基于AVL-P&R的某活塞环组仿真计算及优化过程研究

运用AVL Excite PR软件建立了发动机活塞环组/缸套仿真模型,通过改变环的主要结构尺寸参数和工作表面型线类型,对活塞环的磨损、窜气和机油耗等性能进行了对比分析。得到了影响活塞环工作性能的主要因素及影响规律,并提出了活塞环的优化方案。     

基于缸套失圆的活塞环结构参数对密封与摩擦性能的影响研究北大核心CSCD

以某非道路高压共轨柴油机为研究对象,采用仿真和测试相结合的方法,建立了整机耦合装配模型与活塞环组动力学模型,研究了干式缸套的失圆变形。在考虑缸套失圆变形的基础上,研究了活塞环结构参数对窜气量、机油消耗量和摩擦损失的影响,并通过正交设计方法进行了活塞环径向弹力、开口间隙和侧向间隙对窜气量、机油消耗和摩擦损失的影响研究。研究结果表明,活塞环结构参数中,二环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对窜气量的影响最大,油环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对机油消耗量的影响最大,油环径向弹力、油环开口间隙和油环侧向间隙对摩擦损失的影响最大。     

基于润滑油颗粒效应的柴油机轴系扭振特性研究

以船用中速机顶环为研究对象，基于混合润滑模型、微凸体接触模型和颗粒承载模型，引入颗粒的粒径和质量浓度，提出了一种活塞环-缸套液固两相润滑模型，分析了颗粒的承载能力、摩擦力、摩擦功耗，探究了固体颗粒对中速机润滑性能的影响。在此基础上，以往复摩擦机为研究对象建立了考虑摩擦力矩的轴系扭振计算模型，以此分析含颗粒润滑状态对扭振的影响并进行了试验验证。研究表明:固体颗粒使活塞环-缸套间的最小油膜厚度和摩擦力增大；柴油机轴系的扭振增大，其中2、4谐次对应扭角增大的比例最大。     

内燃机气缸—活塞环组润滑状态的分析方法

摘要本文综合考虑了表面粗糙度、贫油与充油入口供油边界条件及油膜出口的边界条件,提出一种内燃机活塞环—缸套润滑状态的系统分析方法和计算机程序系统,为环组设计参数的合理选择提供了一种较全面的理论分析手段.通过分析得出,采用适当的正偏心度曲面环有利于提高活塞环在上止点区的润滑油膜厚度,改善其润滑状况.     

康明斯柴油机窜气的研究

通过窜气对柴油机性能的不利影响的论述,以及活塞环密封系统的动力学分析,阐述了发动机窜气产生的内在机理;探讨了活塞、活塞环加工工艺参数对柴油机窜气的影响,以及结构和工艺参数的合理设计与选择对减少柴油机窜气所起的重要作用。     

考虑油膜与摩擦力影响的内燃机活塞—缸套撞击情形研究

在内燃机活塞－缸套磨损故障诊断中，对撞击参数的确定通常是将活塞组作为刚性整体看待。实际上，活塞环与缸壁间的摩擦力，活塞环与环槽间的摩擦力，活塞裙部与缸壁间的油膜等都对撞击过程产生影响。本文从分析活塞环－缸套润滑状态着手，建立了活塞－缸套撞击力计算模型。并以１９０Ａ柴油机作仿真算例表明：将撞击过程是否作为刚性整体撞击处理，对撞击参数影响甚大。同时，作者通过在１７５Ｆ柴油机上的实验验证了润滑油膜对撞击力的影响。     

内燃机活塞环组的贫油润滑状态及摩擦功损失

本文给出了描述内燃机活塞环组贫油润滑状态及其摩擦特性的通用数学模型,并将其计算结果和富油润滑模型的结果进行了比较。在贫油润滑模型中,由于假定各环(除最底下的那道油环以外)的入口油膜为前一活塞环经过相同位置时留在缸套上的尾迹油膜,使计算的气环油膜厚度曲线出现波动。这种波动在实际内燃机中是客观存在的。此外,模型可方便地用以讨论活塞环面形状、活塞环数、油膜温度和发动机转速等参数对最小油膜厚度及摩擦功损失的影响。     

柴油机缸套、活塞环快修中最佳摩擦副的选配

<正> 缸套、活塞环是柴油机中的重要摩擦副,对于新出厂的柴油机,其缸套和活塞环的选配都是由生产厂家经过试验筛选出来的。在一般的柴油机缸套、活塞环快修中,经常更换的是活塞环。然而,除了活塞环的尺寸外,往往难以很快判断出损坏环的合金成分及其生产厂家。如果随便找一副尺寸合适的环换上,这样做法就存在很大的盲目性,常会使整机的各项性能降低。现根据整机台架试验和实验室试验结果,对柴油机缸套、活塞环快修中的最佳摩擦副选配问题提出几点建议。 a.第一道环尽可能选用桶面镀铬环。因为第一道气环工作条件差,桶面环对改善润滑油膜分布     

活塞环组润滑油膜厚度的实验研究

活塞环润滑的最小油膜厚度是反映活塞环与缸套间润滑性能的重要参数。本文首次采用电涡流传感器，通过对最小润滑油膜厚度的测量，研究了活塞环组润滑状况与发动机运转参数、环组结构参数及配置等的关系，证明环组润滑处于贫油状态，存在着流体动压和挤压两种润滑作用方式，而且不同冲程上的最小油膜厚度相差不大，在无油环的润滑条件下，活塞环的最小润滑油膜厚度存在一极限。     

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。     

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...     

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.     

柴油机活塞组件结构参数对其密封性能的影响

以一款非道路高压共轨柴油机为研究对象,结合活塞温度场试验研究,建立了活塞组件运动学模型。着重研究了不同配缸间隙、开口端倒角对柴油机窜气量及缸内润滑油消耗的影响规律,运用响应曲面法分析了活塞环开口间隙对窜气量的影响,在此基础上对顶环及二环开口间隙参数进行优化,得到最优解。分析结果表明:配缸间隙的增大使得润滑油消耗增大,最大增幅为7.54%,配缸间隙对窜气量影响较小。顶环开口端倒角对窜气量影响较为明显,顶环开口端倒角从0增加到1mm,窜气量增大13%。顶环及二环开口间隙对柴油机窜气量影响具有线性关系,油环开口间隙对柴油机窜气量影响较小。顶环开口间隙0.42mm、二环开口间隙0.48mm为最优解,此时窜气量为13.11L/min。     

激光珩磨缸套在CA6DF2柴油机上的应用

阐述了采用激光珩磨技术加工理想平台网纹缸套的可行性、一致性,以及激光珩磨网纹缸套在CA6DF2柴油机上的试验情况,机油耗对比试验及额定功率试验表明,与传统平台珩磨网纹缸套相比,采用激光珩磨网纹缸套能显著降低发动机机油燃油比和漏气量。     

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。     

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。     

低速柴油机气缸套和活塞环运行与维护

针对某轮低速柴油机出现的气缸套/活塞环异常磨损故障,结合气缸套结构特点、运行要求等对故障原因进行排查分析.结果 表明:此次缸套/活塞环异常磨损的主要原因为该轮使用了碱值严重不达标的劣质气缸润滑油;次要原因是空冷器的冷凝水泄放不畅.在此基础上提出低速柴油机各阶段运行维护注意事项.     

基于润滑分析的气缸套二维磨损过程数值模拟及试验研究

活塞环-气缸套摩擦副的工作状况对内燃机的正常工作有重大作用。气缸套在使用过程中的磨损影响到活塞环-气缸套摩擦副的润滑状态和密封性,并进一步影响到内燃机的经济性、动力性和排放特性。为了解活塞环-气缸套摩擦副的磨损特性,在活塞环-气缸套2维润滑特性分析的基础上,建立了适合于工程实际应用的磨损模型,计算了气缸套的2维磨损量分布,研究了内燃机运行时间、润滑油温度、粘度、活塞环-气缸套表面粗糙度等因素对活塞环—气缸套摩擦副磨损特性的影响,对气缸套的寿命做了预测,并以试验对理论分析做了验证。