张运泰 霍英贤 张 龙 韦 虹

（宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 浙江 宁波 315336）

引言

活塞作为发动机中关键的运动件，随着近年来发动机设计爆发压力的逐步提高，其承受的燃烧气体压力也越来越大。这就要求其本身的设计强度要能够承受更高爆发压力，不仅是活塞头部强度、销座强度以及裙部强度，活塞环岸的强度也是非常关键的一个部分。近些年来，增压发动机的比例越来越高，在活塞环岸上发生的失效越来越多，其中非常重要的一个因素就是发动机爆震在增压机型上比在自然吸气机型上出现的机率大了很多。本文从某活塞环岸的失效现象分析，提出了使用环岸设计时的有限元分析方法对环岸强度如何进行分析改进提供了思路[1-3]。

1 故障现象

某型增压汽油机在开始大批量装机几个月以后，市场不断反馈有发动机出现活塞环岸断裂的故障发生，环岸断裂的活塞在每个缸都有出现。发动机拆机后所发现的活塞失效情况如图1～4 所示。

图1 二环岸裂纹

图2 二环岸断裂

图3 二、三环岸断裂

图4 二环岸以下至裙部断裂

该增压汽油机在实验室进行性能和耐久台架试验验证时，各项性能指标均满足设计要求，没有发生过环岸断裂的失效问题。市场返回的失效发动机行驶里程有长有短，少的有几十千米，长的有几千千米。

从以上图片可以看出，失效活塞有的只是第二环岸断裂，有的是第二和第三环岸都发生了断裂，严重的从第二环岸向下一直到活塞整个裙部全部断裂。……