CN1651615A - 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法 - Google Patents

天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1651615A
CN1651615A CNA2004100733390A CN200410073339A CN1651615A CN 1651615 A CN1651615 A CN 1651615A CN A2004100733390 A CNA2004100733390 A CN A2004100733390A CN 200410073339 A CN200410073339 A CN 200410073339A CN 1651615 A CN1651615 A CN 1651615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piston
natural gas
25min
60min
20min
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004100733390A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100350080C (zh
Inventor
李均明
蒋百灵
白力静
时惠英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CNB2004100733390A priority Critical patent/CN100350080C/zh
Publication of CN1651615A publication Critical patent/CN1651615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100350080C publication Critical patent/CN100350080C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

一种天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，将铝合金活塞渗入氧化槽的碱性电解溶液中并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，通过对不同时间范围内电参数的控制，制备出满足燃烧室热蚀环境的致密性陶瓷层覆盖在铝合金活塞表面，经本发明公开的方法处理的铝合金活塞完全满足了天然气发动机的使用要求，可以解决铝合金活塞燃烧室热蚀失效的问题。

Description

天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种防热蚀表面处理方法，尤其涉及一种天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法。
背景技术
近年来，对环境的保护越来越重视，以天然气作燃料越来越多的应用在各个领域。公共交通企业也开始大规模应用天然气，通常是在汽油发动机上使用天然气，产生了“天然气—汽油两用车”，由于受燃烧规律的影响，天然气发动机排气温度较高，严重影响发动机活塞燃烧室的使用性能，有的将发动机燃烧室的形状进行改变，有的改变发动机的压缩比，发动机燃烧室形状的改变所起的作用有限，发动机压缩比的改变又受到了爆燃的限制。开发采用单一天然气作燃料的发动机能很好的解决这一问题。但是由于采用单一天然气作燃料，发动机的部分零部件(如气门阀座、活塞等)的工况条件趋于恶化，传统的发动机部件加工处理工艺已经无法满足使用要求，其中铝合金材料的发动机活塞在台架试验中多次出现失效，致使发动机功率下降，严重的表现为烧顶，造成拉缸使发动机无法正常工作。通过对失效活塞样件的试验检测分析找到活塞失效的主要原因是铝合金材料的抗热疲劳性能无法达到天然气发动机的使用要求，此外，天然气燃料自身含有少量腐蚀性气体(如H2S)也会造成铝合金材料的腐蚀失效。因此，解决活塞失效问题成为天然气发动机开发过程中的关键技术问题之一。
发明内容
为了解决天然气发动机中活塞失效的问题，本发明的目的是提供一种天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，用这种方法处理之后，就会在铝合金活塞表面生成热障性致密陶瓷层，解决了天然气发动机铝合金活塞失效的问题。
本发明所采用的技术方案是：天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电压、占空比和频率，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电30～60分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
碱性电解溶液为：按重量与总体积比，六偏磷酸钠15～25g/L，硅酸钠6～10g/L，钼酸钠5～8g/L，碳酸钠10～15g/L，钨酸钠3～5g/L，溶液的pH值范围调节在8-12之间。
本发明的有益效果是：由于本发明是通过对不同时间范围内的电参数(电压、占空比、频率)的控制，调节不同阶段的电源输出能量，从而制备出满足燃烧室热蚀环境的致密性陶瓷层覆盖在铝合金活塞表面，经本发明公开的方法处理的铝合金活塞完全满足了天然气发动机的使用要求，可以解决铝合金活塞燃烧室热蚀失效的问题。
附图说明
图1是通电时间与电压的对比曲线；
图2是通电时间与占空比的对比曲线；
图3是通电时间与频率的对比曲线；
图4是未经处理的铝合金活塞试验380小时后出现失效的图片；
图5是未经处理的铝合金活塞试验500小时后出现烧顶的图片；
图6是经微弧氧化处理后的活塞经试验1000小时后仍完好的图片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数：
参见图1，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；
参见图2，通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；
参见图3，通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；
通电30～60分钟后，就会在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
碱性电解溶液为：按重量与总体积比，六偏磷酸钠15～25g/L，硅酸钠6～10g/L，钼酸钠5～8g/L，碳酸钠10～15g/L，钨酸钠3～5g/L，溶液的pH值范围调在8-12之间。
采用对比台架试验方法以确定本发明的处理方法对解决活塞失效的有效性。
对铝合金活塞表面不处理和经本发明处理的天然气发动机进行1000小时的全速全负荷台架试验。试验结果表明，未经处理的活塞在台架试验进行到380小时拆检发现铝合金活塞出现部分失效，其主要失效形式为点蚀，如图4所示。当试验进行到500小时，铝合金活塞发生严重失效，造成“烧顶”现象，活塞顶部已残缺不全，如图5所示。而对于经本发明处理后的铝合金活塞的发动机在1000小时的台架试验中未发生活塞失效，拆检发现活塞表面处理层良好，无点蚀、无剥落，如图6所示。
经发动机1000小时全速全负荷台架试验证明经本发明处理的铝合金活塞完全满足了天然气发动机的使用要求，该方法可以解决铝合金活塞失效的问题。
实施例1
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液：按重量与总体积比，六偏磷酸钠20g/L，硅酸钠6g/L，钼酸钠7g/L，碳酸钠15g/L，钨酸钠5g/L，溶液的pH值为10，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电30分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
实施例2
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液：按重量与总体积比，六偏磷酸钠25g/L，硅酸钠10g/L，钼酸钠5g/L，碳酸钠10g/L，钨酸钠3g/L，溶液的pH值为8，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电60分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
实施例3
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液：按重量与总体积比，六偏磷酸钠15g/L，硅酸钠8g/L，钼酸钠6g/L，碳酸钠13g/L，钨酸钠4g/L，溶液的pH值为12，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电50分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
实施例4
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液：按重量与总体积比，六偏磷酸钠18g/L，硅酸钠7g/L，钼酸钠8g/L，碳酸钠14g/L，钨酸钠5g/L，溶液的pH值为9，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电40分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
实施例5
天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，包括以下步骤，在氧化槽内配置碱性电解溶液：按重量与总体积比，六偏磷酸钠23g/L，硅酸钠9g/L，钼酸钠5g/L，碳酸钠11g/L，钨酸钠3g/L，溶液的pH值为11，将铝合金活塞渗入上述配好的溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电参数，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电30分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。

Claims (2)

1.一种天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，其特征在于，将铝合金活塞浸入碱性电解溶液中，铝合金活塞与电源正极相接，电源负极接不锈钢板，通过电源对活塞施加电压，控制不同时间范围的电压、占空比和频率，通电时间与电压的对应关系为：0min，0V；0～2min，从0v增加到450v；2～3min，从450v增加到500v；3～5min，从500v降到520v；5～10min，从520v增加到530v；10～20min，530v；20～25min，从530v降到500v；25～30min，从500v降到300v；30～60min，300v；通电时间与占空比的对应关系为：0～3min，12％；3～15min，15％；15～20min，12％；20～25min，10％；25～30min，8％；30～60min，8％；通电时间与频率的对应关系为：0～10min，300HZ；10～20min，400HZ；20～25min，500HZ；25～30min，600HZ；30～60min，600HZ；通电30～60分钟后，即可在活塞表面原位生长一层致密的热障陶瓷层。
2.根据权利要求1所述的天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法，其特征在于，所说的碱性电解溶液为：按重量与总体积比，六偏磷酸钠15～25g/L，硅酸钠6～10g/L，钼酸钠5～8g/L，碳酸钠10～15g/L，钨酸钠3～5g/L，溶液的pH值范围调节在8-12之间。
CNB2004100733390A 2004-12-02 2004-12-02 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法 Expired - Fee Related CN100350080C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100733390A CN100350080C (zh) 2004-12-02 2004-12-02 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100733390A CN100350080C (zh) 2004-12-02 2004-12-02 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1651615A true CN1651615A (zh) 2005-08-10
CN100350080C CN100350080C (zh) 2007-11-21

Family

ID=34868998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100733390A Expired - Fee Related CN100350080C (zh) 2004-12-02 2004-12-02 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100350080C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101824641A (zh) * 2010-03-29 2010-09-08 西安理工大学 铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法及所用的电解液
CN103016196A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 石家庄金刚凯源动力科技有限公司 适用于重油的活塞
CN103992098A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 张佑锋 发动机高硅铝合金活塞表层处理用晶瓷化液配方及工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275263B (zh) * 2007-12-18 2010-08-11 华南理工大学 电压阶跃微弧氧化方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4128461A (en) * 1978-03-27 1978-12-05 Sanford Process Corporation Aluminum hard anodizing process
DE4037392C2 (de) * 1990-11-22 1997-07-31 Physikalisch Tech Studien Gmbh Elektrolyt und Verfahren zur Erzeugung weißer oxidkeramischer Oberflächenschichten sowie Verwendung des Elektrolyten
CN1070696A (zh) * 1991-09-16 1993-04-07 何柱生 铝或铝合金表面亲水与防腐处理技术
DE10127770A1 (de) * 2001-06-07 2002-12-12 Volkswagen Ag Verfahren zur Erzeugung von Korrosionsschutzschichten auf Oberflächen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101824641A (zh) * 2010-03-29 2010-09-08 西安理工大学 铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法及所用的电解液
CN101824641B (zh) * 2010-03-29 2011-08-10 西安理工大学 铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法及所用的电解液
CN103016196A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 石家庄金刚凯源动力科技有限公司 适用于重油的活塞
CN103992098A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 张佑锋 发动机高硅铝合金活塞表层处理用晶瓷化液配方及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN100350080C (zh) 2007-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6817349B2 (en) Control system and method and engine control unit for compression ignition internal combustion engine
US7607416B2 (en) Engine control device
US20110224889A1 (en) Knocking Control System for Gas Engine
CN1854480A (zh) 扩展内燃机中贫油点火极限的方法
KR101542540B1 (ko) 과급기 부착 내연 기관의 제어 장치
CN100350080C (zh) 天然气燃料发动机用活塞燃烧室的防热蚀表面处理方法
Allawi et al. A simulation of the effect of Iraqi diesel fuel cetane number on the performance of a compression ignition engine
US6349698B2 (en) Injection pressure controlling method of gasoline direct injection engine
US8011094B2 (en) Method of converting diesel engine to natural gas engine
CN102536502B (zh) 一种将柴油发动机改造成汽油发动机的方法
CN109723537B (zh) 低热值燃气高效增压喷射稀薄燃烧综合控制系统及方法
DE102008010781A1 (de) Umweltfreundliche Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Direkteinspritzung, einem Verdichter für die zugeführte Luft, sowie einem Katalysator und einem Rußpartikelfilter für die Abgasreinigung
US6910269B2 (en) Method of converting diesel engine to natural gas engine
Gupta et al. A CFD study on the effect of compression ratio on combustion characteristics and emissions in a spark-ignition engine
JP4501108B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
Britto et al. Development of heavy duty Otto cycle engine powered by ethanol
USRE46889E1 (en) Method of converting diesel engine to natural gas engine
CN209483488U (zh) 一种气体收集处理系统
JP2009085072A (ja) 内燃機関の制御装置
RU2812995C1 (ru) Двигатель изменяемой компрессии (варианты) и способ функционирования двигателя изменяемой компрессии (варианты)
JP2018119502A (ja) ポート噴射式内燃機関の燃料噴射制御機構
Yamasaki et al. Development of flexible gas fuel engine system
CN205532908U (zh) 一种汽油发动机停缸节油装置
Goto et al. Development of high density gas engine 28AG
Loganathan et al. Experimental studies on low pressure semi-direct fuel injection in a two stroke spark ignition engine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Linyi Zhaohua Power Machinery Co.,Ltd.

Assignor: Xi'an University of Technology

Contract record no.: 2011370000198

Denomination of invention: Heat etching proof surface treatment method of piston combustion chamber for natural gas fual engine

Granted publication date: 20071121

License type: Exclusive License

Open date: 20050810

Record date: 20110511

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071121

Termination date: 20101202