缸套-活塞环三维润滑状态模拟分析

以发动机缸套-活塞环摩擦副为对象,研究润滑表面粗糙度、润滑油的变黏度效应以及气缸套圆周方向的形变等因素对润滑状态的影响。运用三维瞬态平均Reynolds方程与微凸体接触模型,建立缸套-活塞环三维瞬态动压润滑模型,并使用Fortran语言编制了润滑状态计算程序,得出行程内的最小油膜厚度、压力分布、摩擦力等曲线。结合实际工况对计算结果进行分析,表明在活塞环圆周方向上的油膜压力及油膜厚度分布都是不均匀的,有明显变化;在压缩冲程上止点附近,微凸体摩擦力数倍于流体摩擦力,是引起摩擦磨损的主要原因。     

基于GT-Suite的活塞环-缸套摩擦特性研究

以活塞环-缸套为研究对象,利用GT-Suite软件建立了活塞环-缸套摩擦模型,将摩擦、润滑和动力学三者耦合起来,同时考虑了活塞环和缸套的扭曲变形、接触表面粗糙度等因素,计算分析标定工况下活塞环-缸套的油膜厚度、油压分布、摩擦力和摩擦功耗。着重分析了不同润滑油温和不同转速条件下第一环油膜厚度和摩擦功耗,结果表明:第一道活塞环处润滑效果差、摩擦功耗高;随着油温升高,油膜厚度显著减少,同时摩擦功耗显著减少,综合考虑润滑和摩擦功耗,发现油温在80~90℃时摩擦特性较为理想;随着转速提高,油膜厚度增加,同时摩擦功耗增加,转速对油膜厚度影响较小,对摩擦功耗有显著影响。     

柴油发动机气缸套磨损及预防措施

柴油机在工作过程中,磨损是最常见的故障现象.活塞环与气缸套之间过渡磨损可导致气缸内压力下降而达不到工作压力、机油被燃油稀释、油膜变薄、活塞环与气缸套之间形成边界润滑或干摩擦.导致气缸套严重磨损,造成柴油机的动力性、经济性和可靠性下降,甚至影响柴油发动机的正常运行.     

珩磨角和粗糙度对CuNiCr气缸套摩擦学性能的影响

研究了不同珩磨形貌的CuNiCr气缸套与Cr-Al_2O_3涂层活塞环配副时的摩擦学性能。分析了CuNiCr气缸套磨损表面形貌和元素分布,以及珩磨角和粗糙度对缸套摩擦磨损和抗拉缸性能的影响规律。结果表明,优化珩磨角和粗糙度可以有效改善气缸套的摩擦学性能。珩磨角和粗糙度不仅影响活塞环与气缸套之间的磨损机制,而且还对润滑油膜分布和油膜的保持有较大影响,进而影响其摩擦磨损以及抗拉缸性能。     

缸套-活塞环摩擦副的磨损润滑研究现状与发展前景

分析了气缸套-活塞环的磨损润滑机理,并比较了材料表面处理的多种方法,如机械处理、激光珩磨等的优缺点,得出气缸套表面分部处理的思路,并提出了摩擦副减摩润滑的基本研究思路。     

内燃机高次多项式函数凸轮最小油膜厚度变化特性分析

高次多项式函数凸轮旋转中接触点的曲率半径、速度和载荷变化会引起油膜厚度发生变化。文中采用弹流润滑理论计算高次多项式函数凸轮的最小油膜厚度、弹流润滑特性数,并用Mathematics软件分析不同幂指数的高次多项式函数凸轮最小油膜厚度、弹流润滑特性数随转角的变化规律。结果表明,在凸轮桃尖区域最小油膜厚度最小。     

缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响

基于活塞二阶运动方程和裙部流体动压润滑模型,建立了活塞和缸套的结构动力学模型,以分析缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响。结果表明:不同曲轴转角下缸套的变形不同,做功行程中变形明显,而且最大变形量出现的区域随转角的变化而改变;考虑缸套弹性变形后,活塞二阶运动有所加剧,在压缩和做功行程中更加明显;在做功行程中裙部最小油膜厚度明显减小,而总摩擦功耗显著增加,在其它行程中两者均无显著改变;油膜压力场峰值变小,在进气和做功行程中减小明显,但压力场分布基本不变。     

活塞环和气缸套表面形貌对润滑性能的影响

综合考虑缸套热变形、缸套温度场、弹性变形以及润滑油变黏度等因素影响，建立活塞环-缸套摩擦副的瞬态流体动压润滑计算模型，分析发动机工况、活塞环-缸套接触面粗糙度方向和粗糙度大小对摩擦功耗和窜气量的影响。研究发现，当转速升高时，摩擦功耗升高，影响发动机效率；活塞环采用横向粗糙度方向和缸套采用纵向粗糙度方向的组合，能够同时使窜气量和摩擦功耗处于较低的水平；综合粗糙度一致时，采用活塞环表面粗糙度低于缸套表面粗糙度的组合，能有效降低摩擦功耗。     

车用柱塞泵配流副径向表面轮廓对稳态润滑特性影响的研究

使用表面形貌仪实际测量了配流盘径向表面轮廓,同时假设缸体径向表面轮廓具有理想型、内凹型和内凸型3种类型,并使用倾斜方位描述法建立了考虑径向表面轮廓的油膜厚度模型;结合柱坐标系下稳态润滑控制方程,对比分析3种径向表面轮廓对偶形式配流副的动压力分布及其效果,最后搭建稳态润滑试验台进行试验验证。试验与仿真结果表明:与实测配流盘配合的理想平整缸体动压生成能力最强,但因加工问题无法实际应用,内凹型缸体动压能力次之,可应用于配流副工程设计,而内凸型缸体生成动压能力最差;内凹型缸体-实测配流盘对偶的配流副摩擦因数符合经典Stribeck曲线,其反映润滑状态转变的临界速度随负载的增大而升高。     

活塞环径向压力分布的精确测量方法

为深入研究活塞环径向压力分布的规律，本文分析了活塞环径向压力分布传统测量法的缺点，研究了活塞环变形与径向压力的关系，提出了一种电测量方法，能够精确测量活塞环径向压力分布。实际测量结果表明，采用新方法测量活塞环径向压力分面，结果稳定可靠，重现率高，并且有较高的精度。     

发动机活塞环-缸套低摩擦设计仿真分析

以某直列3缸汽油机为研究对象,建立了仿真计算模型,验证了模型的正确性,利用该模型分析了活塞环结构对活塞环-缸套摩擦副润滑的影响。研究表明:过大或过小的活塞环径向桶面高度都会增加活塞环-缸套摩擦副的摩擦损失;在保证发动机平稳运行的基础上,应尽可能选择小的切向弹力;开口间隙对活塞环-缸套之间的窜气量影响很大,冷态时,该款发动机开口间隙为0.38~0.40mm时最佳。     

直线度误差对活塞销轴承润滑性能的影响

基于Reynolds润滑方程和油膜厚度方程,研究了直线度误差对轴承润滑性能的影响,建立了轴向几何型线的数学表达公式;针对某高速大功率柴油机,建立了详细的单缸计算分析仿真模型;研究了锥形、喇叭形、桶形和三角形误差对活塞销轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力、轴瓦最大摩擦力矩、平均摩擦功损失以及油膜温度变化曲线和温度场分布的影响规律.研究结果表明:不同活塞销直线度误差的素线形状对轴承润滑性能的影响不同,素线形状的极值点位置对活塞销动态特性和轴承润滑性能的影响较大,素线曲率的影响要小些;使活塞销素线形状失去对称性,或使活塞销刚度减小的误差,对轴承润滑不利,有导致衬套脱落、烧蚀的危险.     

结构参数对活塞环润滑性能影响的分析

为了分析活塞环结构参数对其润滑性能的影响,以流体润滑理论为基础,发展了一种活塞环流体动压润滑数值分析模型。在此基础上,对比分析了不同结构参数对活塞环润滑性能的影响。计算结果表明:活塞环结构参数对其润滑性能有着很大的影响,在设计活塞环时应综合考虑各种影响因素。分析计算结果为活塞环的摩擦学设计及优化提供了参考依据。     

活塞、活塞环的摩擦以及润滑油粘度对燃料经济性的影响

论述了活塞、活塞环的摩擦以及润滑油粘度对燃料经济性的影响。研究表明,气缸套的润滑主要是流体动力润滑,在活塞运动到上止点时,活塞环和气缸套之间因局部接触而发生混合润滑。通过降低润滑油的粘度和添加减摩剂,可以改善润滑而提高燃料的经济性。     

发动机气缸套磨损谱编制方法研究

通过对气缸套-活塞环进行润滑分析,得到了不同曲轴转角位置活塞环的微凸体载荷分布及磨损速率。结合动载荷特点对Archard磨损计算模型进行了修正,同时根据载荷分级对发动机工况进行了离散,计算得到了各离散网格单元内的磨损参数,基于发动机整机载荷谱,采用时间插值方法,编制了典型任务剖面下的气缸套磨损谱。     

中重型柴油机扩缸前后缸套变形的数值分析

降低缸套壁厚可以在保持发动机紧凑性的同时提高排量,而缸套变形是限制许用厚度的主要瓶颈,针对这一问题,选择缸套壁厚和材料作为变量,缸套变形圆柱度和傅里叶展开系数作为评判指标,研究了薄壁湿式气缸套的可行性。通过对某型柴油机进行有限元分析,发现缸套壁厚从8．25 mm 降低到6．25 mm 后缸套变形明显变大,而改用钢质材料后缸套变形与原机相当,证明了通过降低缸套壁厚同时采用弹性模量更高的材料是一种可行的扩缸方法。     

活塞组件耦合作用下的气缸套变形特征分析

为评估某V型高强化柴油机气缸套的变形特征,考虑活塞组件的耦合作用,建立气缸套变形分析的有限元分析模型。采用有限元非线性求解方法对气缸套热-机耦合工况下结构变形进行求解,获得气缸套工作状态下的结构变形量,并充分说明在气缸套结构变形分析中考虑活塞组件耦合效应的重要性。分析了缸套结构纵向及不同高度截面变形特点,结果表明,缸盖螺栓预紧载荷和活塞侧向作用力对缸套缸口和活塞上止点处的截面变形影响较大,气缸套中下部截面变形相对较小,主要以椭圆变形为主。