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活塞裙部-缸套摩擦副润滑特性影响因素研究
| 论文题名： | 活塞裙部-缸套摩擦副润滑特性影响因素研究 |
| 关键词： | 活塞裙部-缸套;摩擦副;润滑特性;汽车发动机;有限元;模态缩减 |
| 摘要： | 随着排放法规的日益严格及世界能源形势的日益严峻,汽车发动机产业面临严峻的挑战,进一步提高发动机燃油经济性及降低排放是目前及今后一个时期汽车发动机领域需要解决的重要问题。活塞裙部-缸套作为发动机中最重要、工作条件最恶劣的摩擦副,其摩擦损失功率显著影响发动机的总摩擦功率损失,从而影响发动机的燃油经济性。通过深入研究活塞裙部-缸套摩擦副润滑特性的影响因素,获得各因素对其润滑特性的影响规律,对设计合理的活塞裙部结构、选择合适的配缸间隙,从而获得良好的润滑特性具有重要的指导意义。 论文以某柴油机活塞裙部-缸套摩擦副为研究对象,首先以曲柄连杆—活塞系统动力学、活塞—缸套摩擦副流体动力及粗糙峰元接触润滑理论为基础,建立了活塞动力学与活塞裙部动力润滑耦合分析理论模型,并应用Fortran语言编写了活塞裙部润滑特性数值计算程序,分析了活塞销偏置距,配缸间隙和活塞裙长对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响规律。结果表明,增大配缸间隙、采用活塞销负偏置及较短的活塞裙部长度皆有利于改善活塞裙部的润滑状况。 然后以AVL EXICTT POWER UNITE软件为研究平台,结合基于NASTRAN软件的有限元模态缩减方法,研究了活塞和气缸弹性变形对活塞裙部润滑特性的影响规律。结果表明,活塞及缸套弹性变形对活塞裙部的润滑特性有较大的影响。在考虑活塞弹性变形后,活塞裙部最小油膜厚度变厚,油膜压力峰值变小,总摩擦功耗降低;缸套的弹性变形使活塞裙部最小油膜厚度变薄,油膜压力峰值增加,总摩擦功耗增加。 最后,在综合考虑活塞和缸套的热弹性变形,润滑油的粘温效应,活塞二阶运动,活塞裙部表面质量等影响因素的条件下,基于AVL EXICTT POWER UNITE软件并结合试验设计方法,系统分析了活塞裙部型面结构参数及配缸间隙对活塞裙部润滑特性的影响,获得了配缸间隙、裙部纵向型线中凸点位置、上、下端点半径缩进量和横向截面椭圆度等因素对活塞裙部润滑特性的影响规律及其影响权重。结果表明,裙部纵向型线下端点半径缩进量对最小油膜厚度的影响最大,中凸点位置的影响最小;四个裙部型面参数对峰值油膜压力的影响较大且权重接近,配缸间隙的影响最小;纵向型线下端点半径缩进量对总摩擦功耗的影响最大,其次是配缸间隙,其余各因素的影响较小,且权重接近。 |
| 作者： | 高鑫 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 阮登芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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