內(nèi)燃機(jī)活塞-缸套系統(tǒng)低摩擦技術(shù)應(yīng)用及摩擦力測(cè)量方法研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)目前仍是生產(chǎn)和生活中的主要?jiǎng)恿υ础Ｄ茉吹娜遮吘o張和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。與高效燃燒、電控噴油、增壓等技術(shù)相比，摩擦學(xué)設(shè)計(jì)在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用潛力還有待深入挖掘。本文以內(nèi)燃機(jī)活塞-缸套系統(tǒng)為對(duì)象，以減摩降耗為目標(biāo)，通過(guò)理論仿真、摩擦副設(shè)計(jì)改進(jìn)、樣件加工和試驗(yàn)驗(yàn)證，探索了內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵摩擦副的低摩擦設(shè)計(jì)技術(shù)和方法，并對(duì)活塞組-缸套摩擦力的測(cè)量方法進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下:
　　1.活塞-缸套系統(tǒng)的摩

2、擦學(xué)理論建模和摩擦副設(shè)計(jì)改進(jìn)方案選擇。本文以平均雷諾方程、微凸接觸模型及雷諾邊界條件為基礎(chǔ)，進(jìn)一步考慮了活塞環(huán)和連桿對(duì)活塞的影響、活塞-缸套界面處的變形、潤(rùn)滑油的物性等影響因素，建立了活塞裙部-缸套混合潤(rùn)滑分析模型。基于該模型，在內(nèi)燃機(jī)不同工況下，分析了整個(gè)工作循環(huán)內(nèi)活塞裙部-缸套摩擦副的摩擦損失、油膜厚度和接觸情況等參數(shù)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析影響活塞-缸套系統(tǒng)摩擦學(xué)性能的各種因素，以降低摩擦損失為目標(biāo)，確定了可行的

3、活塞-缸套摩擦副改進(jìn)方案。
　　2.活塞-缸套摩擦副樣件的加工及試驗(yàn)驗(yàn)證。在確定活塞-缸套摩擦副改進(jìn)方案的基礎(chǔ)上，針對(duì)某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了樣件的加工，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。在倒拖試驗(yàn)臺(tái)架上，測(cè)試并對(duì)比了摩擦副改進(jìn)前后的摩擦損失，發(fā)現(xiàn)在不同轉(zhuǎn)速下活塞-缸套系統(tǒng)的摩擦損失比改進(jìn)前均降低10％以上;在發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)架上，測(cè)試了包括活塞-缸套系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)摩擦副改進(jìn)前后的比油耗，發(fā)現(xiàn)整機(jī)比油耗比改進(jìn)前平均降低2.5％。
　　3.實(shí)現(xiàn)了活

4、塞組-缸套摩擦力的無(wú)線測(cè)量技術(shù)。針對(duì)IMEP方法中連桿應(yīng)力信號(hào)導(dǎo)出的困難，試制了連桿應(yīng)力無(wú)線傳輸模塊，并基于該方法，成功測(cè)得了柴油機(jī)在倒拖狀態(tài)和點(diǎn)火狀態(tài)下的活塞組-缸套摩擦力。該結(jié)果與公開發(fā)表的測(cè)量結(jié)果趨勢(shì)相近，證明了該方法的有效性。
　　4.在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了內(nèi)燃機(jī)摩擦學(xué)知識(shí)服務(wù)的相關(guān)規(guī)范和模式。摩擦學(xué)知識(shí)服務(wù)是短期內(nèi)提高國(guó)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)水平的有效途徑。本文對(duì)冷態(tài)拆卸法測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)機(jī)械損失以及無(wú)線方式測(cè)量活塞組-缸套摩