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某发动机运动组件设计因素对摩擦功的影响研究及优化
| 论文题名： | 某发动机运动组件设计因素对摩擦功的影响研究及优化 |
| 关键词： | 汽车发动机;运动组件;结构设计;摩擦功 |
| 摘要： | 由于新能源汽车的发展情况，混合动力和传统动力是未来十年内主要的动力。同时，油耗和排放法规越来越严苛。目前我们主要通过提高热效率来降低燃油耗以满足未来动力的需求。在各种提高热效率的技术中，降摩擦是发动机提高热效率不可缺少的手段之一。发动机的各个摩擦副的单一分开的降摩擦研究已逐渐成熟，但工程化降低各摩擦副摩擦功，进而降低整个发动机的摩擦的方法依然有所不足，需要我们进一步的研究。 本文对某发动机降低摩擦功主要围绕主要的运动组件（活塞组件、曲轴组件、正时组件等）展开。以某1.8L直列四缸发动机为研究对象，针对不同的运动组件，分别建立了不同的仿真分析模型，通过探究不同因素对摩擦功的影响来提出降低摩擦功方案。同时，在仿真分析过程中，兼顾工程可实现性分析，形成了降低运动组件摩擦功的不同方案。最后，将这些方案应用到实物发动机中，通过试验对比前后摩擦功的降幅。 其中，针对活塞组件探究了活塞裙部刚度和型线、销偏置、涂层及粗糙度、环张力、不对称结构对于摩擦功的影响，最终实现了活塞组件约28%的摩擦功降幅。针对曲轴组件，主要考虑了轴承直径和宽度、低黏度机油等对摩擦功的影响。同时，仿真校核曲轴系的扭振、曲轴疲劳强度、轴承润滑的可行性。最后实现了曲轴组件摩擦功30%的降低，也保证了工程化可行性。正时系统仅探究了导轨不同布置方案和减摩涂层对摩擦功的影响。同时，其它运动组件则直接在实际设计中提供方案。所有运动组件在保证降摩擦的基础上，均进行了可行性分析，保证实际工程的可行。在实际发动机生产制造之后，对降摩擦后发动机进行摩擦功分解试验，有效地验证了摩擦功降低的方案，保证了发动机40%热效率。 本文包括仿真和试验、研究和工程两个对比层次,兼顾工程可行性、可靠性、成本等维度,并基于不同组件提出不同零部件降摩擦的设计和研究方法,为国内降摩擦的研发工作提供了有价值的参考。 |
| 作者： | 王帆 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 俞小莉;蓝军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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