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微造型活塞环表面的润滑性能数值分析

内燃机学报 2009年第2期27卷 180-185页

作者：符永宏张华伟纪敬虎华希俊江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

基于活塞环表面激光微造型的实际形貌，建立活塞环表面具有规则微观抛物面凹腔结构的润滑理论模型，采用变异多重网格法对理论模型进行数值求解，获取表面微观形貌几何参数对润滑性能的影响规律。结果表明：通过在活塞环表面造型，会产... 详细信息

基于活塞环表面激光微造型的实际形貌，建立活塞环表面具有规则微观抛物面凹腔结构的润滑理论模型，采用变异多重网格法对理论模型进行数值求解，获取表面微观形貌几何参数对润滑性能的影响规律。结果表明：通过在活塞环表面造型，会产生明显的流体动压力。微观凹腔的面积占有率Sp对膜厚及无量纲平均摩擦力的影响不明显，当Sp从5％变化到60％时，无量纲平均摩擦力改变了18．6％。相反，微观凹腔的深度危，影响显著，存在的最佳深度为2～7μm，当hp〉8μm时，无量纲平均摩擦力增大，膜厚变薄，且一个周期内的膜厚曲线变化不规则。

关键词：激光微造型活塞环雷诺方程变异多重网格法润滑性能

进口润滑条件对活塞环-缸套摩擦副润滑性能的影响

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摩擦学学报 2015年第4期35卷 423-430页

作者：孙军刘广胜许枫苗恩铭宋现浩舒磊朱黄龙徐志豪张正赵军伟合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009

目前内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑分析中,活塞环与缸套之间的润滑状态一般假设为充分润滑或固定状况的贫油润滑,不是通过对实际润滑油膜形成情况的分析确定.本文中以一多缸四行程内燃机为研究对象,基于润滑油流量以及控制体体积变化方程... 详细信息

目前内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑分析中,活塞环与缸套之间的润滑状态一般假设为充分润滑或固定状况的贫油润滑,不是通过对实际润滑油膜形成情况的分析确定.本文中以一多缸四行程内燃机为研究对象,基于润滑油流量以及控制体体积变化方程,建立活塞环-缸套间润滑油的流动模型,进行了不同进口处润滑油膜供给量对活塞环-缸套摩擦副润滑特性的影响分析.结果表明:活塞环进口处的润滑条件对活塞环-缸套摩擦副的润滑性能有显著影响;进口处润滑油供给量增加,活塞环-缸套摩擦副的最小油膜厚度增加,最大油膜压力、微凸体作用力、摩擦力和功耗均相应减小;进口处供给油膜厚度较小的情况下,增加油膜供给厚度可以明显改善活塞环-缸套摩擦副的润滑性能.

关键词：活塞环缸套润滑润滑条件内燃机

燃油稀释低黏度机油对柴油机缸套活塞环润滑性能的影响

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农业工程学报 2021年第11期37卷 60-66页

作者：徐波尹必峰贾和坤魏明亮石坤鹏江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 中国一拖集团有限公司拖拉机动力系统国家重点实验室洛阳471000

为研究燃油稀释低黏度润滑油对缸套活塞环润滑性能的影响,该研究以农用柴油机为研究对象,基于燃油湿壁现象考察了燃油稀释低黏度润滑油对混合液的黏度变化影响。试验结果显示,随着燃油稀释率增大,混合液的动力黏度呈现先急剧下降后缓慢... 详细信息

为研究燃油稀释低黏度润滑油对缸套活塞环润滑性能的影响,该研究以农用柴油机为研究对象,基于燃油湿壁现象考察了燃油稀释低黏度润滑油对混合液的黏度变化影响。试验结果显示,随着燃油稀释率增大,混合液的动力黏度呈现先急剧下降后缓慢下降的变化规律,稀释率从0增加到10%,动力黏度降幅达44.9%,表明少量柴油稀释低黏度润滑油将导致黏度迅速降低。通过构建缸套-活塞环润滑摩擦理论模型,采用数值计算方法探究了燃油湿壁效应对缸套-活塞环摩擦性能的影响机理。模拟计算结果显示,随稀释率的增加,缸套-活塞环之间的油膜厚度变薄,流体动压润滑区间不断缩小,而混合润滑区间不断扩大,导致摩擦副表面微凸体接触增多,特别是在压缩行程上止点附近,缸套-活塞环的摩擦力随着稀释率增加而增大;而缸套-活塞环摩擦副的循环摩擦损失随稀释率增大呈现先降低后升高的趋势,稀释率为10%时摩擦损失最小。通过搭建发动机测试台架进行倒拖试验发现,当稀释率从0增大到30%时倒拖转矩呈现先减小后增大的趋势,且当稀释率为10%时倒拖转矩最小,验证了不同燃油稀释率下倒拖转矩变化与模拟计算结果的一致性。在发动机中应用低黏度润滑油,应控制其稀释率低于20%,以保持必要的润滑作用。研究结果可为为低黏度润滑油的推广应用提供指导。

关键词：柴油机摩擦稀释缸套活塞环润滑

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内燃机活塞环开口重叠的摩擦机理分析

摩擦学学报 2006年第1期26卷 64-67页

作者：余志壮董光能戴旭东谢友柏西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049 上海交通大学现代设计研究所上海210030

根据曲轴扭矩传递原理得到了相关数学模型,进而计算了连杆轴颈偏转和活塞往复转动;在考虑燃气压力、往复惯性力和流体摩擦力,以及转动摩擦阻力矩、转动惯性力矩和气体摩擦力矩作用的基础上,提出了活塞环随活塞同步转动的判别条件,建立... 详细信息

根据曲轴扭矩传递原理得到了相关数学模型,进而计算了连杆轴颈偏转和活塞往复转动;在考虑燃气压力、往复惯性力和流体摩擦力,以及转动摩擦阻力矩、转动惯性力矩和气体摩擦力矩作用的基础上,提出了活塞环随活塞同步转动的判别条件,建立了活塞环相对转动的分析模型.结果表明:在内燃机工作循环中,连杆轴颈的正、负偏转引起活塞往复转动,在燃气爆发位置附近产生最大偏转和转动幅值;在少量曲轴转角区间内附着力矩小于转动阻力矩,此时活塞环不能与活塞保持同步而是与活塞之间发生相对转动;第二气环转动角度大于第一气环,当2个气环的开口转到相同位置时,活塞环出现开口重叠.

关键词：内燃机活塞环开口重叠摩擦机理

均布圆柱形孔活塞环油膜承载力的解析解和数值计算

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工程科学与技术 2020年第3期52卷 193-200页

作者：吉华蒋森吴孙珂陈胡炜陈志四川大学化学工程学院四川成都610065

现有对微织构的研究多采用数值法。相比于数值解,解析解有助于简单清楚的表达微孔活塞环润滑性能的主要影响因素和各物理量的潜在关系,提高设计者的认识。基于入口吸入理论和流量连续性条件,对均布无限个圆柱形微孔的活塞环的1维油膜的... 详细信息

现有对微织构的研究多采用数值法。相比于数值解,解析解有助于简单清楚的表达微孔活塞环润滑性能的主要影响因素和各物理量的潜在关系,提高设计者的认识。基于入口吸入理论和流量连续性条件,对均布无限个圆柱形微孔的活塞环的1维油膜的空化区分布、压力分布和承载力进行了解析计算,并将1维解析解积分得到了1个周期油膜的承载力。解析解表明:均布n个圆柱形微孔活塞环的前n-1孔的压力分布相似,最大压力相等,最大压力与进口压力,孔间间距和空化压力相关,在均布微孔时,孔内最大压力约为进口压力的两倍;第n孔的压力分布和最大压力还与出口压力相关,在均布微孔时,孔内最大压力约为进出口压力之和。同时,还揭示了孔深对空化分布和油膜承载力的影响机理,当孔深大于油膜厚度的一半时,随着孔深的增加,空化区面积减小。使用Fluent软件对均布4个孔的油膜进行了数值模拟,并与解析解作对比。在解析解有解,数值解收敛的范围内,解析计算和数值计算的结果规律一致,解析式能解释数值模拟得到空化区分布、压力分布以及油膜承载力的变化趋势,所获得的在最大油膜承载力时的微孔几何尺寸也与模拟计算一致,油膜承载力的解析解和数值解最大相差10%。

关键词：解析解承载力数值模拟圆形微孔活塞环

金属陶瓷添加剂对船舶主机汽缸套活塞环摩擦学行为的影响

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润滑与密封 2005年第2期30卷 47-49页

作者：韩德宝关德林王均宇大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116023 大连宇田生物化工工程研究所辽宁大连116000

将普通CD40润滑油作为基础润滑油, 在 3种不同的载荷作用下, 对含有金属陶瓷添加剂润滑油对汽缸套-活塞环摩擦磨损特性的影响进行了模拟试验研究, 并与实际使用的普通CD40润滑油的试验结果进行了比较。研究结果表明, 汽缸套-活塞环摩擦... 详细信息

将普通CD40润滑油作为基础润滑油, 在 3种不同的载荷作用下, 对含有金属陶瓷添加剂润滑油对汽缸套-活塞环摩擦磨损特性的影响进行了模拟试验研究, 并与实际使用的普通CD40润滑油的试验结果进行了比较。研究结果表明, 汽缸套-活塞环摩擦副在这种添加剂作用下, 其磨损失重及摩擦因数都大幅度降低。摩擦副表面扫描电镜分析结果也表明, 这种添加剂使摩擦表面更光滑, 其本身具有表面自修复作用。

关键词：船舶主机汽缸套活塞环摩擦副载荷作用润滑油摩擦因数金属陶瓷磨损失重摩擦学行为

基于证据理论的内燃机活塞缸套活塞环组件磨损状态识别

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内燃机学报 2004年第1期22卷 91-95页

作者：张雨长沙理工大学载运工具研究所湖南长沙410076

简述了Dempster Shafer证据理论的基本原理。认为曲轴箱压力和机身振动加速度这两类信号具有互补性,可以用于识别活塞缸套活塞环组件工作状态,对其选取了几个有效的信号特征参数。根据D S证据理论,采用模糊隶属度计算基本概率分配,采... 详细信息

简述了Dempster Shafer证据理论的基本原理。认为曲轴箱压力和机身振动加速度这两类信号具有互补性,可以用于识别活塞缸套活塞环组件工作状态,对其选取了几个有效的信号特征参数。根据D S证据理论,采用模糊隶属度计算基本概率分配,采用基于基本概率分配值的决策方法对两类信号进行信息融合,结果表明运用证据理论能够有效地提高识别活塞缸套活塞环组件工作状态的准确性。

关键词：内燃机活塞缸套活塞环磨损状态识别证据理论信号特征参数模糊隶属度

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自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究

西安交通大学学报 2013年第3期47卷 64-68页

作者：许大涛冯慧华袁晨恒左正兴北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近... 详细信息

为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等。自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短。如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势。

关键词：自由活塞内燃发电机活塞环摩擦损失数值仿真

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提高柴油机活塞环耐磨性能的试验研究

润滑与密封 2006年第4期31卷 133-135页

作者：汪新衡匡建新任芝兰欧阳远翔湖南工学院机械系湖南衡阳421101 衡阳汽车配件厂湖南衡阳421000

为提高内燃机活塞环的耐磨性能，分析了活塞环的基体组织、径向弹力及活塞环与气缸套的匹配状况对其耐磨性的影响。试验表明活塞环的基体组织以细粒状珠光体或回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳；活塞环的径向弹力大小应适宜，一般为... 详细信息

为提高内燃机活塞环的耐磨性能，分析了活塞环的基体组织、径向弹力及活塞环与气缸套的匹配状况对其耐磨性的影响。试验表明活塞环的基体组织以细粒状珠光体或回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳；活塞环的径向弹力大小应适宜，一般为235～285N。改进了活塞环传统的生产工艺，将活塞环进行调质（850℃淬火＋560℃×3h回火）后再进行稀土离子表面渗氮处理。磨损试验和台架试验表明，该新工艺可显著提高活塞环的耐磨性能，大幅度延长其使用寿命。

关键词：活塞环耐磨性淬火和回火稀土离子渗氮