节油型活塞环的开发

高功率车与经济车没区别,改善燃油消耗已成为汽车的重大课题,人们的愿望是在低燃油消耗的情况下,开发高性能车。 因此,在开发车用发动机时,为了提高机械效率,致关重要的是降低机械摩擦损失。降低机械摩擦损失,改善燃油消耗的效果很大,特别是轿车用发动机,大多在部分负荷下工作,其效果更大。 因此,发动机可动部件的小型化、摩擦力的降低、降低泵作用损失等,改成为改善燃油消耗的重要措施。 本文以降低活塞组摩擦力为主,研究其降低的方法。 在活塞组的摩擦力中,活塞环的摩擦力占很大部分,作为降低摩擦力的方法,是降低活塞环的张力,因为油环的张力比其他环的大,所以油环的低张力化对降低摩擦力很有效。 另外,以减少活塞道数降低合计张力为目标,其动向是两道环化,两道环化可实现活塞组的小型轻量化,还可得到降低合计张力的作用。但是,油环的低张力化和两道环化会带来机油消耗量的恶化,因此必须研究改善密封性的措施。 本文以油环低张力化和两道环化为重点,叙述2—3个改善密封性的方法。     

实际运转柴油机活塞摩擦力的测量

在分别测量活塞组和活塞环随曲柄转角变化的摩擦力之前,首先研制了如下的设备: (1) 不影响测量结果的燃气密封装置; (2) 可将燃气压力对气缸盖和气缸体变形的影响减至最小的装置; (3) 可将活塞敲缸力的影响减至最小的装置; 由测得的摩擦力特性线图可知: (1) 滑油温度对活塞摩擦损失影响最大; (2) 活塞摩擦力的增加,没有达到与发动机转速成比例的程度; (3) 在高负荷时,膨胀行程的摩擦力因活塞敲缸而增大,但是由于持续的时间很短,所以总的摩擦损失的增加量小; (4) 活塞环摩擦力在整个活塞组总摩擦力中占主要部分。     

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。     

减少发动机摩擦损失的措施

1.前言纵观各种汽车发动机杂志,目前大多数学者的研究方向之一是如何减少发动机的摩擦损失。六年前我们通过活塞摩擦力的测量认识到:主要的摩擦损失是活塞与气缸间的摩擦,以及轴承和各种附属装置造成的摩擦损失。这些摩擦损失在发动机总损失中占有很大的比例。现在,对于各种形式的摩擦和润滑的特性,尚未完全解释清楚。而且,为了减少摩擦损失目前所采取的缩小滑动面,降低润滑油粘度以及加入减少摩擦的添加剂等等措施的效果也并不好。相反地,却带来了摩损严重,润滑油消耗率高以及其它一系列新的问题。面对这样的状     

汽油机用二环组活塞环

1 前 言 近年来,为了提高汽车的动力性能,开发了双顶置式、多气门化的高性能发动机。同时也可净化环境、降低燃料费用。 为了降低燃料费用,在材料轻量化的同时,越来越多采用低摩擦化结构。活塞组的摩擦损失约占发动机全部摩擦损失的40％,开发低摩擦损失的活塞环并使之实用化已成为当前的一大课题。 活塞环的低摩擦化试验,过去着眼于低弹力化和环高薄型化,同时也在从事三环组改进成二环组的开发。二环组开发工作中最大的难题是机油消耗的稳定降低。     

固体润滑性涂层活塞

一、前 言 近几年来,随着汽车的普及,城市道路及高速公路网的完善化。为了适应其发展,谋求汽车的高功率化、高效率化。为此,努力追求发动机零件的较量化和低摩擦化。 在这些追求中,以降低活塞与气缸间的摩擦力为开发重点,本文就固体润滑涂层活塞简介如下: 二、涂层的目的 在发动机摩擦损失中,虽然有机械摩擦损失、驱动辅件损失、泵损失等,但是,其中机械摩擦损失的比例较大,特别是活塞及活塞环,因其接触面积大、滑动速度高及变化幅度大等,所以在全部摩擦损失中所占比例最大达1/3,特殊条件下还会高于1/3。     

自由活塞发动机活塞环-气缸套的润滑及摩擦特性

自由活塞发动机(FPE)工作过程中缸内负载特征、活塞运动规律与曲轴式发动机(CE)不同,为研究FPE活塞环润滑及摩擦特性,利用流体润滑方程与微凸体接触方程建立了FPE活塞环润滑及摩擦模型,并通过试验验证了仿真模型的有效性.通过数值仿真对比了相同结构活塞环在FPE与CE两种工作模式下最小油膜厚度、摩擦力及摩擦功率周期历程,分析了FPE活塞环摩擦学参数对润滑及摩擦性能的影响.结果表明:相对于CE,FPE活塞环在上止点附近最小油膜厚度较大,处于边界润滑状态时间历程较短,摩擦力峰值与摩擦损失较小,但摩擦功率峰值明显高于CE;FPE活塞环桶面高度由2,μm增至4,μm,上止点附近最小油膜厚度降幅为47%,,摩擦力峰值增幅为20%,,摩擦损失降幅为4.6%,;FPE活塞环桶面由-50,μm偏移至50,μm,最小油膜厚度在活塞上行过程减小,下行过程增加,膨胀行程的摩擦力峰值及其作用时间减小,摩擦功率峰值降幅为32%,,摩擦损失降幅为5.2%,.     

2环活塞摩擦和润滑特性的研究

本研究的目的在于阐明有关２环活塞的油膜厚度、摩擦力和机油消耗量。试验研究表明，由于活塞间隙的大量窜气，使２环活塞的油膜厚度小于３环活塞时的油膜厚度。其结果是２环活塞的机油消耗量稍大于３环活塞的机油消耗量。采用作者们研制的专用试验装置，对摩擦力和机油消耗量与油环动态的相互关系进行了定量分析。     

2环活塞摩擦和润滑特性的研究

本研究的目的在于阐明有关２环活塞的油膜厚度、摩擦力和机油消耗量。试验研究表明，由于活塞间隙的大量窜气，使２环活塞的油膜厚度小于３环活塞时的油膜厚度。其结果是２环活塞的机油消耗量稍大于３环活塞的机油消耗量。采用作者们研制的专用试验装置，对摩擦力和机油消耗量与油环动态的相互关系进行了定量分析。     

车用柴油机油环弹力变化参数的模拟试验研究

油环弹力对发动机机油消耗量有着十分显著的影响，人们通常采用单纯调整油环弹力的办法来控制机油消耗量。这种单因素的变化，在控制机油消耗量的同时，会给发动机带来什么不利影响？本文通过对活塞环的工作过程动态模拟计算来说明这个问题。对某主机厂新研发的六缸柴油机活塞环工作过程动态模拟计算结果表明，油环弹力的大小对环组摩擦功率损失和机油消耗量的影响较大．对漏气量影响微弱。通过单纯的增加油环弹力来降低机油消耗量的办法，除了需要付出增大环组摩擦功率损失的代价外，不一定就能取得降低机油消耗量的满意效果。     

活塞裙部流体动力润滑数值分析

对内燃机活塞-缸套系统的流体动力润滑与动力学行为进行了耦合分析,在考虑活塞二阶运动的基础上建立了活塞裙部润滑的数值模型。运用龙格-库塔方法求解二阶运动模型,并采用有限元方法求解裙部润滑的平均雷诺方程。分析了裙部不同型线、活塞销不同偏置的油膜厚度、油膜压力和活塞摆角等二阶运动状况。在润滑油不同粘度以及是否考虑粘压特性条件下,对油膜摩擦力和摩擦功率进行了对比。结果表明,裙部采用中凸椭圆型线,活塞销向主推力侧偏置,可减小二阶运动,改善润滑状态,润滑油粘度对裙部摩擦损失有较大的影响,而粘压特性则对裙部润滑的影响较小。     

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。     

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.     

活塞摩擦与敲击特性关键影响参数的优化研究

鉴于活塞摩擦磨损、敲击对发动机综合性能的影响,针对某小型汽油机活塞存在的早期异常磨损现象,通过搭建活塞动力学仿真模型,从敲击、摩擦产生的诸多因素入手,将其影响因子逐一进行研究分析.提出一种利用响应面模型对活塞摩擦与敲击特性关键影响参数进行优化的研究方法,建立了以活塞型线、配缸间隙、活塞销偏置、曲轴偏置为优化设计变量,以...     

降低汽油机整机摩擦损失研究

在试验基础上，分析了影响汽油机整机摩擦损失的因素。影响摩擦损失最主要的因素是缸孔形貌、活塞及环的结构。改进缸孔珩磨质量，可降低摩擦损失８％左右；改进活塞及环结构，可降低摩擦损失５％左右     

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。     

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。     

裙部型线对活塞裙部混合润滑特性影响的仿真分析

综合考虑了活塞裙部外形轮廓、表面波度、粗糙度、活塞裙部和缸套的热变形以及弹性变形等因素,建立了内燃机活塞裙部混合润滑数学模型,计算分析了工作状态下活塞裙部横向和纵向型线对活塞裙部混合润滑特性的影响.结果表明,裙部横向型线采用上端椭圆度小于下端椭圆度的变椭圆结构较为合适;纵向型线的中凸点位置应偏向裙部下端,以降低裙部摩擦功耗;相对于椭圆和圆曲线型线,纵向抛物线型线具有最小的摩擦功耗.     

测量活塞环切向弹力的新方法

在国际和国家有关活塞环的标准中,为消除摩擦力对活塞环弹力测量的影响,规定了先紧后松法和振动法,但均有缺点。基于摩擦力对活塞环和薄钢带受力的理论分析,得到了薄钢带拉紧活塞环至闭口间隙时的切向弹力Ftp和薄钢带放松活塞环至闭口间隙时的切向弹力Ftn与无摩擦力时的切向弹力Fto之间的表达式,建议了测量活塞环弹力的新方法;提出了求解摩擦系数,的非线性方程及其用割线法的求解方法;在摩擦系数,小于0．1的一般情况下,无需进行摩擦力影响的具体计算,可直接以(Ftp Ftn)／2作为Fto的实际值,这对正确而简单地改进活塞环弹力的测量有积极的意义。     

某低速柴油机活塞冷却油管装配抗脱松力分析

某型船用低速柴油机活塞冷却油管在运行中发生脱落。为了研究不同装配尺寸对冷却油管装配抗脱松力的影响规律,采用有限元方法研究冷却油管与连接法兰过盈接触面接触压力分布情况,并通过与理论计算值的对比分析验证了有限元结果的合理性。然后通过理论计算得到装配尺寸对冷却油管抗脱松力的影响规律,从而指导活塞冷却油管与法兰面装配过盈量的合理设置。