活塞环是内燃机的关键零部件。随着内燃机向高功率、高转速和低排放方向的发展,活塞环的运动动力学特性引起了人们广泛的关注。通过活塞环动力学的研究,可以掌握其运动规律,以便了解活塞环处漏气的主要影响因素、缸内润滑油消耗的机理和活塞环处润滑油的流动状况等。活塞环与缸套间的配合是内燃机的最重要摩擦副之一,其工作情况直接影响内燃机的可靠性和耐久性,其摩擦损失占内燃机摩擦损失的60%左右。活塞环动力学的研究有助于了解活塞环-缸套间摩擦副的接触机制、润滑油布油状况和流动状况等。本文来源于国家自然科学基金项目“内燃机活塞组件中润滑油输送机理的研究”,主要研究活塞环动力学及其对活塞环-缸套摩擦副润滑特性的影响,为内燃机活塞环组动力学、活塞环-缸套摩擦副润滑特性及环组中润滑油流动的深入研究提供坚实的理论基础和方法。本文主要进行了以下方面的研究工作。(1)活塞环动力学分析以一多缸内燃机为研究对象,建立活塞环的动力学模型,分析中考虑了活塞环的悬浮状况。基于建立的模型计算了活塞环径向位移、径向速度、径向加速度及轴向加速度,并进行了考虑与不考虑活塞环动力学特性时的对比分析。(2)活塞环动力学对活塞环-缸套摩擦副润滑特性影响的研究以一多缸内燃机为研究对象,建立了活塞环-缸套摩擦副多维粗糙润滑分析模型。润滑分析中,采用有限差分法和超松弛迭代法(SOR)相结合的求解方法求解平均Reynolds方程。计算分析了活塞环在考虑与不考虑活塞环动力学特性情况下的各个工况的润滑性能,并进行了对比分析。