轻型柴油机在车辆、轮船、农业机械等领域得到广泛的运用,作为柴油机的关键零部件,活塞的工作条件很恶劣——高温、高速、高压、且润滑不良,其直接与高温气体接触,燃烧室内的爆压可达到18-20MPa、表面温度接近400℃,且温度分布很不均匀。工作过程中活塞承受顶部压力、侧压力。其在气缸内以8-12m/s的速度做往复运动,速度及加速度时刻变化,由此产生很大的惯性力,活塞则因此受到很大的负载。某项目研发过程中,出现多起发动机失效(窜气量大、“哒哒声”),通过检测缸压、内窥镜查看等手段,初步确认缸内存在活塞头部出现裂纹、顶部烧熔等现象,拆解后发现活塞出现失效、融顶等现象。项目组对此问题高度重视、特成立专题项目组解决该问题。本次研究的特点在于:针对不同里程、不同运行工况的轻型柴油机活塞的不同失效模式,专题项目组分别从活塞、冷却系统、标定等子系统进行分析,找到导致活塞失效的可能原因——活塞本身设计裕度不足、活塞冷却喷管质量问题、活塞燃烧室喉口氧化皮夹杂、实际爆压偏高,对铸造缺陷、台架边界、活塞本身安全裕度、装配控制等方面进行排查及优化设计,最终解决工程实际问题——发动机成功通过1000h耐久试验验证。对于行业内系统失效分析有一定的借鉴意义。