祝传亮，曹国帅，郑洪国，黄超，赵昌锋,张学禄

1.滨州渤海活塞有限公司，山东 滨州 256600；2.山东省发动机活塞摩擦副重点实验室，山东 滨州 256600

0 引言

随着发动机性能的提高，活塞组件的工作环境更趋恶劣[1-4]，发动机更容易产生不同的失效模式。众多的失效模式中，发动机形成液压锁进而导致发动机失效是一种不太常见的失效模式，但是这种失效模式会对发动机造成极其严重的损害，导致相关零部件弯曲、碎裂等故障发生，甚至可能造成整台发动机报废。

本文中针对液压锁形成模式对活塞失效的影响进行研究，分析液压锁失效模式的判定思路，为液压锁导致的活塞失效分析提供参考。

1 活塞失效分析

当发动机处于静止或运行状态时，液体(水、冷却剂、机油或燃油)以非正常状态进入燃烧室，由于液体具有不可压缩性，活塞和曲轴在压缩行程中承受巨大的应力，在该应力作用下导致发动机运动件出现不同形式的失效，如活塞环岸断裂、连杆弯曲、曲轴损坏等，这种情况导致的失效称为液压锁失效。

1.1 失效描述

某1.3 L直列四缸四冲程增压发动机，其主要性能参数如表1所示。

表1 发动机主要性能参数

该发动机进行耐久试验运行到356 h时，由于曲轴箱压力过大报警，拆机后发现4只活塞的第2环岸均出现了断裂，部分活塞的第3环岸也出现了断裂失效。活塞失效面外观如图1所示。

图1 活塞失效面外观

1.2 失效原因分析

在热应力、机械应力、高温等因素综合作用下，如果活塞环岸承受的载荷大于设计承受能力，活塞极易发生环岸断裂失效[5-8]。……