尺寸失效

内冷油腔几何尺寸失效（见图2）是一种最常见失效模式，能占到内冷油腔失效数量的80%以上。内冷油腔几何尺寸失效的直接后果是内冷油腔与环槽和燃烧室的距离变窄，造成环岸断裂或燃烧室击穿。内冷油腔几何尺寸失效存在多种表现形式，总体可归纳为四类（见图3）：①内冷油腔径向偏移。②内冷油腔轴向偏移。③内冷油腔翘曲变形。④内冷油腔平面失圆。

图2 内冷油腔几何尺寸失效

图3 内冷油腔几何尺寸失效表现形式

研究表明，内冷油腔径向偏移失效模式出现的原因包括：①盐芯本身的定位孔偏离中心位置。②模具上的盐芯定位支撑在外力作用下发生倾斜、弯曲或偏移。

内冷油腔轴向偏移失效模式出现的原因包括：①盐芯本身制造尺寸偏大。……