三缸發(fā)動機因結構緊湊、效率高等優(yōu)點成為當前乘用車節(jié)能減排主流機型,然而噪聲問題一直是限制其品質提升的關鍵問題�；钊鳛閮热紮C進行能量轉化的關鍵零部件,其結構設計對內燃機整體性能起到舉足輕重的作用,尤其是對發(fā)動機敲擊噪聲和摩擦磨損性能影響顯著。因此,本文以某款三缸汽油機為對象,采用仿真計算結合試驗驗證的方法,對活塞二階運動過程進行模擬計算,研究三缸汽油機活塞非對稱設計對摩擦磨損及敲擊能量的影響并進行參數(shù)優(yōu)化。首先,建立考慮粗糙度、彈性和熱變形等影響的活塞多體動力學模型,并開展硬度塞溫度場試驗和裙部磨損試驗驗證了模型的準確性。通過非對稱裙部型線設計和活塞二階運動過程仿真計算,研究了非對稱縮減量設計、主推力側雙凸點設計等對活塞敲擊能量、裙部摩擦損失和磨損載荷的影響并進行參數(shù)優(yōu)化。結果表明:適當增大活塞主推力側裙部頂部和底部徑向縮減量而次推力側采用相對較小縮減量的非對稱設計,可降低活塞在換向時產(chǎn)生的傾斜并改善活塞裙部摩擦損失。進一步采用主推力側雙凸點設計后,發(fā)現(xiàn)隨凹腔位置升高,裙部摩擦損失呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢,敲擊能量峰值則先升高后降低。隨凹腔深度增大,裙部摩擦損失先減少后增大,而敲擊能量...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要研究內容
第二章 多因素耦合活塞動力學模型
    2.1 模型簡介
        2.1.1 理論模型
        2.1.2 模型建立
    2.2 活塞變形邊界
        2.2.1 活塞主要參數(shù)及結構特征
        2.2.2 活塞有限元模型
        2.2.3 活塞溫度場試驗
        2.2.4 活塞換熱邊界條件及溫度場模型
    2.3 缸套變形邊界
    2.4 粗糙度參數(shù)
    2.5 氣體壓力邊界
    2.6 計算結果與分析方法
        2.6.1 活塞二階運動評估
        2.6.2 活塞摩擦磨損分析
    2.7 試驗驗證
    2.8 本章小結
第三章 非對稱裙部型線設計的影響和參數(shù)優(yōu)化
    3.1 非對稱縮減量設計
        3.1.1 方案設計
        3.1.2 結果分析
    3.2 主推力側雙凸點設計
        3.2.1 雙凸點型線定義
        3.2.2 凹腔高度的影響
        3.2.3 凹腔深度的影響
        3.2.4 凹腔寬度的影響
    3.3 參數(shù)優(yōu)化
    3.4 本章小結
第四章 非對稱結構設計的影響和參數(shù)優(yōu)化
    4.1 活塞銷偏置設計的影響
    4.2 活塞重心偏移的影響
        4.2.1 X方向偏移的影響
        4.2.2 Y方向偏移的影響
    4.3 曲軸偏置設計的影響
        4.3.1 曲軸正偏設計的影響
        4.3.2 曲軸負偏設計的影響
    4.4 參數(shù)優(yōu)化
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結全文工作
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝
研究期間發(fā)表論文



本文編號：3761480