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基于SPH方法的活塞环岸润滑油输运的数值研究

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工程热物理学报 2021年第5期42卷 1238-1243页

作者：李海桥刘汉涛中北大学能源动力工程学院太原030051

活塞环岸润滑油的输运过程是一个典型的复杂多相流问题,该过程对柴油机动力性和排放等性能有显著影响。应用N-S方程描述润滑油的输运过程,并对润滑油输运的物理模型和初始条件进行简化,首次利用SPH方法求解活塞环岸上润滑油膜的状态。... 详细信息

活塞环岸润滑油的输运过程是一个典型的复杂多相流问题,该过程对柴油机动力性和排放等性能有显著影响。应用N-S方程描述润滑油的输运过程,并对润滑油输运的物理模型和初始条件进行简化,首次利用SPH方法求解活塞环岸上润滑油膜的状态。研究表明SPH方法可以准确描述润滑油输运过程中的各种复杂状态,能对各个部位润滑油膜的厚度及各个时刻可用润滑油量进行预测。为研究和预测柴油机润滑油膜的输运过程提供了一种新的思路和方法。

关键词：活塞环岸光滑粒子动力学(SPH) 润滑油膜 N-S方程

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活塞环岸的强度验算

河北工学院学报 1991年第2期20卷 46-52页

作者：吴世滨河北工学院机二系

本文将活塞环岸视为内边固定外边自由的环形圆板,根据圆板弯曲理论,计算因环岸上下面压强不同产生的弯曲正应力,为环岸的强度验算提供了较为可靠的计算方法。

关键词：活塞环岸活塞环强度

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某发动机活塞环岸断裂原因分析及改进

装备制造技术 2022年第6期 170-173页

作者：陈小波柳州五菱柳机动力有限公司广西柳州545005

某发动机在开发阶段进行发动机台架耐久性测试中,出现发动机功率扭矩下降现象,进一步排查发现某一气缸压缩压力下降,从而导致发动机性能下降。检查分析发动机耐久过程的每秒采集的数据,并无明显异常。通过发动机的拆解分析发现,该气缸... 详细信息

某发动机在开发阶段进行发动机台架耐久性测试中,出现发动机功率扭矩下降现象,进一步排查发现某一气缸压缩压力下降,从而导致发动机性能下降。检查分析发动机耐久过程的每秒采集的数据,并无明显异常。通过发动机的拆解分析发现,该气缸对应的活塞环岸出现断裂,导致气缸密封不严,发动机在运行过程中窜气量大,从而导致气缸压力降低。通过电镜对故障件进行断口分析,发现活塞断口表面的微观形貌全部为准解理断口,活塞环岸在裂纹萌生后,断口部位收到较大应力,裂纹扩展速度较快。同时对故障件进行金相、硬度、化学成分以及相关尺寸进行检验,进一步排查分析发现活塞本身不存在质量问题。因故障现象出现在发动机开发阶段的耐久试验中,结合活塞断口的分析及金相及尺寸的物理分析,排查的方向转为活塞强调设计方面。通过进一步研究分析,对活塞环岸的结构尺寸进行调整优化,并对优化后的活塞进行温度场及疲劳仿真分析,进一步提高活塞疲劳强度安全系数。调整优化后的活塞重新搭载发动机进行台架耐久考核,完整顺利的完成试验,试验后的活塞进行拆解分析,无任何异常。本次活塞故障的排查,积累了活塞设计的相关经验,对后续新开发活塞有参考借鉴意义。

关键词：发动机活塞环岸原因分析

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发动机活塞环岸断裂分析

科技与企业 2016年第7期 246-246页

作者：田斌哈尔滨东安汽车动力股份有限公司

我司自生产某系列机以来,出现了诸多意想不到的故障,从正时链轮固定钉脱落,到连杆断裂,每次故障都是影响整机性能的故障。本文从实际工作出发,通过对某系列机活塞环岸断裂故障机的分解、排故及测量等工作,找出了活塞环岸断裂故障的影响... 详细信息

我司自生产某系列机以来,出现了诸多意想不到的故障,从正时链轮固定钉脱落,到连杆断裂,每次故障都是影响整机性能的故障。本文从实际工作出发,通过对某系列机活塞环岸断裂故障机的分解、排故及测量等工作,找出了活塞环岸断裂故障的影响因素,并制定了有效的控制措施,从而在根本上杜绝了此类故障的再次发生。

关键词：发动机活塞环岸爆震故障

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内燃机活塞环岸区域润滑油输送机理研究

内燃机活塞环岸区域润滑油输送机理研究

作者：于彩侠合肥工业大学

学位级别：硕士

本文主要研究活塞环岸以及相关区域润滑油的输送情况。由润滑油在活塞环岸上流动的驱动方式入手,论文从润滑油的惯性力驱动和气流的剪切驱动两个方面来分析活塞环岸上润滑油的输送情况。润滑油惯性力驱动是由活塞的往复运动而产生,... 详细信息

本文主要研究活塞环岸以及相关区域润滑油的输送情况。由润滑油在活塞环岸上流动的驱动方式入手,论文从润滑油的惯性力驱动和气流的剪切驱动两个方面来分析活塞环岸上润滑油的输送情况。润滑油惯性力驱动是由活塞的往复运动而产生,文中首先引用黏性不可压缩流体的动量守恒Navier-Stokes方程,根据发动机的实际工作条件,对N-S方程进行参数确定和适时简化,得到积累在环岸上的润滑油在惯性力作用下沿活塞环岸流动的微分方程。其次,结合量纲分析法,建立润滑油在环岸上流动距离的数学模型。通过定性定量分析发现,影响润滑油在惯性力作用下流动位移的主要因素有活塞组件结构、覆盖在环岸上的油层厚度、供油速度、润滑油粘度及发动机转速等。分析并讨论了不同供油速度、转速及不同油膜厚度下润滑油在环岸上的输送情况。环岸表面的气流剪切作用是润滑油在环岸区域流动的另一种主要驱动方式。按其流动方向,可分为周向气流和轴向气流,周向气流驱动润滑油沿着活塞表面周向流动,轴向气流驱动润滑油沿着活塞表面轴向流动。文中首先讨论了环岸上气流的流动方式,然后根据气流的具体运动模式建立了相应的润滑油流动模型,并定量计算和讨论了气流剪切带来的润滑油在环岸区域的流动。研究发现,影响润滑油在气流剪切作用下流动的主要因素有相邻两活塞环开口端隙之间的相对位置、覆盖在环岸上的油膜厚度、缸套和环岸之间的间隙大小以及发动机的转速和载荷等。此外,活塞环在缸套内壁面往复运动过程中,活塞环的刮油作用不可避免,同时这也是润滑油在缸内输送和重新分布的一种主要方式,对环岸上润滑油的流动具有一定的影响。本文针对缸内的活塞环刮油作用,考虑了整体环组的影响,在各个环最小润滑油膜计算的基础上,建立了环组刮油的数学模型,并针对具体机型进行了定量的刮油量计算,为润滑油在缸内的整体输送提供了重要的参考,也为活塞环-缸套摩擦副之间的具体润滑油供给状态提供了计算基础。

关键词：润滑油输送活塞环岸惯性力驱动气流剪切驱动环组刮油

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大功率高速柴油机活塞的研制