中置式气缸套应力特征研究

本文提出一种求解缸套上部凸缘载荷的理论方法，同时，采用接触单元模拟技术求解支承座面的接触应力，进而应用这种方法对中置式缸套应力场进行计算，详细分析各种工况和结构参数对缸套应力和变形的影响，从而得到关于中置式缸套变形和应力特征的分析结果。     

运动颗粒对活塞环润滑的影响

利用运动网格技术分析了颗粒对活塞环润滑特性的影响。首先导出了新的润滑雷诺方程，该方程不仅适用于颗粒存在的润滑求解，同时也适用于不含颗粒的润滑问题求解。通过把油膜场分为三个求解域，依据新的雷诺方程，通过网格变换，追踪了颗粒对活塞环润滑特性的影响。仿真结果表明：油膜承载力和活塞环所受的摩擦力会随着颗粒在油膜厚度方向上的高度及颗粒直径的增加而增加；而随颗粒轴向速度的增大而减小。     

活塞环Cu-Sn镀层对球墨铸铁缸套摩擦性能影响

针对高强化工况下活塞环Cu-Sn镀层对珩磨球墨铸铁缸套摩擦磨损性能的影响,采用往复式摩擦磨损试验机,选择单层镀Cr活塞环和多层镀Cu-Sn/Cr活塞环开展摩擦磨损试验,测量摩擦系数和缸套磨损量,分析磨损后的摩擦面形貌和成分.结果表明:相比单层镀Cr活塞环,多层镀Cu-Sn/Cr活塞环与球墨铸铁缸套配对时的摩擦系数和缸套磨损量分别降低2.6%和51.8%;磨损后的缸套表面形貌呈现平坦凸峰,形成了更为平整的平台结构.活塞环Cu-Sn镀层在摩擦磨损过程中会镶嵌到缸套表面,有助于在摩擦表面形成化学反应膜,改善摩擦副微凸体间的接触和摩擦状态,提升球墨铸铁缸套的摩擦磨损性能.     

镀铬活塞环表面层工作应力及剥离的数值分析

为避免活塞环表面镀铬层的剥落,有必要了解活塞环表面层的应力分布。以新发展的变分法和非线性优化方法求解能量泛函,研究活塞环-气缸套表面摩擦力下的接触问题,对计算结果进行了讨论。计算结果显示：表面镀层和摩擦力对应力分布有重大影响,随着镀铬层的变薄,接触应力分布越来越集中在镀层区内．且最大应力值也随之上升。     

污染颗粒对活塞环腔气体压力的影响

本文利用龙格-库塔法，分析了污染颗粒对活塞环组内气体压力的影响。首先针对传统的环组气体流动方程进行了适当的修改，得出了含有污染颗粒的环组气体流动方程。利用此方程，以典型的三环系统为例，分析了污染颗粒的有效面积和位置对各环腔内气体压力的影响。计算结果表明：随着污染颗粒有效面积的增加，上环和存在污染颗粒环的环腔气体压力随之增大，而下环的环腔气体压力相应减小；多环存在污染颗粒时，各环腔的气体压力表现为各环污染颗粒的综合影响的结果。     

活塞环—缸套润滑状态周向不均匀性的研究

本文基于活塞环接触压力分布、活塞环偏摆、活塞环开口间隙位置的分析研究，指出了活塞环－缸套润滑状态周向不均匀性的客观存在。应用二维平均流量模型和微凸体接触方程，并考虑活塞系统的偏摆和润滑油粘度变化，提出了一个新的活塞环－缸套润滑状态的分析计算模型，给出了活塞环－缸套油膜厚度的三维分布，定量探讨了活塞环接触压力分布形状、活塞环偏摆、活塞环开口间隙位置对周向油膜厚度不均匀性的影响。     

双螺纹凹槽织构对缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响

设计了一种双螺纹凹槽织构,通过数控精密机械加工技术在柴油机缸套内表面加工不同深度的双螺纹凹槽,槽深分别为50μm、100μm、150μm、200μm、250μm,槽宽均是3mm。在同一负荷、同一转速下通过TCLPR-1缸套-活塞环摩擦磨损试验机研究不同深度凹槽织构对缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:不同深度双螺纹凹槽对缸套-活塞环的接触电阻阻值、表面粗糙度和表面性能有较大的影响;合适深度(150μm)的双螺纹凹槽能够增大油膜厚度,提高油膜润滑状态,降低磨损,减小粗糙度,同时提升缸套的储油能力和支承性能;不合适深度(50μm)的凹槽织构的性能却相反。     

西部环境下内燃机活塞下区气流场数值研究

运用商用软件ANSYS,模拟了典型西部环境恶劣因素沙尘对活塞下区气流场的影响,分析了沙尘颗粒的速度、直径、浓度和密度对活塞下区气缸壁压力和气流速度的影响。研究表明：存在影响活塞下区气缸壁压力和气流速度场的临界沙尘颗粒直径和临界速度,较大的沙尘颗粒直径和速度是导致缸壁应力和变形增加的主要因素;沙尘颗粒的存在会使其周围的流场产生负压;随着沙尘颗粒的密度和浓度的增加,活塞下区气缸壁所受最大压力会相应增大,且气流入口处压力增加较快。     

结构参数对活塞环-缸套系统润滑的影响

以某型号直列式6缸机为载体,用数值方法求解活塞环．缸套三维润滑模型,分析了表面粗糙度、活塞环桶面高度和缸套椭圆度等结构参数对润滑状态的影响,给出了不同参数下最小油‘膜厚度的对比,以及几个曲轴转角下油膜压力和油膜厚度的分布情况。结果表明,结构参数对润滑有显著的影响;在做功冲程上止点附近油膜厚度最小,其值为0．559μm,油膜压力最大;在整个运行过程中,凸峰接触主要出现在做功冲程上止点附近。     

活塞环-缸套液固二相润滑研究

基于平均流量模型、微凸体接触模型及颗粒承载模型,引入微米尺度颗粒的粒径、质量浓度、硬度和摩擦副表面形貌参数等,提出了一种液固二相润滑下活塞环-缸套润滑模型。并以此为基础分析了颗粒的承载、摩擦力和二相流体的摩擦功耗。研究表明：由于颗粒的增黏和弹、塑性变形,液固二相润滑剂的承载能力比纯油有所提高;固体颗粒的作用在活塞行程的不同位置是动态变化的;随着颗粒直径、浓度的增加,颗粒分担的负荷和产生的摩擦力、以及二相流体的摩擦功消耗都有所增加;颗粒直径的增加,使颗粒在更广的行程范围承载和产生摩擦力。     

低速二冲程柴油机活塞环-缸套润滑模型及相关软件开发

在传统润滑模型基础上,将活塞环润滑特性、活塞环动力学、滑油输运、环组窜气、几何结构参数、缸套变形,固体颗粒等多因素进行耦合,建立了考虑针对低速二冲程柴油机的结构与供油方式的特殊性的供油润滑模型,并对环组间的窜气以及低速二冲程柴油机缸套表面所特有的表面织构与油槽结构进行研究。结果表明：低速机活塞环跨越动压、混合以及边界润滑三个区域,润滑油的供给条件及固体颗粒的存在直接影响着活塞环—缸套摩擦副的润滑状态。     

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。     

汽油机机油消耗量的试验与分析

润滑油对发动机有非常重要的作用,发动机中影响机油消耗的因素也很多。本文针对不同的缸盖护罩、活塞、二道气环和油环背压,在电控汽油机上进行了机油消耗量的试验和分析。试验结果表明:总机油消耗主要包括活塞部分机油消耗和强制通风口机油消耗两部分,其中活塞部分机油消耗占总机油消耗的90%以上;改进型缸盖护罩能有效冷凝机油蒸汽,降低机油的蒸发消耗;对二道气环的改进能减少活塞环的磨损,并提高刮油效果;确保活塞与气缸贴合的更好,能有效阻止窜气的发生;油环背压的增加能够改善刮油效果,但由于同时增加了活塞环的磨损,在实验后期机油消耗量反而增加。     

汽油机机油消耗量的试验与分析

润滑油对发动机有非常重要的作用,发动机中影响机油消耗的因素也很多。本文针对不同的缸盖护罩、活塞、二道气环和油环背压,在电控汽油机上进行了机油消耗量的试验和分析。试验结果表明：总机油消耗主要包括活塞部分机油消耗和强制通风口机油消耗两部分,其中活塞部分机油消耗占总机油消耗的90％以上;改进型缸盖护罩能有效冷凝机油蒸汽,降低机油的蒸发消耗;对二道气环的改进能减少活塞环的磨损,并提高刮油效果;确保活塞与气缸贴合的更好,能有效阻止窜气的发生;油环背压的增加能够改善刮油效果,但由于同时增加了活塞环的磨损,在实验后期机油消耗量反而增加。     

某V型发电柴油机机油耗高问题分析及改进

针对某V型发电柴油机机油耗过高的情况,采用仿真及试验的手段,确定了机油消耗量大的主要原因,明确了降低活塞温度、优化活塞环组运动、增强控油能力的优化方向。通过优化改进气缸套网纹、活塞内冷油道结构和活塞环组尺寸,优化活塞、活塞环和缸套的配合间隙,增加刮碳环,实现了对活塞环组降温、顺气、控油和及时清除积碳的效果,达到降低柴油机机油耗的目的,改进方案经市场验证效果良好。     

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...     

改进柴油机螺旋撑簧油环性能的研究

根据活塞环／缸套快速磨损模拟试验结果,发现螺旋撑簧油环的磨损量较大。该油环磨损后随开口间隙的增大,其接触比压迅速降低,严重影响了其刮油能力。通过对油环结构的改进,在开口间隙增量为2mm时,改进后的油环接触比压比原环提高45．7％;通过快速模拟磨损试验发现铌铸铁油环耐磨性能比铬钼铜油环提高87．3％,并降低了油环的制造成本。装机使用说明,改进后的铌铸铁螺旋撑簧油环具有良好的使用性能。