内燃机活塞环—缸套润滑状态研究

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本文以内燃机活塞环—缸套摩擦副为研究对象,研究了不同的活塞环参数对内燃机活塞环—缸套间润滑状态的影响。活塞环-缸套是内燃机中最重要的摩擦副之一,内燃机运行故障中有相当一部分与活塞环的失效有关,而活塞环-缸套间的润滑状态又决定了其润滑性能的好坏。因此,活塞环-缸套间的润滑状态对内燃机的影响正受到越来越多的重视,成为当今内燃机摩擦学的一个重要研究方向。本文建立了内燃机活塞环-气缸套流体动压润滑数学模型,模型中考虑了活塞环与气缸套润滑表面粗糙度、润滑油的变粘度和变密度效应等对活塞环润滑性能产生影响的因素,利用该模型对活塞环的润滑状态进行分析。利用有限差分方法将润滑模型中的方程进行离散,得到了离散化的差分格式的平均雷诺方程。在Visual C++6.0环境下编制了考虑润滑表面粗糙度、润滑油的变粘度和变密度效应的流体动压润滑分析计算程序。利用流体动压润滑分析计算程序,以理论桶面轮廓活塞环为研究对象,分析了不同的润滑表面粗糙度、活塞环轴向高度、桶面高度、表面方向参数和活塞环的扭曲角度对活塞环润滑状态影响。以往所建立的活塞环润滑性能分析模型都以活塞环轴面轮廓为桶面形状模型为主,没有考虑活塞环真实的轮廓形状。为此本文通过实验测定了活塞环轴面的轮廓。利用流体动压润滑分析计算程序,以真实轮廓活塞环为研究对象,对比了理论桶面活塞环和真实轮廓活塞环对活塞环-缸套间润滑状态的影响。研究了不同的活塞环轴向高度和活塞环的扭曲角度对真实活塞环润滑状态的影响。研究表明:适当降低润滑表面粗糙度、增大活塞环轴向高度和桶面高度可以提高活塞环-缸套间的润滑性能。活塞环扭曲角度大约为1°时,活塞环-缸套间的润滑状态最佳。
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