16V280ZJA型柴油机气缸套-活塞环摩擦损失计算分析

如何提高活塞环-气缸套摩擦副的可靠性和使用寿命,是提高柴油机的可靠性和耐久性的关键技术问题之一。采用基于一维Reynolds方程的数值模拟方法研究了16V280ZJA型柴油机活塞环-气缸套摩擦损失。计算结果表明,可以通过优化活塞环环高、开口间隙、环间间隙容积来减少摩擦损失。     

纳米SiO_2润滑油改善内燃机气缸套-活塞环润滑摩擦性能的基础试验研究

利用分散法制备了不同质量分数的纳米SiO_2润滑油,并考察其悬浮稳定性。通过四球摩擦磨损试验机对纳米润滑油进行极压试验和长摩试验,以此来模拟活塞靠近上止点附近时气缸套-活塞环摩擦副处于混合润滑的状态,以及活塞远离上止点时气缸套-活塞环摩擦副处于流体动压润滑的状态,分别考察纳米润滑油的极压性能和减摩性能;采用对置往复摩擦磨损试验机模拟内燃机上止点附近气缸套-活塞环的工作环境,以真实内燃机气缸套-活塞环材料作为摩擦副,进一步考察纳米SiO_2润滑油在变工况条件下(变温度、变速度、变载荷)的润滑摩擦性能,利用场发射扫描电镜FE-SEM观测了气缸套磨损表面的形貌,并分析纳米SiO_2润滑油改善润滑摩擦的机理。试验结果表明:应用纳米SiO_2添加剂可以显著提高基础油在混合润滑状态时的抗磨能力及在流体动压润滑状态时的减摩效果,在最佳添加浓度下,磨斑直径和平均摩擦系数分别下降了51.9%、46.7%;在上止点附近,气缸套-活塞环摩擦副的润滑状态为混合润滑,纳米SiO_2粒子的添加可以显著提高润滑油的抗磨减摩性能,在高温、低速、重载条件下摩擦系数分别下降10.5%、10.3%、5.9%;纳米SiO_2粒子在摩擦过程中在摩擦副表面起到"滚珠轴承"和抛光的复合作用。     

气缸套二维磨损对活塞环—气缸套摩擦副润滑特性的影响

进行了活塞环－气缸套的二维润滑分析。考虑到气缸套二维磨损的影响,联解了二维雷诺方程、膜厚方程和载荷平衡方程。计算结果表明,气缸套的磨损对活塞环－气缸套的润滑状态有重大影响。同时计算结果也显示,通常采用的一维润滑分析有其限性,对活塞－气缸套进行二维润滑分析是十分必要的。     

用耦合分析法研究内燃机活塞环-气缸套传热润滑摩擦问题

在以往对活塞环-气缸套润滑摩擦性能的研究中,大都忽略了活塞组-气缸套间的导热,或者将导热过程简化,这与该摩擦副的实际润滑摩擦状况相去甚远.把柴油机缸内燃气、活塞、活塞环、润滑油膜、气缸套、冷却介质作为一个耦合体,考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,采用耦合分析法建立了活塞环-气缸套的三维非稳态热混合润滑摩擦模型.该模型以三维瞬态热传导模型、动压润滑模型和润滑油膜传热模型为基础,并考虑了润滑油的黏温变化、燃烧室燃气泄漏、表面粗糙度、油膜破裂位置以及气缸套圆周方向上的非轴对称性等影响因素.采用上述模型,对6110型柴油机活塞环-气缸套摩擦副进行了传热、润滑、摩擦耦合分析,得到了活塞组-气缸套的温度场,并用试验证实了耦合模型的正确性;与此同时,得出了润滑油膜的温度、黏度、最小油膜厚度和摩擦热随曲轴转角和活塞环周向高度的分布曲线.     

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。     

结构参数对活塞环-气缸套润滑摩擦性能影响的数值模拟

将三维瞬态热传导模型、动压润滑模型和润滑油膜传热模型耦合起来,并考虑了润滑油的黏-温变化、油膜破裂位置以及活塞环弹力在气缸套圆周方向上的非轴对称性等影响因素,开发了一种活塞环-气缸套三维非稳态热混合润滑摩擦模型.采用上述模型,对比分析了固体部件温度场、活塞环轴向高度和桶面高度3个结构参数对活塞环-气缸套润滑摩擦性能的影响.结果表明:在365.3°CA时,最小油膜厚度取得最小值,摩擦力取得最大值;活塞环、气缸套分别取进气下止点和燃烧上止点处的温度计算出的最小油膜厚度降低的幅度值为31.7%;活塞环轴向高度由2.00,mm增大到4.00,mm,最小油膜厚度增大的幅度值为74.5%,最大摩擦力降低的幅度值为45.7%;活塞环桶面高度由2.5,μm增大到5.0,μm,最小油膜厚度降低的幅度值为46.5%,最大摩擦力增大的幅度值为57.1%.     

氮化气缸套活塞环的选用及开口间隙计算

对发动机气缸套、活塞环拉缸故障的原因进行了分析,简述了氮化气缸套的结构、性能以及工艺过程,论述了气缸套、活塞环静态开口间隙的计算方法。     

中速柴油机气缸套-活塞环在航磨合的方法探究

介绍了船用中速主柴油机的气缸套-活塞环磨合运转的程序,分析了提高磨合质量的措施,提出了将气缸磨合运转的程序与柴油机检修试验及船舶初期营运合理配载相结合的具体方法,在保证柴油机可靠、经济、安全工作的前提下,提高船舶的经济效益。     

活塞环--气缸套三维润滑性能分析

本文建立了活塞环—气缸套三维动压混合润滑模型。该模型以平均Reynolds方程和表面微凸体接触方程为基础，并考虑了燃烧室燃气泄漏、表面粗糙度、油膜破裂位置以及气缸套圆周方向上的非轴对称性等因素对润滑性能的影响。分析计算表明，气缸套圆周方向上的非轴对称性对活塞环—气缸套摩擦系统的润滑性能有很大影响，对该系统进行三维润滑性能分析是非常必要的。     

气缸套—活塞环摩擦副材料匹配的研究

作者对国产中小型柴油机缸套一活塞环摩擦副常用的典型材料,进行交替配对组成九种摩擦副,在一定的速度及滴油润滑条件下,以法向载荷及摩擦时间为参变量,考察它们的摩擦磨损性能。试验结果表明,合适的材料组配可以大大提高摩擦副的耐磨性能;摩擦系数随载荷而变化;在一定的载荷作用下,由于材料的塑性变形及石墨的润滑作用可使摩擦系数降低;摩擦系数与磨损量之间不能建立对应的函数关系;在合适的金相组织范围内较硬材质有较高耐磨性;活塞环材质硬度比缸套材质硬度较高时(本试验为40HB)摩擦副的磨损量最小;摩损系数也随载荷而变化。     

气缸套-活塞环磨合过程摩擦磨损特性分析

分别从气缸套-活塞环的磨损失重、基于分形方法的摩擦力矩盒维数分析等方面通过实验研究了不同润滑状态下气缸套-活塞环磨合过程中磨损失重和摩擦力矩的变化规律。结果表明:随着磨合磨损时间的延长,磨损量逐渐增加,磨损率呈下降趋势,摩擦力矩的盒维数呈上升趋势;在不同的润滑方式下,摩擦力矩分析比磨损失重分析更能定量地描述气缸套-活塞环在磨合期内的摩擦磨损特性。     

CC195柴油机活塞环—气缸套快速模拟磨损试验研究

本文提出了以原机为模型的小型柴油机快速模拟磨损试验的理论与方法，并将其用于设计CC195型柴油机活塞环－气缸套的快速模拟磨损试验模型。     

内燃机气缸套—活塞环表面流量因子的确定及混合润滑分析

提出一种在分析气缸套—活塞环润滑特性时根据气缸套、活塞环表面粗糙度确定表面流量因子的办法，克服了以往计算流量因子的不足，充分考虑到影响流量因子的各种因素，同时也可反映出气缸套──活塞环在磨损过程中表面粗糙度变化的影响，从而能准确分析气缸套──活塞环润滑特性的动态变化。     

内燃机气缸套-活塞环磨合过程的模拟试验研究

在康胜专用磨合油润滑条件下，对S50MC型柴油机磨合过程中气缸套、活塞环的磨损失重和表面粗糙度这两个重要参量随载荷、不同加载方式、转速及时间的变化规律进行了模拟试验研究，得出了这几个重要因素对磨合过程影响的结论。     

内燃机缸套—活塞环混合润滑特性及摩擦力分析

本基于二维Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程分析了缸套－活塞环的润滑特性，并且计算了缸套－活塞环间的摩擦力，考虑了表面粗糙度，微凸体接触以及活塞环装入缸套后的变形等影响因素，结果表明，缸套－活塞环间的油膜厚度沿周向是不均匀的，采用二维Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程可以准确地描述缸套－活塞环的摩擦及润滑特性以及润滑特性沿活塞环周向的变化。     

考虑摩擦化学反应的活塞环-缸套摩擦力计算模型修正及验证

通过MFT—3000往复摩擦磨损试验机进行了活塞环—缸套摩擦副边界润滑状态下摩擦化学膜摩擦系数的测量.首先,通过适用于试验机的润滑仿真模型得到了能够出现边界润滑状态的工况范围,完成了试验工况的初步筛选,并通过试验对此范围的合理性进行了验证.然后,设置空白对照试验保证试验过程中能够生成摩擦化学膜.最后,通过多因素(载荷、...     

活塞环-缸套贫油润滑特性仿真分析

为研究柴油机在贫油润滑状态下活塞环-缸套摩擦副的润滑特性,以活塞环-缸套摩擦副为研究对象,基于平均雷诺方程和微凸体接触模型,建立活塞环-缸套摩擦副一维混合润滑模型,并在该模型的基础上,根据来流油膜厚度计算贫油状态润滑域,得到贫油润滑模型。通过贫油润滑模型,对不同载荷、不同频率、不同贫油程度对润滑油膜厚度、摩擦力、摩擦因数等参数的影响进行仿真。结果表明：在贫油润滑时油膜厚度分布规律与富油润滑时的分布规律类似,但油膜厚度与润滑区宽度均小于富油润滑;微凸体承载力占比增大,动压润滑效应被削弱,摩擦因数增大。     

内燃机缸套-活塞环润滑计算的研究进展

内燃机中的缸套-活塞环是非常重要的摩擦副之一，对这对摩擦副进行润滑分析将有助于提高其寿命和可靠性。本文在已有的研究工作和文献调研的基础上，对缸套-活塞环摩擦副润滑计算分析研究的概况、发展过程、影响因素、研究现状等进行了简要的综合介绍和分析评述。并指出了现有研究工作存在的问题和进一步研究的主攻方向及其必要性，展望了这方面研究工作的发展前景。     

活塞环-气缸套纳米润滑油强化传热的机理研究

内燃机活塞环-气缸套之间润滑油膜存在流体润滑、薄膜润滑以及干摩擦状态共存的现象。针对其中的流体润滑状态,采用Euler-Lagrange算法考察了加入纳米颗粒后对基础润滑油传热性能的影响。结果表明,由于纳米颗粒的加入对流场产生扰动,表现为速度边界层减薄,加速了润滑油与壁面热量传递过程,显著提高了润滑油的换热能力。以体积分数为0.5%、1.0%和1.5%、粒径为50nm的金刚石纳米润滑油为例,相对于基础润滑油,平均对流传热系数分别提高了2.5%、5.4%和7.3%。     

内燃机缸套-活塞环润滑计算的研究进展

内燃机中的缸套-活塞环是非常重要的摩擦副之一,对这对摩擦副进行润滑分析将有助于提高其寿命和可靠性.本文在已有的研究工作和文献调研的基础上,对缸套-活塞环摩擦副润滑计算分析研究的概况、发展过程、影响因素、研究现状等进行了简要的综合介绍和分析评述.并指出了现有研究工作存在的问题和进一步研究的主攻方向及其必要性,展望了这方面研究工作的发展前景.