內(nèi)燃機活塞-缸套系統(tǒng)低摩擦技術(shù)應(yīng)用及摩擦力測量方法研究.pdf

1、內(nèi)燃機目前仍是生產(chǎn)和生活中的主要動力源。能源的日趨緊張和環(huán)境保護意識的增強，對內(nèi)燃機的經(jīng)濟性提出了更高的要求。與高效燃燒、電控噴油、增壓等技術(shù)相比，摩擦學(xué)設(shè)計在內(nèi)燃機中的應(yīng)用潛力還有待深入挖掘。本文以內(nèi)燃機活塞-缸套系統(tǒng)為對象，以減摩降耗為目標(biāo)，通過理論仿真、摩擦副設(shè)計改進、樣件加工和試驗驗證，探索了內(nèi)燃機關(guān)鍵摩擦副的低摩擦設(shè)計技術(shù)和方法，并對活塞組-缸套摩擦力的測量方法進行了研究。本文的主要工作如下:
　　1.活塞-缸套系統(tǒng)的摩

2、擦學(xué)理論建模和摩擦副設(shè)計改進方案選擇。本文以平均雷諾方程、微凸接觸模型及雷諾邊界條件為基礎(chǔ)，進一步考慮了活塞環(huán)和連桿對活塞的影響、活塞-缸套界面處的變形、潤滑油的物性等影響因素，建立了活塞裙部-缸套混合潤滑分析模型?；谠撃Ｐ停趦?nèi)燃機不同工況下，分析了整個工作循環(huán)內(nèi)活塞裙部-缸套摩擦副的摩擦損失、油膜厚度和接觸情況等參數(shù)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，對比分析影響活塞-缸套系統(tǒng)摩擦學(xué)性能的各種因素，以降低摩擦損失為目標(biāo)，確定了可行的

3、活塞-缸套摩擦副改進方案。
　　2.活塞-缸套摩擦副樣件的加工及試驗驗證。在確定活塞-缸套摩擦副改進方案的基礎(chǔ)上，針對某型號發(fā)動機進行了樣件的加工，并進行了試驗驗證。在倒拖試驗臺架上，測試并對比了摩擦副改進前后的摩擦損失，發(fā)現(xiàn)在不同轉(zhuǎn)速下活塞-缸套系統(tǒng)的摩擦損失比改進前均降低10％以上;在發(fā)動機性能試驗臺架上，測試了包括活塞-缸套系統(tǒng)在內(nèi)的多個摩擦副改進前后的比油耗，發(fā)現(xiàn)整機比油耗比改進前平均降低2.5％。
　　3.實現(xiàn)了活

4、塞組-缸套摩擦力的無線測量技術(shù)。針對IMEP方法中連桿應(yīng)力信號導(dǎo)出的困難，試制了連桿應(yīng)力無線傳輸模塊，并基于該方法，成功測得了柴油機在倒拖狀態(tài)和點火狀態(tài)下的活塞組-缸套摩擦力。該結(jié)果與公開發(fā)表的測量結(jié)果趨勢相近，證明了該方法的有效性。
　　4.在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了內(nèi)燃機摩擦學(xué)知識服務(wù)的相關(guān)規(guī)范和模式。摩擦學(xué)知識服務(wù)是短期內(nèi)提高國內(nèi)內(nèi)燃機摩擦學(xué)設(shè)計水平的有效途徑。本文對冷態(tài)拆卸法測量內(nèi)燃機機械損失以及無線方式測量活塞組-缸套摩