活塞裙部-缸套摩擦副潤滑特性影響因素研究.pdf

1、隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格及世界能源形勢的日益嚴(yán)峻,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性及降低排放是目前及今后一個(gè)時(shí)期汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域需要解決的重要問題?；钊共?缸套作為發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要、工作條件最惡劣的摩擦副,其摩擦損失功率顯著影響發(fā)動(dòng)機(jī)的總摩擦功率損失,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。通過深入研究活塞裙部-缸套摩擦副潤滑特性的影響因素,獲得各因素對(duì)其潤滑特性的影響規(guī)律,對(duì)設(shè)計(jì)合理的活塞裙部結(jié)構(gòu)、選擇合適的配缸間隙,從而獲得

2、良好的潤滑特性具有重要的指導(dǎo)意義。
　　論文以某柴油機(jī)活塞裙部-缸套摩擦副為研究對(duì)象,首先以曲柄連桿—活塞系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、活塞—缸套摩擦副流體動(dòng)力及粗糙峰元接觸潤滑理論為基礎(chǔ),建立了活塞動(dòng)力學(xué)與活塞裙部動(dòng)力潤滑耦合分析理論模型,并應(yīng)用Fortran語言編寫了活塞裙部潤滑特性數(shù)值計(jì)算程序,分析了活塞銷偏置距,配缸間隙和活塞裙長對(duì)活塞二階運(yùn)動(dòng)和裙部潤滑特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,增大配缸間隙、采用活塞銷負(fù)偏置及較短的活塞裙部長度皆有利于改善

3、活塞裙部的潤滑狀況。
　　然后以AVL EXICTT POWER UNITE軟件為研究平臺(tái),結(jié)合基于NASTRAN軟件的有限元模態(tài)縮減方法,研究了活塞和氣缸彈性變形對(duì)活塞裙部潤滑特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,活塞及缸套彈性變形對(duì)活塞裙部的潤滑特性有較大的影響。在考慮活塞彈性變形后,活塞裙部最小油膜厚度變厚,油膜壓力峰值變小,總摩擦功耗降低;缸套的彈性變形使活塞裙部最小油膜厚度變薄,油膜壓力峰值增加,總摩擦功耗增加。
　　最后,在

4、綜合考慮活塞和缸套的熱彈性變形,潤滑油的粘溫效應(yīng),活塞二階運(yùn)動(dòng),活塞裙部表面質(zhì)量等影響因素的條件下,基于AVL EXICTT POWER UNITE軟件并結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,系統(tǒng)分析了活塞裙部型面結(jié)構(gòu)參數(shù)及配缸間隙對(duì)活塞裙部潤滑特性的影響,獲得了配缸間隙、裙部縱向型線中凸點(diǎn)位置、上、下端點(diǎn)半徑縮進(jìn)量和橫向截面橢圓度等因素對(duì)活塞裙部潤滑特性的影響規(guī)律及其影響權(quán)重。結(jié)果表明,裙部縱向型線下端點(diǎn)半徑縮進(jìn)量對(duì)最小油膜厚度的影響最大,中凸點(diǎn)位置的影