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配缸间隙对发动机机体振动噪声影响研究

机械设计 2019年第12期36卷 33-38页

作者：张学文毕玉华吴礼民吴彪申立中雷基林南通柴油机股份有限公司江苏南通226014 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500

分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪... 详细信息

分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪声影响的仿真分析;对机体和曲轴进行模态试验,验证了有限元模型的准确性。通过整机的仿真分析,结果表明:配缸间隙增大后,摩擦平均有效压力依次减小;活塞敲击力先小幅减少,然后急剧增大,最后趋于稳定。在主推力侧,不同配缸间隙计算方案均在2阶谐次下出现最大振动峰值;在次推力侧,振动在800~3000 Hz频段内差异比较明显,在2000~3000 Hz频段内差异尤为显著。机体噪声的1/3倍频程分析显示不同配缸间隙计算方案在中心频率500 Hz时出现最大声功率级。

关键词：柴油机配缸间隙活塞动力学特性振动噪声

内燃机活塞裙部配缸间隙对裙部润滑影响的研究

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机械科学与技术 2002年第5期21卷 694-696页

作者：杨俊伟于旭东王成焘谢友柏上海交通大学机械工程学院上海200030 西安交通大学西安710049

本文建立的数学模型主要是结合动力学方程及缸套 -活塞裙部间的流体动力润滑方程 ,采用数值分析方法来研究活塞的二阶运动 ,并从减小活塞裙部摩擦功耗和减小活塞横向运动的角度 ,对活塞与缸套的最佳油膜间隙进行了确定。

关键词：内燃机活塞裙部配缸间隙润滑二阶运动摩擦功率

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某柴油机运行工况下配缸间隙特性研究

某柴油机运行工况下配缸间隙特性研究

作者：江雨晨山东大学

学位级别：硕士

柴油机与汽油机相比,具有热效率高、扭矩大、油耗低、耐久性好等特点,在各个领域应用广泛。柴油机活塞与缸套之间的配合间隙直接影响到缸套-活塞组的工作表现,适当减小配缸间隙可以有效改善活塞敲击噪声和发动机的振动,然而若配缸间隙过... 详细信息

柴油机与汽油机相比,具有热效率高、扭矩大、油耗低、耐久性好等特点,在各个领域应用广泛。柴油机活塞与缸套之间的配合间隙直接影响到缸套-活塞组的工作表现,适当减小配缸间隙可以有效改善活塞敲击噪声和发动机的振动,然而若配缸间隙过小,又可能导致活塞与缸套之间的润滑油膜被破坏,二者之间的配合变差,摩擦功耗上升,甚至造成拉缸。因此,为了改善活塞-缸套的匹配特性,在设计过程中就必须要考虑活塞与缸套之间的配缸间隙。在柴油机工作过程中,活塞运动轴心偏离缸套中心轴线,加之活塞和缸套产生明显的热变形和机械变形,不同位置的配缸间隙又受裙部型线影响存在一定差异,这就使得对工作状态下活塞与缸套间的最小径向高度即工作配缸间隙的确定困难重重。为了对配缸间隙进行合理设计,本文对活塞与缸套之间的配合进行研究,以某四缸柴油机为原型机开展仿真分析。首先对活塞展开有限元分析,建立活塞、活塞销以及连杆小头的耦合网格模型,以改善单一活塞结构有限元计算中出现的约束不合理导致的应力集中现象。通过经验公式以及外流场仿真获取活塞表面对流换热系数,以此作为边界条件仿真获得温度场分布以及热-机耦合作用下的变形。采取同样的计算流程求取缸套壁面的对流换热系数,建立缸套与其附近部件耦合网格模型,分析缸套的温度场以及位移分布,获得缸套在预紧力、温度载荷和机械载荷共同作用下各节点的位移量,为提取活塞和缸套的变形轮廓曲线做好前期准备。提取活塞和缸套的位移,利用最小二乘法的数学思想分别拟合活塞和缸套的圆心,获得整体在水平面上位移量,将活塞变形后的节点坐标和整体偏心量之差与活塞裙部外圆轮廓节点位置进行差值分析,获得活塞的变形轮廓曲线。将缸套变形后拟合圆心获得的偏心量作为缸套的一阶位移,通过傅里叶变换和逆变换剔除一阶偏心,获得缸套的变形轮廓型线。搭建整机多体动力学模型,将活塞-缸套变形、活塞缸套间初始设计配缸间隙以及活塞型线分别作为单一变量,对活塞-缸套间最小工作间隙进行研究,并分析缸套-活塞裙部润滑状态及缸套振动特性。结果表明,缸套、活塞的热机耦合变形导致最小名义间隙高度减小约37%。缸套各阶次变形的影响程度不同,随着阶次增高,变形量波动对润滑和振动特性的影响减小,在对工作配缸间隙进行优化设计时应着重考虑缸套二阶变形。活塞型线的引入使得最小名义间隙高度增大5.1倍,而设计配缸间隙对结果影响较小。选取活塞裙部型线五个重要参数,设计正交试验方案进行分析。发现不同活塞裙部型线设计参数对各评判指标的影响权重和显著程度存在差异,需针对不同的设计需求对各影响因素进行优化设计,综合考量润滑和振动特性以确定最优型线设计方案。活塞裙顶部缩进量ΔGt对最小名义间隙高度和最小油膜厚度的影响权重最大,且对最大油膜压力也有较为显著的影响,中凸点高度hm对摩擦功耗峰值影响显著,而椭圆度系数a则对缸套振动特性的影响极为显著。

关键词：柴油机热机耦合变形活塞型线配缸间隙

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配缸间隙与活塞设计

长沙铁道学院学报 1991年第4期9卷 1-8页

作者：何秉初钟家珍长沙铁道学院机电工程系

活塞与气缸的配合间隙,对发动机的使用寿命影响甚大,影响配合间隙的主要因素是活塞在工作状态下的变形.真实反映活塞的变形情况,国内已广泛采用有限元进行数值分析.本文以活塞三维有限元分析为基础,按流体动力润滑理论、传热学基础等所... 详细信息

活塞与气缸的配合间隙,对发动机的使用寿命影响甚大,影响配合间隙的主要因素是活塞在工作状态下的变形.真实反映活塞的变形情况,国内已广泛采用有限元进行数值分析.本文以活塞三维有限元分析为基础,按流体动力润滑理论、传热学基础等所得活塞裙部油膜压力分布和温度场,得出活塞工作状态下的热变形和机械变形,为活塞的型面设计和活塞与气缸的最佳配合问题提供了依据.

关键词：内燃机活塞配缸间隙汽缸设计

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配缸间隙过小引起的故障

汽车维护与修理 2000年第2期 26-27页

作者：柯开波吴柏洪福建东亚机械有限公司 351200

在一新开辟的旅游区,旅游业火爆,已有柳州五菱、昌河等微型车数百辆。此种车的发动机为376Q型或462Q型。去年添置的柳州五菱微型车大部分都已行驶了4万km～10万km。由于燃料消耗量增大、车辆技术状况下降等原因,这些车的发动机都经过了... 详细信息

在一新开辟的旅游区,旅游业火爆,已有柳州五菱、昌河等微型车数百辆。此种车的发动机为376Q型或462Q型。去年添置的柳州五菱微型车大部分都已行驶了4万km～10万km。由于燃料消耗量增大、车辆技术状况下降等原因,这些车的发动机都经过了搪磨气缸、更换活塞及活塞环的修理,但在修理后反而出现了烧机油、冒蓝烟等现象(汽车行驶1周后该现象稍减轻,但在汽车又行驶了约20天后该现象便日趋严重,甚至每天须加0.5 L机油)。有一个汽车维修站所修的20多辆柳州五菱微型车都陆续地发生了这种现象。

关键词：微型汽车发动机配缸间隙故障分析维修

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柴油机缸套变形对配缸间隙特性的影响

内燃机与动力装置 2021年第3期38卷 39-44,66页

作者：田新伟赵忠诚褚国良江雨晨胡勇刘营内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261061 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061 山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山推工程机械股份有限公司山东济宁272073

为研究不同阶次缸套变形对柴油机工作状态下配缸间隙特性的影响,进行应力分析,通过耦合模型仿真得到活塞和缸套的变形;通过傅里叶变换,得到缸套各阶次变形形态,对变形幅值进行缩放,对比分析不同阶次的影响权重及显著性。分析结果表明:... 详细信息

为研究不同阶次缸套变形对柴油机工作状态下配缸间隙特性的影响,进行应力分析,通过耦合模型仿真得到活塞和缸套的变形;通过傅里叶变换,得到缸套各阶次变形形态,对变形幅值进行缩放,对比分析不同阶次的影响权重及显著性。分析结果表明:缸套变形各阶次幅值波动对摩擦功耗峰值和最大振动加速度幅值有较大影响,对最大油膜压力也有影响,对最小油膜厚度和最小工作配缸间隙的影响极小;缸套变形阶次越高,变形幅值波动度越低;同一特性下,2阶变形的波动度是6阶变形的9倍以上,对工作配缸间隙进行优化设计时应着重考虑缸套2阶变形。

关键词：柴油机缸套变形傅里叶变换配缸间隙