内燃机活塞裙部-缸套间润滑油输送状况*

活塞裙部-缸套间的润滑油输送情况对内燃机活塞组件摩擦副润滑状态、润滑油消耗、排放和润滑油性能退化等都有重要的影响。结合活塞二阶运动模型、流体润滑模型和润滑油流动模型等,进行不同内燃机工况下活塞裙部-缸套间润滑油输送状况的计算,主要分析活塞向下运动行程中活塞裙部运动后气缸套表面润滑油的滞留量。结果表明,在不同工况下对应行程中润滑油滞留量的变化规律基本相同,不同时刻的润滑油滞留量不相同,活塞上下止点处的润滑油滞留量基本相同。内燃机负荷相同时,随转速增加,进气行程中和膨胀行程中后期的润滑油滞留量减少,膨胀行程前期的润滑油滞留量增加。内燃机转速相同时,膨胀行程前期的润滑油滞留量一般随负荷增加而增加,膨胀行程中后期的润滑油滞留量基本不随负荷变化,不同转速下进气行程中润滑油滞留量随负荷的变化规律不一致。     

表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响

以一多缸内燃机为对象,研究表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响。建立活塞二阶运动方程与平均Reynolds方程相结合的活塞裙-缸套摩擦副润滑分析模型。活塞二阶运动方程采用Broyden方法求解,应用有限差分法进行活塞裙-缸套摩擦副的润滑分析。结果表明,表面粗糙度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能影响不明显,而随润滑油黏度增加,活塞裙-缸套摩擦副的最小油膜厚度、摩擦力和摩擦功率增加,最大油膜压力在进气和排气行程随润滑油黏度变化比较明显,在其他行程变化较小。     

裙部型线对内燃机活塞二阶运动和活塞裙部润滑的影响研究

以某多缸内燃机为研究对象,研究活塞裙部纵向型线对活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响。考虑活塞裙部和缸套的表面粗糙度与微凸体接触,建立了活塞二阶运动方程与平均Reynolds方程相结合的活塞裙-缸套摩擦副润滑分析模型。活塞二阶运动方程采用Broyden方法求解,应用有限差分法进行活塞裙-缸套摩擦副的润滑分析。结果表明,采用二次曲线型活塞裙部有利于改善活塞裙-缸套摩擦副润滑性能、降低内燃机摩擦损失、减轻活塞对气缸套的冲击和提高内燃机工作的平顺性。     

不同工况下活塞二阶运动和活塞裙部润滑研究

目前研究内燃机活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑时一般仅针对标定工况进行,不考虑实际使用内燃机工作中工况的不断变化。另外,分析中一般都假设活塞裙-缸套摩擦副在一个内燃机工作循环中处于充分润滑状况。以某四行程内燃机为研究对象,基于实测的气缸压力,考虑实际润滑油流动确定摩擦副的润滑状况,进行不同内燃机工况下的活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑分析。结果表明,不同工况下的活塞二阶运动性能和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能都存在差异,活塞二阶运动性能和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的最不利情况不一定出现在标定工况。因此,内燃机活塞组件设计时,如果仅分析标定工况下的活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能将不够全面合理,需要进行不同工况下活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的分析计算。     

内燃机活塞裙部二次型线的弹性流体润滑分析

在对活塞动力学和流体动压润滑行为进行耦合建模的基础上,以椭圆曲线为例分析了二次裙部型线对承压油膜形成的影响,并通过仿真计算考察了活塞裙部二次型线下的油膜力及其在活塞两侧的分布、裙部摩擦损失、活塞二阶运动等.通过分析可知,与直线型裙部型线相比,二次型线具有如下特点:裙都与缸套间的多段楔形有利于形成分布更加合理的多段承压油膜,从而有利于活塞的可靠润滑和导向;活塞裙部摩擦损失有所减小;活塞横向运动速度和位移有明显增加等.     

考虑润滑油供给条件的油环-缸套摩擦副润滑分析

内燃机油环-缸套摩擦副润滑分析,多采用富油条件或假定某种特殊边界条件,与油环-缸套摩擦副实际润滑油供给状况不相符。以某四行程内燃机为研究对象,研究油环-缸套间润滑油流动与供给,确定油环进口油膜厚度;在此基础上,根据流量平衡和压力平衡,确定油环上、下轨各段工作面边界条件,并分别对各段求解Reynolds方程,分析油环-缸套摩擦副在计及润滑油供给条件下的润滑性能,并与富油状况对比。研究结果表明,计及供油状况下,油环-缸套摩擦副在上、下行程的润滑性能不对称,最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦力及摩擦功耗与富油状况均有一定差异,特别是在上行程差别显著。可见,考虑进口润滑油供给条件分析内燃机油环润滑性能,将对活塞环-缸套摩擦副的设计信赖性产生积极影响。     

基于润滑分析的活塞参数设计研究

本文建立了结合活塞动力学方程的和缸套-活塞裙部间的流体动压润滑方程的活塞润滑数学模型。采用改进的数值分析方法来研究活塞裙部的摩擦功率及二阶运动和活塞设计参数之间的关系，分析了活塞的一些参数对活塞润滑性能的影响，并对活塞结构参数的设计进行了研究。     

活塞缸套摩擦副的流体动力润滑

根据流体动力润滑原理,在适当假设的条件下,推导出了活塞缸套摩擦副最小油膜厚度最大瞬时值及上、下死点油膜厚度的计算公式。最后对所求得的公式进行了讨论。     

计及润滑油输送的内燃机活塞二阶运动研究

内燃机活塞二阶运动直接影响活塞对气缸的拍击、产生的噪声及活塞裙部-缸套摩擦副的润滑、摩擦和磨损.目前内燃机活塞二阶运动分析中一般认为活塞裙部-缸套摩擦副在一个内燃机工作循环所有行程全部处于充分润滑状况,而实际中当活塞上行(向上止点运动)时,入口处的润滑油量不一定能保证该摩擦副处于充分润滑状况.以某四行程内燃机为研究对象...     

中凸型活塞裙部的流体动力润滑分析

结合动力学方程及活塞裙部在缸套内的流体动压润滑方程,运用数值方法研究活塞的二阶运动,分析中凸型线对活塞裙部无量纲位移等方面的影响.通过与直线型线对二阶运动影响结果比较发现,中凸型活塞裙部更利于运转性能的提高.     

基于280ZJB组合式活塞裙部的摩擦特性研究

在组合式活塞裙部摩擦学和动力学已有研究的基础上,建立适用于大功率机车组合式活塞裙部的二阶运动和动力润滑耦合模型,并在Matlab环境下,编写了耦合模型的计算方法,研究各项参数变化对组合式活塞裙部摩擦特性和动力学行为的影响。结果表明,润滑油动力黏度、发动机转速、活塞销偏置对活塞裙部的摩擦特性有重要影响。     

柴油机活塞裙部尺寸的正确注法

活塞是柴油机中的一个重要运动零件,它长期处于高温、高压条件下,作变负荷的往复运动并传递动力。故其工作性能和寿命至关重要。就筒体活塞的基本结构而言,一般可分为:顶面、头部、槽部、裙部和销孔五个部分。它们各有各的功用和要求。本文仅就活塞裙部形状尺寸的标注,提出一些看法,以求和有关同志商讨。由于活塞在气缸中工作时,裙部是导向和承受侧推力的表面,故裙部在整个活塞中占有较大的表面积。另外,销孔的位置也处于裙部范围内,因此,必造成裙部金属材料的分布不均匀。当活塞工作受热膨胀时,由于销孔座部分的金属材料比较集中,其热膨胀量必然比其它部分大,使裙部外圆变形呈     

活塞裙部型线对流体动力润滑特性的影响

从活塞裙相对于气缸壁面变速润滑运动的状态出发，建立了雷诺方程，再以椭圆-双曲面表达热态时活塞裙部型面的形状，以解析式模拟裙部表面和气缸壁面之间的油膜分布，在最小油膜厚度不能小于气缸壁面和裙部表面的粗糙度的前提下，用有限元方法解雷诺方程，得出分布的油膜压力。并用油膜压力合力与侧压力是否平衡来判断裙部型面的设计是否合适。在计算过程中还发现中凸点附近的曲率半径不能过小。     

基于MATLAB的活塞裙部型面的曲线拟合

针对中凸变椭圆活塞横向和纵向复杂型线的特点,提出了采用MATLAB曲线拟合工具对活塞的轮廓线进行曲线拟合.通过实例证明,该方法计算简单,拟合精度高.     

计入活塞混合润滑的内燃机连杆瞬态响应分析

对计入活塞混合润滑的连杆进行了全周期瞬态响应分析。首先在给出混合润滑雷诺方程的基础上，利用自编有限元软件分析了活塞的二阶运动，并借助联立约束法，实现了连杆、活塞和曲柄的动力学耦合求解；然后，把求解得到的连杆质心加速度及其小头受力转化为工程软件ANSYS的载荷表形式，利用ANSYS求解器，实现了全周期下连杆瞬态响应仿真。仿真结果表明：在全周期下，连杆所受的最大和最小应力点和值是变化的，最大应力主要集中在连杆中下部两端边缘。上述分析方法克服了静态分析的不足，所得结论更加接近连杆的实际工况。     

活塞销孔轴线对裙部轴线垂直度检具

活塞销孔轴线对裙部轴线垂直度误差值的检测,多数生产厂家采用千分表测量活塞头部外圆反映误差的方法,也有使用V形铁斜面与活塞裙部接触测量误差的方法,实践中发现都存在不同程度缺陷,并且不能适应多品种活塞的测量,同时V形测块难于加工且不经济。为了解决上述问题,确保测量值的准确性和适应小批量多品种活塞的检测,我们研制了如图所示检具。     

活塞结构参数对裙部磨损状况的影响研究

为了减小活塞裙部磨损、提高活塞运行的稳定可靠性,以Ricardo公司的Pisdyn软件为模拟计算工具,以某款柴油机为研究对象,建立一个包含活塞、连杆、缸套等组件的综合考虑表面粗糙度、活塞和缸套热及弹性变形影响的多体动力学模型,研究了配缸间隙、活塞销偏置、中凸点高度、裙部顶端间隙等参数对活塞磨损的影响规律,为活塞的结构设计提供了理论指导。研究结果表明:增大配缸间隙,会减小裙部磨损,但增加过大时,会引起裙部顶端和低端的磨损;随着活塞销偏置由次推力面向主推力面的移动,裙部最大磨损载荷逐渐增大,同时导致主推力面磨损区域向下移动,次推力面磨损区域向上移动;随着中凸点高度的增加,裙部磨损最严重的区域向顶端移动;增大裙部顶端间隙,会使得裙部磨损载荷逐渐减小,主推力面和次推力面磨损区域均向下移动;增大裙部型线上指数,裙部两侧磨损载荷均呈现增大的趋势,主推力面磨损区域向下移动,次推力面磨损区域向上移动;裙部底端间隙和型线下指数对活塞磨损的影响较小。     

基于Pro/E的内燃机活塞裙部精确造型

精确活塞裙部形状是活塞CAE/CAM的基础。文中研究在Pro/E环境下采用曲线方程控制活塞裙部多个横断面形状,进而完成活塞裙部的精确建模。     

增压条件下活塞的动压润滑分析

根据流体动力润滑理论与活塞动力学方程建立的分析模型，依据发动机燃气压力的变化，计算了增压前后的活塞裙部最小润滑油膜厚度和摩擦力。结果表明，发动机增压后，主推力边和次推力边的最小润滑油膜厚度分别变小，裙部的摩擦力和摩擦功耗增大。因增压后活塞润滑能力降低，并且摩擦功耗增加，会对整机的可靠性产生影响，这些都应当在增压改进设计时予以重视。