內(nèi)燃機活塞環(huán)摩擦學特性對活塞動力學行為的影響研究.pdf

1、隨著人們對內(nèi)燃機振動、噪聲的控制要求日益嚴格以及全球石油資源的日趨枯竭，迫切需要對內(nèi)燃機的動態(tài)性能和重要摩擦副進行廣泛深入的研究，以降低其振動噪聲和摩擦功耗。研究表明，由活塞二階運動引起的活塞敲缸是內(nèi)燃機的主要機械噪聲之一，同時活塞組件的摩擦損失占內(nèi)燃機機械損失的40％以上。因此，無論是降低振動噪聲還是降低摩擦功耗，對內(nèi)燃機缸套-活塞摩擦副動力學和摩擦學的研究都具有實際意義。
　　 以往人們研究活塞二階運動時，沒有考慮活塞環(huán)摩擦

2、學特性的影響，本文把缸套-活塞-活塞環(huán)看作一個系統(tǒng)進行研究，在討論缸套-活塞裙部、缸套-活塞環(huán)兩潤滑區(qū)域摩擦學特性的基礎上，結合活塞二階運動動力學方程，建立了一種同時考慮活塞裙部、活塞環(huán)摩擦學特性的缸套-活塞-活塞環(huán)系統(tǒng)動力學摩擦學耦合模型；按照控制論的觀點，把該模型看作自動控制系統(tǒng)，運用求解平均雷諾方程的有限差分法及超松弛迭代法(SOR)、求解活塞二階運動動力學方程的牛頓法等數(shù)學工具，對某一型號柴油機缸套-活塞-活塞環(huán)系統(tǒng)進行了數(shù)值仿

3、真分析。
　　 在MATLAB環(huán)境下編寫了全部的計算程序，并將重要計算結果與同型號柴油機的試驗數(shù)據(jù)進行對比，證明了所建模型的正確性。計算表明，考慮活塞環(huán)摩擦學特性后活塞的二階運動幅度和速度都有減弱的趨勢，同時有一定時間（曲柄轉角）的滯后，這說明活塞環(huán)有消弱活塞二階運動的作用。最后基于前述模型，分析了活塞的重要結構參數(shù)如裙部縱向型面、配缸間隙、活塞銷偏心、裙部高度對活塞動力學、摩擦學特性的影響大小及關系，同時給出低噪聲、低摩擦損耗