活塞組工作性能多目標(biāo)優(yōu)化的研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)NVH性能的優(yōu)化是目前汽車舒適性提升中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而活塞是內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件之一。目前的研究表明，活塞的工作性能不僅對(duì)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能有很大的影響，而且對(duì)內(nèi)燃機(jī)的NVH性能也有非常突出的影響。因此，研究活塞組的動(dòng)力學(xué)特性，優(yōu)化其工作性能對(duì)改善內(nèi)燃機(jī)NVH性能有重要的意義。本文以內(nèi)燃機(jī)活塞組為研究對(duì)象，建立了活塞及活塞環(huán)組動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)活塞組的二階運(yùn)動(dòng)、竄氣、機(jī)油消耗以及活塞敲擊問題進(jìn)行了深入的研究。
　　

2、建立了模擬活塞二階運(yùn)動(dòng)的仿真分析模型。通過建立活塞連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型、有限元模型與潤滑模型，對(duì)活塞進(jìn)行綜合仿真分析。研究了活塞二階運(yùn)動(dòng)特性、接觸力、敲擊能及摩擦損失，在分析的基礎(chǔ)上對(duì)活塞進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效改善了活塞的二階運(yùn)動(dòng)。
　　對(duì)活塞環(huán)組特性進(jìn)行研究，建立了活塞環(huán)組動(dòng)力學(xué)模型。模型主要包括力學(xué)模型、氣體流動(dòng)模型、潤滑模型及機(jī)油消耗模型。對(duì)環(huán)組的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、潤滑狀態(tài)、竄氣量以及機(jī)油消耗等工作性能進(jìn)行了深入分析。
　　在活塞

3、環(huán)組動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合基于綜合評(píng)分法的多目標(biāo)正交設(shè)計(jì)，研究了活塞環(huán)開口的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)活塞組竄氣及機(jī)油消耗的影響，并在研究的基礎(chǔ)上對(duì)活塞環(huán)開口進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在控制竄氣量與機(jī)油消耗上取得了較好的效果。
　　將活塞動(dòng)力學(xué)模型中獲得的敲擊載荷施加到內(nèi)燃機(jī)有限元模型上，建立活塞敲擊模型，對(duì)活塞敲擊導(dǎo)致的機(jī)體表面振動(dòng)開展了研究。其中，通過自由模態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證了發(fā)動(dòng)機(jī)有限元模型的準(zhǔn)確性，通過倒拖試驗(yàn)驗(yàn)證了活塞敲擊模型的可靠性。最后通過敲擊模型研