Page 68 - 无损检测2021年第四期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202104008

活塞燃烧室的涡流阵列检测

陆英豪 , 倪培君 , 齐子诚 , 林俊明 , 李寒林 , 付 康 , 唐盛明 1
1
2
1
1
1
3
( 1. 中国兵器科学研究院宁波分院, 宁波 315103 ; 2. 爱德森( 厦门) 电子有限公司, 厦门 361004 ;

3. 集美大学 轮机工程学院, 厦门 361021 )
摘 要:根据发动机活塞的铸造工艺, 分析了活塞燃烧室表面可能产生缺陷的类型, 提出了基

于涡流阵列的检测方法。研制了活塞燃烧室表面涡流阵列 C 扫描检测系统, 采用自主设计的两种
对比试块, 研究了激励频率、 高通滤波、 检测速度等参数对涡流信号的影响。开展了检测工艺研究,
根据检测速度、 深度、 灵敏度以及信噪比等因素选定检测工艺参数, 根据选定的工艺参数调整阻抗

增益和相 位, 在 检 测 速 度 小 于 24s / 件 的 情 况 下, 有 效 实 现 了 活 塞 燃 烧 室 表 面 规 格 为 5 mm×

0.12mm×0.2mm ( 长 × 宽 × 深) 的人工裂纹的检出。

关键词:活塞; 燃烧室; 涡流阵列; C 扫描成像

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 04-0030-06

Edd y currentarra y testin g of p istoncombustionchamber

1
3
1
2
1
1
,
,
LUYin g hao , NIPei j un , IZichen g LINJunmin g LIHanlin , FUKan g TANGShen g min g 1
,
Q

( 1.TheNin g boBranchofOrdnanceScienceInstituteofChina , Nin g bo315103 , China ;

2.Edd y sun ( Xiamen ) ElectricCo. , Ltd. , Xiamen361004 , China ;

3.SchoolofMarineEn g ineerin g , JimeiUniversit y , Xiamen361021 , China )

Abstract : Accordin g tothecastin gp rocessoftheen g inep iston , thet yp esofdefectsthatma yoccuronthe

surfaceofthep istoncombustionchamberareanal y zed , andadetection method basedonedd ycurrentarra y

technolo gy isp ro p osed.Anedd ycurrentarra yC-scandetections y stemforthep istoncombustionchamberwas

develo p ed.Usin g twoinde p endentl y desi g nedcom p arativetestblocks , theeffectsofexcitationfre q uenc y , hi g h- p ass

filterin g , detections p eedandother p arametersoftheedd y currentsi g nalwerestudied.Thentheins p ectionp rocess

wasresearched , andthep rocessp arameters wereselectedb ycom p rehensivel yconsiderin gthefactorssuchas

ins p ections p eed , de p th , sensitivit yandsi g nal-to-noiseratio.Finall y , theselectedp rocessp arametersareusedto

ad j usttheim p edanceg ainandp hase.Undertheconditionthatthedetectionvelocit yislessthan24secondsp er

p iece , thedetectionofartificialcracksof5mm×0.12mm×0.2mm ( len g th×width×de p th ) onthesurfaceofthe

p istoncombustionchamberiseffectivel yachieved.

Ke ywords : p iston ; combustionchamber ; edd y currentarra y ; C-scanima g in g
活塞是发动 机 的 “ 心 脏”, 在 运 行 工 况 下 承 受 铝基复合材料活塞通常采用挤压铸造工艺整
着很大的 机 械 负 荷 和 热 负 荷, 对 发 动 机 的 性 能 起 体成型 [ 3 ] , 其剖 面 如 图 1 所 示。 在 铸 造 铝 基 复 合
着至关重要的作用 [ 1 ] 。铝基复合材料活塞具有耐 材料活塞时, 顶部燃烧室容易出现缩孔和缩松 [ 4 ] ;
高温、 耐高 压、 耐 腐 蚀、 强 度 高、 线 性 膨 胀 系 数 小、 热处理工 艺 不 当 可 能 导 致 活 塞 顶 出 现 裂 纹; 材 料
质量小等优点 [ 2 ] 。 不均匀也可能产生夹杂 [ 5 ] 。这些缺陷严重损害了
材料的力 学 性 能, 甚 至 可 能 导 致 活 塞 顶 部 开 裂 和
收稿日期: 2020-06-17
穿孔 [ 6 ] , 造成 活 塞 失 效 甚 至 发 动 机 拉 缸 等 严 重 事
作者简介: 陆英 豪( 1995- ), 男, 硕 士, 主 要 从 事 无 损 检 测 研 究
工作 故。因此, 需要对活塞燃烧室表面缺陷进行检测。
目前采用渗透检测方法, 该方法虽然容易实施, 但
通信作者: 倪培君, ni p ei j un@vi p .sina.com
3
0

2021 年 第 43 卷 第 4 期
无损检测