本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套—活塞環(huán)潤滑狀態(tài)的分析與研究

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【摘要】：缸套-活塞環(huán)摩擦潤滑狀態(tài)直接與發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性相關(guān)聯(lián)。但是缸套-活塞環(huán)之間的潤滑狀態(tài)難以直接測量，在線診斷和監(jiān)測摩擦過程受到諸多限制。聲發(fā)射檢測技術(shù)因其具有診斷速度快、準(zhǔn)確率高、故障定位性強(qiáng)、使用范圍廣、能夠?qū)崿F(xiàn)早期預(yù)測和在線診斷等特點(diǎn)，受到發(fā)動(dòng)機(jī)故障監(jiān)測與診斷研究的關(guān)注。由于聲發(fā)射技術(shù)可以檢測出材料的彈塑性變形、裂紋擴(kuò)展、斷裂以及晶界滑移等產(chǎn)生的瞬態(tài)彈性波，所以采用聲發(fā)射檢測技術(shù)可以間接有效地監(jiān)測到缸套-活塞環(huán)之間的摩擦磨損狀態(tài)，以此來評(píng)價(jià)缸套-活塞環(huán)之間的潤滑特性。 本文依據(jù)雷諾方程，考慮潤滑油的黏度、密度和溫度變化的特性，建立缸套-活塞環(huán)潤滑的數(shù)學(xué)模型。基于有限差分法和逐次超松弛迭代法對(duì)潤滑模型進(jìn)行求解，并用Matlab軟件編寫了潤滑模型的計(jì)算程序。對(duì)單缸柴油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi),分析了不同黏度的潤滑油和不同運(yùn)行工況對(duì)缸套-活塞環(huán)潤滑性能的影響和摩擦磨損聲發(fā)射的特性。在全柴QCH1110II型單缸機(jī)上進(jìn)行了一系列臺(tái)架試驗(yàn)研究，對(duì)不同運(yùn)行工況和不同牌號(hào)潤滑油的摩擦潤滑狀態(tài)進(jìn)行了聲發(fā)射信號(hào)的檢測，并采用小波與包絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的方法分析了聲發(fā)射信號(hào)，建立聲發(fā)射信號(hào)與潤滑狀態(tài)之間的關(guān)系。 試驗(yàn)與分析結(jié)果表明：在上、下止點(diǎn)處，缸套與活塞環(huán)之間微凸體摩擦力較大，，尤其在壓縮上止點(diǎn)處，潤滑油膜最小厚度最小，潤滑狀況最差。提高潤滑油的黏度，對(duì)改良上、下止點(diǎn)處的潤滑狀況有著促進(jìn)作用，但其它位置的黏滯摩擦?xí)殡S著黏度的增加而增大，所以發(fā)動(dòng)機(jī)要選擇適當(dāng)黏度的潤滑油，以減少摩擦損失。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加時(shí)，上、下止點(diǎn)的微凸體摩擦力減小，但其它位置的黏滯摩擦力會(huì)增加，所以選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速會(huì)減少對(duì)缸套-活塞環(huán)的磨損。同時(shí)，采集到的聲發(fā)射信號(hào)不僅可以檢測到進(jìn)、排氣門關(guān)閉和燃燒，還可以檢測到由缸套-活塞環(huán)之間摩擦產(chǎn)生的聲發(fā)射現(xiàn)象，并與缸套-活塞環(huán)潤滑模型的預(yù)測結(jié)論一致，從而首次在線證明缸套-活塞環(huán)潤滑數(shù)學(xué)模型的可靠性，進(jìn)而驗(yàn)證了聲發(fā)射技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)摩擦潤滑狀態(tài)的非介入式診斷和監(jiān)測。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK403

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本文編號(hào)：1221797