柴油机活塞与缸套的匹配研究现状

从缸套-活塞组的摩擦、缸套失圆机理、缸套与活塞组润滑等多个方面对柴油机活塞与缸套的匹配研究现状进行综述,并对缸套-活塞组的研究趋势做了预测性分析。     

重型柴油机湿式缸套穴蚀损伤差异的数值模拟研究

本文针对某款重型柴油机在爆压提升前、后出现的穴蚀差异,提出了一种综合缸套振动变形与冷却液空化的耦合建模方法。首先基于活塞-缸套瞬态动力学模型,获取了缸套主副推力侧在活塞侧击作用下的动态响应,并通过台架试验进行了校验。然后,将仿真的振动信号以动网格形式输入流场,研究了缸套振动激励下两款柴油机不同水腔区域的空化波动特性,并结合实验与数值模拟解析了高爆压柴油机缸套穴蚀显著的主要原因。结果表明,缸套在活塞侧击作用下的振动响应与其约束模态有关,流场的空化强度与缸套振动幅值并非线性相关,而是与缸套的振动频率和模态振型存在耦合相关关系。这些研究成果为缸套穴蚀倾向的预测研究提供了新的思路与方法。     

曲轴偏置对汽油机活塞摩擦力的影响

本文分析了曲轴偏置在不同的发动机工况下对活塞摩擦力的影响,并用浮动缸套方法分析了活塞裙部与缸套间的活塞摩擦力,具有一定的指导意义。     

大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力测量研究北大核心CSCD

开发了一种基于连杆力无线测量的活塞组摩擦力在线测量方法,给出了摩擦力测量原理和连杆力无线测量方案。在对测量系统进行标定和验证基础上,实现了某大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力的在线测量。结果表明,所开发的测量方法具有较高的精度,可以捕捉发动机工作过程中活塞组摩擦力的变化规律,并具有很好的一致性,能够为发动机活塞组的低摩擦设计提供试验支持。     

柴油机缸套-活塞副磨损动态监测方法研究

选择柴油机缸套-活塞副运行工况中的磨损状态和磨损超限状态进行了研究。针对柴油机缸套-活塞副不同的磨损运行状态,利用机体表面振动及油样铁谱分析方法进行了研究。结果表明：柴油机缸套-活塞副处于不同磨损状态时,机体表面振动相应地变化,润滑油中磨损颗粒的成分、形貌及尺寸也会发生．相应的变化;机体表面振动、铁谱分析方法可对缸套-活塞副磨损运行状态实现有效的监测,并为多信息融合技术提供方法和数据基础。     

基于神经网络的内燃机活塞-缸套磨损的故障诊断

分析了BP算法。在MATLAB环境下以改进的BP网络为识别模型对内燃机活塞-缸套磨损的几种故障进行分类训练,并应用待识别的故障样本识别仿真。结果表明,该方法在活塞-缸套磨损诊断中是行之有效的。     

钢质薄壁缸套的模态分析

采用模态分析技术，以汽车发动机的钢质薄壁缸套进行了实验模态分析，获得了钢质薄壁缸套的振动模态参数，并可动态地观测其三维振型，为解决薄壁缸套在加工过程中的颤振问题提供了依据。     

缸套瞬态温度场的有限元分析

本文提供了计算二维温度场的通用方法,即瞬态温度场的非线性有限元解法.首先,以实测的温度确定缸壁与燃气的接触边界条件,计算出稳定温度场.以稳定温度场做初始条件,考虑活塞运动情况,利用所确定的放热系数确定缸套与燃气的接触边界条件计算了铸铁缸套的瞬态温度场,给出了缸套表面层的温度波动情况.     

柴油机缸套间隙超磨耗标准故障监测诊断研究

介绍了多缸柴油机(6135G)的超磨耗标准的活塞—缸套间隙进行状态监测及故障诊断的研究。针对多缸柴油机的超磨耗标准缸套间隙进行分析，在此基础上选择与活塞—缸套工作状态有关的监测诊断参数，探讨气缸压力、机体振动、瞬时转速与活塞—缸套工作状态的关系并进行试验，利用各种分析方法，从中提取诊断特征作为状态监测及故障诊断信息。     

柴油机机油耗的模拟分析

在应用ANSYS软件计算得到活塞和缸套变形的基础上,应用GLIDE软件对不同活塞、活塞环和缸套组合的机油耗进行了计算与分析,计算结果表明:选择合适的活塞环可以有效地降低整个转速区域内的机油耗,加强活塞的冷却和采用椭圆形缸套均可降低发动机高速时的机油耗.     

基于声发射和小波分析的活塞环-缸套系统的摩擦润滑状态研究

利用声发射(AE)技术对摩擦润滑状态进行在线监测。采用小波多分辨率分析技术抑制由阀门开关和燃烧震荡引起的大幅值声发射AE信号,并采用阈值降噪的方法提取出由粘滞摩擦力引起的声发射信号。然后运用小波包络分析计算冲程中部的声发射信号幅值的平均值作为评价活塞环-缸套系统润滑状态的指标。试验结果显示:冲程中部的声发射信号能够有效地表征活塞环-缸套的摩擦润滑状态,并能够通过声发射指示标准区分不同类型的油品对系统润滑状态的影响。其中,声发射信号的幅值随着载荷的增大而小幅增大,且随着转速的增大而明显增大。研究结果充分证明了声发射监测技术在活塞环-缸套摩擦润滑状态在线监测的有效性。     

活塞环-气缸套润滑摩擦研究

活塞环与气缸套间的润滑、摩擦直接影响到内燃机的动力性、经济性和可靠性。在内燃机实际运行过程中,缸内工作过程循环变动及活塞气缸套间动接触导热直接影响到润滑油膜的状态,因而活塞环在缸套中的不同位置时的摩擦、润滑状态各不相同。在传统的活塞环组稳态热混合润滑的基础上,考虑到活塞组一气缸套动接触系统瞬态传热,建立了活塞环组的非稳态热混合润滑、摩擦数理模型及数值方法。运用该方法可模拟出活塞环组润滑、摩擦特性,并可预测出不同瞬时润滑油膜的温度场、压力分布、油膜厚度、摩擦功和摩擦热等重要参数。     

活塞动力学二阶运动的仿真方法与试验研究

采用多体动力学在时间域内迭代计算活塞、缸套及润滑油膜相互耦合子系统的运动学与动力学方程,在考虑活塞体径向刚度、活塞体及缸套冷热态型面的影响下,得到活塞主、副推力侧实际工况下的热态配缸间隙;动力学仿真方法计算出活塞二阶运动结果,包括:活塞主、副推力面间换向的径向运动和绕活塞销的转动;二阶运动对缸套的动态敲击力作为载荷边界条件施加在有限元模型上,计算出气缸体在活塞敲击下的振动响应;同时,在发动机台架上对气缸体两侧的活塞敲击处布置加速度传感器、以及布置缸内爆压传感器和上止点位置测量得到气缸体结构振动响应,试验结果验证了仿真模型的有效性.     

考虑热变形的活塞组件结构对活塞二阶运动的影响分析

结合活塞、缸套工作温度场的实测值,建立了2D25柴油机活塞组件动力学模型,分析了配缸间隙、活塞销偏置量和活塞头部型线等结构参数对活塞二阶运动的影响关系,并采用正交试验设计优化了2D25柴油机活塞组件结构参数。分析结果表明:对活塞二阶运动的影响主要体现在活塞敲击能量和摩擦功耗,其影响关系是此消彼长的;在计算的影响因素中,对活塞二阶运动影响最大的是配缸间隙,其次是活塞销偏置量和裙部椭圆度,影响最小的是中凸点位置;活塞头部结构的不同主要是影响活塞敲击能量,而对活塞的摩擦功耗影响较小。     

不同润滑状态摩擦力矩分形行为研究

针对缸套-活塞环磨合过程摩擦力矩的变化特点,提出一种用分形维数描述摩擦力矩信号复杂性的新方法。从工程应用角度介绍摩擦力矩信号盒维数的计算方法,通过试验研究了缸套-活塞环磨合过程中摩擦力矩信号盒维数的变化规律。结果表明：随磨损失重的增加,摩擦力矩信号盒维数呈上升趋势,且在不同的磨损状态下,摩擦力矩信号盒维数上升趋势不同,运用摩擦力矩信号盒维数可有效地评价磨合磨损过程。     

某船用大功率柴油机拉缸故障分析

针对某船用大功率柴油机运行过程中的拉缸故障进行拆检分析和有限元仿真研究.分析与研究结果表明:润滑油喷嘴堵塞影响了活塞热量散发和气缸套有效润滑,在高负荷下加速了零件磨损,进而导致拉缸故障.不同负荷下,活塞、气缸套和活塞环均向外部膨胀,活塞与气缸套间存在足够的热膨胀余量;而活塞环与气缸套间将出现过盈配合,在高负荷和润滑失效...     

现代中速柴油机活塞缸套匹配分析

阐述了柴油机主要摩擦副——活塞缸套的匹配技术。从分析缸套、活塞的工作条件和结构特点着手,讨论两者的结构设计匹配、材料及表面加工的匹配,结合中速柴油机的技术发展要求,总结了现代中速柴油机缸套、活塞环(裙)的结构设计匹配要点及材料和表面加工的匹配要点,并介绍了几种匹配方案。     

激光微造型柴油机缸套的试验研究

采用激光微造型加工技术,在某柴油机气缸套工作表面上,加工出规则的交叉网纹型微观形貌.其表面评定参数优于传统平台网纹缸套,网纹沟槽清晰、分布均匀,网纹沟槽的深度和一致性增加,缸套表面平整,增加了承载面积.而装机试验表明,装配激光微造型缸套的柴油机工作正常,各性能参数稳定,缸套和活塞环之间摩擦学性能优于平台网纹珩磨缸套,发动机机油消耗比采用后者时降低了48.1%,活塞漏气量下降了49.2%.     

内燃机活塞环-缸套擦伤的理论分析与试验模拟

基于模拟试验和理论分析研究了活塞环－缸套的擦伤问题,测量了在不同的内燃机转速、润滑油及环境温度下发生擦伤的载荷及表面本体温度。根据试验结果通过混合润滑分析确定了发生擦伤时的微凸体承载量,并以此为基础采用Ｂｌｏｋ公式计算了微凸体瞬现温升,首次定量确定出了活塞环－缸套发生擦伤时的表面接触温度,建立了活塞环－缸套发生擦伤时的临界膜厚比准则