内燃机活塞环—缸套摩擦系统的磨损研究

论文摘要

内燃机的活塞环-缸套系统的磨损对内燃机性能和寿命有着重大影响,并且与运动、润滑、摩擦等构成一个复杂的摩擦学系统。在设计内燃机时,以一个系统的角度来研究活塞环-缸套系统的磨损是非常必要的。本文从摩擦学系统的角度对活塞环-缸套系统的磨损进行了研究。首先给出了一个考虑了活塞-活塞环-缸套系统动力学、润滑、摩擦等因素的磨损模型,建立了磨损计算数值仿真模型。活塞环-缸套系统粘着磨损率随曲柄转速、润滑油粘度的增加而增加,随表面综合粗糙度、活塞环弹力增加而降低;活塞环-缸套系统磨粒磨损率随曲柄转速、表面综合粗糙度、润滑油粘度的增加而增加,随活塞环弹力的增加而降低。本文针对活塞环的形状提出了降低活塞环-缸套系统磨损率的减磨措施,包括:增加活塞环桶面高度、活塞环轴向高度、活塞环下半部分高度可以有效降低系统的粘着磨损率;通过选择合适的活塞环形状可以获得磨损率最低的活塞环设计方案。通过多种铁谱实验表明随着运转时间的增加,活塞环-缸套系统的磨损率逐渐增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状综述
• 1.2.1 活塞环-缸套系统动力学研究
• 1.2.2 活塞环-缸套系统润滑研究
• 1.2.3 活塞环-缸套系统磨损研究
• 1.2.4 活塞环-缸套摩擦学系统的研究
• 1.2.5 研究现状总结
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 内燃机活塞环-缸套系统磨损模型
• 2.1 引言
• 2.2 活塞环受力分析
• 2.3 润滑模型
• 2.4 微凸体接触模型
• 2.5 粘着磨损模型
• 2.6 磨粒磨损模型
• 2.7 本章小结
• 第三章 模型仿真结果分析
• 3.1 磨损仿真程序模型
• 3.1.1 方程无量纲化
• 3.1.2 求解过程
• 3.2 内燃机模型
• 3.3 数值分析计算
• 3.4 本章小结
• 第四章 活塞环-缸套系统磨损影响因素
• 4.1 磨损影响因素
• 4.1.1 转速的影响
• 4.1.2 粗糙度的影响
• 4.1.3 粘度
• 4.1.4 活塞环弹力的影响
• 4.2 活塞环减磨设计
• 4.2.1 环的桶面高度
• 4.2.2 活塞环桶面形状
• 4.2.3 活塞环轴向高度
• 4.2.4 活塞环弹力
• 4.2.5 负面因素
• 4.3 磨损量的时变特性
• 4.3.1 粗糙度变化
• 4.3.2 磨损率随时间变化
• 4.4 本章小结
• 第五章 论文总结与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 符号与标记（附录 1）
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文