本文關(guān)鍵詞：高壓共軌柴油機(jī)活塞組動(dòng)力學(xué)特性研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化的程度越來(lái)越高,在動(dòng)力性提升的同時(shí),對(duì)經(jīng)濟(jì)性和排放也提出了更高的要求�；钊M作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零部件,面臨著高強(qiáng)化所帶來(lái)的更加苛刻的工作環(huán)境,其性能的優(yōu)劣直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性。研究活塞組動(dòng)力學(xué)特性,可為改善和優(yōu)化活塞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。以某四缸高壓共軌柴油機(jī)活塞組件為研究對(duì)象,建立了活塞組動(dòng)力學(xué)模型,采用硬度塞與熱電偶試驗(yàn)方法對(duì)模型所需的活塞與缸套的溫度場(chǎng)邊界條件進(jìn)行測(cè)量,并將仿真模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)定,為后續(xù)仿真提供基礎(chǔ)。重點(diǎn)研究了活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)包括活塞裙部結(jié)構(gòu)、配缸間隙、銷(xiāo)孔偏心等對(duì)活塞二階運(yùn)動(dòng)、潤(rùn)滑特性、摩擦損失的影響；分析了不同活塞環(huán)結(jié)構(gòu)下,缸內(nèi)的機(jī)油消耗、環(huán)組摩擦損失以及對(duì)竄氣量的影響規(guī)律。主要研究結(jié)果表明：(1)當(dāng)試驗(yàn)用柴油機(jī)在額定工況工作時(shí),活塞最高工作溫度達(dá)到了360.2℃,位于喉口位置,最低溫度為156.3℃,平均溫度為258.3℃；缸套的測(cè)量最高溫度達(dá)178.3℃,最低溫度為91.3℃。(2)活塞結(jié)構(gòu)對(duì)活塞在缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)影響很大�；钊共恐型裹c(diǎn)從10mm處上移5mmm可使最大傾斜角降低48.1%,摩擦損失功增大84.2%。減小活塞裙部的橢圓度有利于降低敲擊動(dòng)能,但過(guò)大的接觸面積會(huì)使得摩擦損耗增加,在原機(jī)的基礎(chǔ)上橢圓度減小0.2mmm摩擦損失增大26.6%�；钊N(xiāo)孔的偏置,無(wú)論是偏向主推力面或是次推力面均可降低敲擊噪聲,但偏向次推力面會(huì)增大摩擦損失。增大配缸間隙會(huì)導(dǎo)致活塞二階運(yùn)動(dòng)幅值與敲擊動(dòng)能增大,但可以降低摩擦損失,在原機(jī)的基礎(chǔ)上增大0.02mm,摩擦損失降低了25.8%。(3)環(huán)組結(jié)構(gòu)極大的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣量與機(jī)油耗�；钊诙h(huán)岸間隙從0.15mm增大到0.95mm,漏氣量大幅增加,增大了62.9%。三道環(huán)的閉口間隙中,頂環(huán)與二環(huán)的閉口間隙對(duì)漏氣量的影響較大,頂環(huán)的開(kāi)口間隙從0.45mmm增大到0.65mm,竄氣量增加了35.2%,從開(kāi)口處的竄油同時(shí)也增加。環(huán)槽的背隙與側(cè)隙對(duì)竄氣量影響較小。增大活塞環(huán)的徑向彈力有利于降低竄氣量,但會(huì)增大環(huán)組的摩擦損失。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 活塞組 動(dòng)力學(xué)特性 潤(rùn)滑油消耗 漏氣量 摩擦磨損
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 活塞組動(dòng)力學(xué)研究的背景及意義12-13
• 1.2 活塞組動(dòng)力學(xué)研究的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 活塞動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 活塞環(huán)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 活塞環(huán)組潤(rùn)滑油消耗與竄氣量的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 本課題研究的技術(shù)路線及主要內(nèi)容19-22
• 第二章 活塞組動(dòng)力學(xué)及潤(rùn)滑相關(guān)理論22-44
• 2.1 活塞二階運(yùn)動(dòng)22-23
• 2.2 活塞環(huán)動(dòng)力學(xué)23-25
• 2.2.1 活塞環(huán)軸向運(yùn)動(dòng)24-25
• 2.2.2 環(huán)的徑向運(yùn)動(dòng)25
• 2.2.3 環(huán)的扭曲25
• 2.3 環(huán)組中氣體運(yùn)動(dòng)模型25-29
• 2.4 液動(dòng)理論29-32
• 2.5 表面粗糙接觸模型32-36
• 2.6 機(jī)油消耗36-42
• 2.6.1 缸套壁面潤(rùn)滑油蒸發(fā)模型37-38
• 2.6.2 頂環(huán)甩油模型38-41
• 2.6.3 閉口間隙竄油41
• 2.6.4 活塞頂岸刮油41-42
• 2.7 本章小結(jié)42-44
• 第三章 活塞組仿真模型建立及動(dòng)力學(xué)特性分析44-80
• 3.1 活塞動(dòng)力學(xué)仿真模型的建立44-51
• 3.1.1 活塞組件動(dòng)力學(xué)模型44-48
• 3.1.2 活塞裙部彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑模型48-51
• 3.2 活塞及缸套溫度場(chǎng)測(cè)量51-60
• 3.2.1 活塞及缸套溫度場(chǎng)測(cè)試方法51-52
• 3.2.2 活塞及缸套溫度場(chǎng)測(cè)試方案52-57
• 3.2.3 試驗(yàn)用柴油機(jī)的活塞及缸套溫度場(chǎng)測(cè)量57-59
• 3.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差及來(lái)源分析59-60
• 3.3 活塞及缸套溫度場(chǎng)有限元分析60-63
• 3.4 試驗(yàn)測(cè)試與仿真模型的驗(yàn)證63
• 3.5 活塞組動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)特性分析63-77
• 3.5.1 活塞運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性分析63-66
• 3.5.2 活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)特性分析66-70
• 3.5.3 竄氣量分析70-71
• 3.5.4 環(huán)組潤(rùn)滑油消耗分析71-73
• 3.5.5 活塞組潤(rùn)滑特性分析73-77
• 3.6 小結(jié)77-80
• 第四章 活塞組結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響分析80-118
• 4.1 銷(xiāo)孔偏置的影響關(guān)系80-85
• 4.2 配缸間隙的影響關(guān)系85-88
• 4.3 活塞型線中凸點(diǎn)位置的影響關(guān)系88-92
• 4.4 活塞橢圓度的影響關(guān)系92-100
• 4.5 活塞環(huán)岸間隙100-102
• 4.6 活塞環(huán)槽間隙影響關(guān)系102-105
• 4.7 活塞頂環(huán)開(kāi)口間隙的影響關(guān)系105-111
• 4.8 活塞頂環(huán)徑向彈力的影響關(guān)系111-115
• 4.9 小結(jié)115-118
• 第五章 工作總結(jié)與展望118-122
• 5.1 工作總結(jié)118-119
• 5.2 工作展望119-122
• 致謝122-124
• 參考文獻(xiàn)124-132
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目及發(fā)表論文132

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