内燃机活塞环—缸套润滑的分析与研究

论文题目: 内燃机活塞环—缸套润滑的分析与研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 程方启

导师: 刘鸣

关键词: 活塞环缸套,润滑,平均流量模型,微凸体模型,平均方程

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文首先介绍了活塞环—缸套润滑设计发展历史、现状和趋势。同时指出,目前随着内燃机向高速和大功率方向发展,对于活塞环—缸套摩擦副的性能要求也越来越高;另一方面,由于活塞环—缸套的实际工况也发生了很大的变化,而经典的流体润滑理论是基于一定的假设条件下建立的,与活塞环—缸套的实际工况存在一定程度的差别,所以需要重新对活塞环—缸套润滑系统分析并建立与之相应的方程;随着计算机和数值计算技术的发展,以往用解析方法不能求解的问题大都可以进行准确的定量的数值计算,数值求解方法在润滑设计中的广泛应用也使活塞环—缸套在各种工况下润滑状况的设计分析成为可能,但目前许多设计方法和程序往往只是适用于某一个特定工况,而忽略了其它因素的影响,因而缺乏一定的通用性。其次,还介绍了润滑设计的方法和理论,指出快速求解法是借助现成的性能关系曲线或表格来进行活塞环—缸套的润滑设计,其中有的精度较低,有的缺乏在各种工况下的通用性,使用这种方法就显得既费时又费力。针对这一现实情况,本文通过分析活塞环—缸套的内部结构和工作原理,在流体润滑理论基础上,根据活塞环—缸套工作的实际工况建立相应的数学模型以及有关方程,并给出了相应的计算原理和方法;基于活塞环接触压力分布的分析研究,指出了活塞环—缸套润滑状态周向不均匀性的客观存在。应用二维平均流量模型和微凸体接触方程,并考虑润滑油粘度变化,提出了一个新的活塞环—缸套润滑状态的分析计算模型,给出了活塞环—缸套油膜厚度的三维分布,定量探讨了活塞环接触压力分布形状、活塞环开口间隙位置对周向油膜厚度不均匀性的影响。在WIN2k和C语言的环境下编制了相应的计算软件,从而实现对活塞环—缸套润滑的分析、设计和数值计算;最后针对山东巨菱股份有限公司生产的SD1110型柴油机的活塞环—缸套进行润滑分析、实例计算,并对计算的结果进行了分析研究。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1．1 研究内燃机活塞环—缸套润滑的意义

1．2 活塞环—缸套润滑设计研究的发展历史

1．3 活塞环—缸套润滑设计研究的现状

1．3．1 计入侧向力影响的润滑计算

1．3．2 考虑不同边界条件的润滑分析

1．3．3 考虑润滑模型的影响

1．4 内燃机活塞环—缸套润滑设计存在的问题及发展趋势

1．5 本文选题的意义和目的

1．6 本课题的提出及来源

1．7 本文工作的主要内容

1．8 本章小结

第2章 润滑油的粘温粘压特性

2．1 概述

2．2 温度对粘度的影响

2．3 压力对粘度的影响

2．4 HC-11润滑油的粘度测定

2．4．1 在不同温度下200ml被测润滑油流出的时间

2．4．2 不同使用时间的HC-11润滑油的运动粘度

2．4．3 HC-11润滑油的粘-温曲线

2．4．4 HC-11润滑油的粘-温表达式

2．5 本章小结

第3章 柴油机气缸内压力计算

3．1 概述

3．2 气体压力曲线的表示

3．3 气缸容积与轴颈转角之间的关系

3．4 本文中需确定的计算参数

3．4．1 气缸内气体压力

3．4．2 理想的压缩和作功行程示意图

3．4．3 气缸压力方程

3．4．4 气体压力p_1的曲线

3．4．5 第一环与第二环间的压力差分布

3．5 本章小结

第4章 活塞环参数

4．1 活塞环理论的一般关系式

4．1．1 活塞环弯曲时曲率的变化

4．1．2 卡斯奇里扬诺定理

4．2 活塞环参数的计算

4．2．1 活塞环的应力

4．2．2 活塞环的结构尺寸对润滑性能的影响

4．2．3 活塞环对气缸壁的平均接触应力

4．2．4 开口处降低接触压力的活塞环

4．3 活塞环和气缸的磨损

4．4 本章小结

第5章 基本假设和基本方程

5．1 基本假设

5．2 基本方程

5．2．1 Reynolds方程

5．2．2 油膜厚度方程

5．2．3 润滑剂粘度方程

5．2．4 载荷方程

5．3 雷诺方程的边界条件

5．3．1 索默菲尔德(Sommerfeld)边界条件

5．3．2 Gümbel边界条件

5．3．3 Reynolds边界条件

5．4 本章小结

第6章 平均流量模型

6．1 概述

6．2 表面粗糙度的润滑效应

6．3 平均雷诺方程及其求解

6．3．1 单位宽平均流量

6．3．2 平均雷诺方程

6．3．3 平均膜厚

6．4 本章小结

第7章 活塞环润滑问题的数值解法

7．1 数值解法介绍

7．2 Reynolds方程的离散化

7．2．1 求解区域的离散

7．2．2 雷诺方程的直接迭代法

7．3 平均Reynolds方程的离散化

7．3．1 一维平均雷诺方程无量纲化

7．3．2 边界条件

7．4 用超松弛迭代法求解

7．5 流体承载力计算

7．5．1 平均Reynolds方程

7．5．2 峰元分布的处理

7．5．3 (?)的确定

7．5．4 流量因子的确定

7．5．5 温度对润滑状态的影响

7．5．6 流体承载力

7．6 峰元载荷

7．7 活塞环接触压力的计算

7．7．1 等压活塞环

7．7．2 非等压活塞环

7．8 摩擦力

7．9 数值计算

7．10 编制润滑计算程序

7．10．1 编程语言简介

7．10．2 程序框图

7．11 本章小结

第8章 研究结果及分析

8．1 活塞环与缸体间的油膜厚度分析

8．2 润滑油粘度

8．2．1 润滑油粘度沿气缸的分布

8．2．2 粘度随曲轴转角的变化曲线

8．3 活塞的运动速度

8．4 计算结果分析

8．4．1 油膜厚度变化曲线

8．4．2 粘度变化对油膜厚度的影响

8．4．3 转速变化对油膜厚度的影响

8．4．4 活塞环接触压力变化规律

8．4．5 三维油膜厚度曲线图

8．4．6 摩擦力变化曲线

8．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

发布时间: 2005-10-17

参考文献

• [1].内燃机活塞环—摩擦系统的磨损研究[D]. 王平.上海交通大学2008
• [2].内燃机活塞环—缸套摩擦系统的磨损研究[D]. 王平.上海交通大学2008
• [3].缸套—活塞环组润滑油膜分布模拟试验研究[D]. 刘洋.大连海事大学2016
• [4].缸套变形与机油颗粒对活塞环-缸套摩擦润滑影响的研究[D]. 冯伟.太原理工大学2016
• [5].基于活塞环润滑失效的环槽温度限值研究[D]. 马思源.大连海事大学2016
• [6].气缸套与活塞环表面微刻蚀与微颗粒复合填充技术研究[D]. 姚强.大连海事大学2013
• [7].内燃机密封性研究—活塞环泄漏仿真分析[D]. 龚曦.广西大学2012
• [8].表面织构化活塞环/缸套摩擦学性能仿真及试验研究[D]. 王斌.北京交通大学2014
• [9].缸套—活塞环声发射信号特征信息提取技术研究[D]. 史士伟.大连海事大学2016
• [10].基于声发射和小波分析的活塞环—缸套摩擦行为的试验研究[D]. 史强.太原理工大学2016

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