柴油机活塞环组密封润滑分析

良好的密封和润滑是活塞环长期稳定运行的保障。在气密性仿真分析的基础上,建立了活塞环组的贫油润滑模型,提出了一种新的边界条件求解润滑模型。利用MATLAB仿真程序,完成了PA6—280柴油机活塞环组的密封与贫油润滑分析。结果发现,在密封性能良好的条件下,活塞环组处于一种非稳态的混合润滑状态,并且各个活塞环的润滑受先导环的润滑油供给情况影响很大。     

柴油机活塞环组密封润滑分析

良好的密封和润滑是活塞环长期稳定运行的保障。在气密性仿真分析的基础上,建立了活塞环组的贫油润滑模型,提出了一种新的边界条件求解润滑模型。利用MATLAB仿真程序,完成了PA6-280柴油机活塞环组的密封与贫油润滑分析。结果发现,在密封性能良好的条件下,活塞环组处于一种非稳态的混合润滑状态,并且各个活塞环的润滑受先导环的润滑油供给情况影响很大。     

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。     

贫油润滑活塞环组油膜厚度的计算方法

本文对古浜庄一的活塞环润滑理论进行了分析,指出其主要不足之处在于假定活塞环组中各环沟处于充分润滑状态,并针对上述不足制订了贫油润滑条件下活塞环组油膜厚度的计算方法。最后,把充分润滑和贫油润滑下膜厚计算值与实测值进行了对比。比较表明。后者比前者更明显地接近实测值。     

高效密封组合活塞环在内燃机车上的试验情况及其可行性分析

1前言 高效密封组合式活塞环是由两片锥形环重叠而成,由于其结构的独特性,从根本上改变了活塞环的工作状态和润滑方式,大大提高了活塞环的封气效果,减少了曲轴箱超压故障的产生,同时由于其独特的翘曲工作方式,还大大降低了活塞环对环槽的冲击,并能有效形成储油带,改善润滑状态,从而减少运动件的磨耗.     

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。     

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。     

活塞(环)-缸套摩擦副润滑分析中不同边界条件算法的应用

论述了内燃机活塞(环)-缸套摩擦副润滑分析中的几种典型边界条件和不同边界条件算法的应用,讨论并展望了需要进一步解决的问题。     

活塞环动力学数值模拟计算及试验研究

内燃机活塞环的密封主要影响漏气量和机油消耗量,这种封闭效应是通过作用在环的上部和背部的气体力而获得的.垂直敲击振荡产生的惯性力和活塞二阶运动的剪切力也对环的封闭效应产生影响.活塞和环的动力学模拟解决了该非线性问题,并且对活塞二阶运动、轴向环运动和第二环岸压力的相互影响进行了预测.本文通过建立某六缸柴油机在几种运行工况和活塞环尺寸方案下的气缸体动力学模型,介绍了预测机油耗的模拟方法,研究了边界条件和参数调整对活塞环运动和气体渗透的影响.     

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。     

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—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。     

内燃机活塞环组润滑特性的综合分析

本文以作者的混合润滑模型MLM_2为基础,通过增加自动判别各环润滑油供应状况(即贫油还是富油)及环组间润滑油流动的子程序,实现了将环组的漏气、油膜厚度、瞬态摩擦功、润滑油流动及消耗机理等的系统耦合,从而为比较完整地评价环组的设计及工作情况提供了一种更为合理的分析手段。计算实例在文中给出。     

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。     

Thermal analysis on piston of marine diesel engine

In this paper, an inverse heat transfer method is employed to conduct thermal numerical analysis on a 4-ring articulated piston of marine diesel engine. The secondary motion of piston and piston ring, and the lubrication oil film has been considered in estimating the coefficient of heat transfer values. Specially manufactured metal plugs were installed in the head of an articulated piston and the piston skirt to measure the temperature distribution of them. A Series of thermal couples were used for cylinder temperature measurement. The boundary condition for numerical simulation is verified with experiment result and applied to predict the temperature distribution of a new piston design which had small change of piston head profile and one less ring scheme. Reasonable agreement was obtained between prediction and experiment for the new design. Experiment result showed increase of temperature in low-temperature area and decrease of maximum value in high-temperature area. The thermal load of the top ring for new piston was lower than old one. The new design had some potential of intensifying improvement from the view point of piston thermal load.