活塞组—缸套摩擦副润滑分析在内燃机活塞组件设计中占有极其重要的地位。目前的研究一般选择富油条件或者某种特定的边界条件,未能考虑活塞组件—缸套间的润滑油流动状况及润滑油供给状况对摩擦副润滑分析的影响。润滑油供给是决定润滑状况的关键因素,在分析润滑油供给的基础上建立边界条件并进行活塞组件—缸套的润滑分析,可以获得其真实润滑特性。本文以某四行程内燃机为对象,根据润滑油在活塞组件—缸套系统中流动和对各摩擦副供油状况的影响,建立活塞裙部与各活塞环润滑分析的边界条件,对各活塞环和活塞裙部的润滑性能及润滑油在气缸中的输送和消耗进行了研究。本文的主要研究工作和成果包括:1)根据内燃机缸套表面飞溅润滑特点,确定活塞裙部润滑油供给条件,通过求解润滑基本方程和活塞二阶运动方程,获得了活塞裙部的最小油膜厚度等润滑特性参数及润滑油输送特性。内燃机负荷和转速对活塞裙部的润滑特性、润滑油输送都有一定影响。2)从油环的结构入手,分析了各活塞行程中润滑油流过油环的特点,计算了油环—缸套间的最小油膜厚度等参数,研究了油环上方环岸区域的润滑油量在整个活塞行程的变化特点和油环控制润滑油向活塞上止点的输送过程。在活塞单个行程中,行程中部的油环油膜厚度和油膜压力较大,上、下止点附近较小;油环摩擦力和摩擦功率则在行程中部较小,上、下止点附近较大。油环是控制润滑油向活塞上止点输送的关键。根据刮油环的结构特点,分析了其在各活塞行程的最小油膜厚度等润滑特性,以及活塞上、下行程润滑油流过刮油环的流量与变化特点。刮油环的润滑特性在上下行程不对称,活塞下行时流过刮油环的润滑油流量较小,活塞上行时流过刮油环的润滑油流量较大。选择不同的润滑油进口油膜厚度,研究了气环—缸套间的最小油膜厚度等润滑特性参数随内燃机转速和润滑油进口油膜厚度的变化特点。不同内燃机工况和进口油膜厚度条件的气环润滑特性的变化规律各不相同。3)根据内燃机活塞环组的组成,研究了内燃机活塞组件与缸套间的润滑油流动及润滑油在缸套表面的蒸发过程,分析了活塞下行时刮油环—气环之间环岸的润滑油量、气环经过后在缸套表面的残留润滑油膜厚度、活塞上行时气环的进口油膜厚度,在此基础上对各活塞环进行了润滑特性分析。和完全富油状况对比,考虑润滑油流动、消耗和输送状况下的环组中各活塞环润滑特性参数差别明显。4)通过仿真和试验研究了气缸中的润滑油消耗,相同时间内燃机润滑油消耗量随内燃机负荷的增加而增大;试验结果验证了内燃机负荷变化对润滑油流动和消耗的影响。