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。     

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-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-活塞环润滑和磨损研究的现状和对策

缸套-活塞环是内燃机中的核心摩擦副,研究缸套-活塞环的润滑和磨损对提高内燃机的整机性能意义重大。通过分析缸套-活塞环润滑状态和磨损机理的复杂性,结合国内外在该领域上的研究现状与进展,指出了目前研究工作上存在的不足,并提出了相应的对策和建议。     

内燃机缸套─活塞环混合润滑特性及摩擦力分析

本文基于二维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形响因素。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Ｒｅｗｏｌｄｓ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。     

基于声发射技术的缸套-活塞环润滑状态监测

为实现对缸套-活塞环摩擦润滑状态的监测,基于声发射技术对某小型四缸柴油机缸套-活塞环的润滑状态进行研究。采用小波阈值降噪法抑制阀门启闭和燃烧所引起的声发射信号,分别提取每个冲程声发射信号均方根（root mean square,RMS）,选择RMS值作为评价缸内润滑状态的指标。研究结果表明：进排气冲程RMS值可以很好地表征缸内的润滑状态;受试验条件的限制,贫油状态的RMS值整体上略低于正常状态的RMS值,但差异性并不明显。     

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。     

缸套—活塞环摩擦学系统漏气与润滑和摩擦与磨损的计算

内燃机缸套-活塞环系统中有许多的摩擦学现象.本文对系统中的摩擦、磨损、润滑和密封等进行了较为全面的分析.特别是在磨损分析中,结合润滑状态,建立了一个同时考虑边界润滑下的磨损与三体磨粒磨损的综合模型,从而可以更实际地反映系统的磨损状态.本文的分析计算结果可以为摩擦学设计以及系统的优化提供有力的依据.     

内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑影响因素的研究现状与展望

论述了结构参数、气缸套变形、颗粒物、润滑油黏度、温度、表面形貌、活塞二阶运动等因素对内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑影响的研究现状与进展,讨论并展望了活塞环-缸套摩擦副润滑研究中需要进一步解决的问题。     

船用低速柴油机气缸润滑技术研究综述

基于国内外船用低速柴油机气缸润滑技术的发展现状,分析船舶低速航行、使用低硫油和天然气给船用低速柴油机气缸润滑带来的问题以及对策。对现有气缸润滑效果监测手段存在的主要技术问题进行分析,指出低速柴油机气缸润滑技术的发展方向。     

船用低速机十字头滑块和十字头轴承摩擦动力学建模及低摩擦设计

以某型号船用低速机为对象,基于多体动力学和混合润滑耦合建模,研究了十字头滑块和十字头轴承的摩擦动力学性能。利用MEBDF算法对高度非线性和刚性的摩擦动力学方程组进行了求解,得到了各个摩擦副在一个工作循环中的摩擦动力学性能,讨论了滑块供油孔尺寸和十字头轴承宽度对低速机摩擦动力学的影响。计算结果表明:十字头滑块承担发动机的侧推力,摩擦损失较大;十字头轴承在上止点和下止点附近摩擦功率较高;滑块供油孔的半径会影响其摩擦动力学特性;适当降低轴承宽度,能够降低十字头轴承摩擦损失。     

船用低速二冲程柴油机机电复合增压技术影响机制研究

基于一维数值仿真方法对某型船用低速二冲程柴油机展开机电复合增压技术的电机/发电机功率影响机制研究。研究结果表明:涡轮和压气机的效率是影响机电复合增压柴油机综合效率的关键因素;调节电机/发电机功率可以推动涡轮和压气机的运行工况点向最佳效率圈迁移,从而提高柴油机综合效率;通过应用机电复合增压技术可实现该机型全工况综合油耗降低0.5%~2.1%。     

船用低速柴油机电控喷油器多参数优化匹配

为了更好地优化电控喷油器性能,笔者基于自主设计的一种船用低速机电控喷油器结构,借助AMESim 软件搭建了电控喷油器的仿真模型,利用专用试验平台试验验证了模型的准确性。随后通过开展各结构参数对电控喷油器性能影响灵敏度量化分析,筛选出对电控喷油器性能影响较大的结构参数,并采用正交试验和遗传算法两种优化法相结合的数值模拟方法,以提高电控喷油器针阀响应速率为目标,对电控喷油器开展了参数优化匹配,得到了关键结构参数对电控喷油器针阀动态响应特性的影响权重和最佳参数组合。结果表明：出油量孔直径是对针阀响应特性影响权重最大的结构参数,控制活塞直径和进油量孔直径次之,而控制腔容积和针阀弹簧预紧力 影响相对较小;应用正交试验法优化后,与原参数方案相比,参数优化后针阀上升时间缩短了1ms,针阀下降时间缩短了1.4ms;通过应用遗传算法优化,相比于原参数方案,参数优化后电控喷油器针阀响应特性明显改善,针阀上升时间下降了40.9%,针阀下降时间缩短了29.1%。     

船用柴油机供油机构滚轮衬套混合热弹流润滑特性研究

以船用柴油机供油机构中滚轮–浮动衬套–滚轮销为研究对象,考虑其低速重载运行工况下衬套弹性变形,计入表面粗糙特征,构建了浮动衬套内外双层油膜混合热弹性流体动压润滑分析模型,并据此探究了内外层油膜间隙比、衬套宽径比、衬套厚度及其表面粗糙度对环速比、内外层最大油膜压力及承载能力等润滑特性的影响规律。结果表明：滚轮–浮动衬套–滚轮销结构运行过程中内层油膜厚度较小,润滑状态较为恶劣;低速重载工况下,衬套弹性变形与混合润滑效应不可忽略;宽径比越大、内外层间隙比越小,最大油膜压力越小,结构承载能力越强,但温升越高;混合润滑状态仅出现于衬套内层润滑油膜,且衬套表面粗糙度越大,润滑效果越差。     

船用低速电控柴油机实时仿真模型开发研究

在分析低速机控制系统功能的基础上,确定了船用低速电控柴油机实时仿真模型功能,利用模块化建模方法开发了低速机缸内工作过程、进排气过程、涡轮增压器、中冷器等各个子模型,并针对电控系统的控制需求,建立了燃油喷射、排气门、辅助风机等独立的仿真子模型作为电控系统的受控对象,可使仿真得到的性能参数随控制参数的改变而实时变化,最后将实时仿真模型与硬件在环硬件进行了集成,对开发的低速机实时仿真模型进行了精度及实时性的验证。通过仿真数据与试车报告中的试验数据进行对比,实时仿真模型模拟的稳态工况下数据与试验数据最大误差在5%以内,运行在实时仿真机中的实时因子小于1。开发的低速机实时仿真模型精度和实时性满足硬件在环仿真测试要求,可将其用在低速机硬件在环仿真系统,开展低速机电控系统的功能测试。     

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。     

船用低速二冲程柴油机燃烧与排放数值模拟研究

使用CFD软件对一台船用低速二冲程柴油机额定工况点缸内喷雾、燃料着火和燃烧过程、排放物NOx浓度分布及生成总量进行了数值模拟研究。模拟所得压缩压力和最高燃烧压力与实测值基本一致。在额定工况点运行时,柴油机预混合燃烧比例很小,基本呈现单峰状的扩散燃烧特征;燃烧放热初始时刻在上止点附近,整个燃烧持续期约为45℃A。同时,计算所得的NOx生成总量与实测值存在19.15%的偏差。     

低速柴油机大管径镦头型高压油管制造工艺

介绍了低速船用柴油机大管径高压油管冷镦挤压头部成型工艺技术。试验结果表明:采用所研发的冷镦挤压头部成型工艺可使高压油管头部材质致密性以及外表面硬度得到较大提高,从而改善油管头部的力学性能。低速船用柴油机大管径高压油管经高压强化处理,管材内壁表面疏松层发生塑性变形,组织变得致密、光滑,从而使高压油管承受由脉动高压燃油产生的疲劳载荷的能力大幅提高。     

船舶主机油耗模型发展现状及展望

根据船舶主机油耗模型的建模思路和原理,对现有的油耗模型进行梳理,重点论述了基于经验公式的油耗模型和基于实测数据的油耗模型的建模原理和发展现状,并从精度和通用性等方面进行了对比分析。分析表明:现有模型主要存在对外界影响因素考虑不全面;不同类型船舶适应性差;精度有待进一步提高等问题。据此提出了船舶主机油耗模型的发展方向和建议。