活塞系統(tǒng)二階運(yùn)動(dòng)分析及表面形貌擠壓效應(yīng)研究.pdf

1、本文以內(nèi)燃機(jī)活塞－缸套系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)工作狀態(tài)下活塞裙部二階運(yùn)動(dòng)和混合潤(rùn)滑特性進(jìn)行了研究；將表面織構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于活塞裙部摩擦學(xué)分析，研究了微凹坑造型表面對(duì)活塞裙部摩擦性能和二階運(yùn)動(dòng)的影響；設(shè)計(jì)了活塞裙部－缸套摩擦副的往復(fù)摩擦實(shí)驗(yàn)，間接驗(yàn)證了理論分析的正確性；研究了不同類型表面形貌對(duì)活塞裙部擠壓油膜狀態(tài)的影響。為改進(jìn)活塞裙部摩擦學(xué)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　研究了活塞裙部的熱變形和機(jī)械變形問(wèn)題，采用三維有限元進(jìn)行了分析，得到了對(duì)應(yīng)各個(gè)

2、曲軸轉(zhuǎn)角的活塞裙部熱變形和機(jī)械變形數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步準(zhǔn)確分析裙部的潤(rùn)滑特性提供了依據(jù)。
　　綜合考慮了活塞裙部外形輪廓、表面波度和粗糙度、活塞裙部和缸套的熱變形和機(jī)械變形等因素，建立了內(nèi)燃機(jī)活塞裙部混合潤(rùn)滑數(shù)學(xué)模型。比較了冷態(tài)和工作狀態(tài)下活塞二階運(yùn)動(dòng)軌跡、最小油膜厚度以及摩擦力的不同。計(jì)算分析了工作狀態(tài)下裙部橫向型線和縱向型線對(duì)活塞裙部混合潤(rùn)滑特性的影響，給出了活塞裙部型線的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)活塞仿真設(shè)計(jì)，研究了活塞裙部長(zhǎng)度、活塞銷偏

3、心距、配缸間隙、徑向縮減量等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)活塞二階運(yùn)動(dòng)和摩擦的影響，提出了一些活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
　　結(jié)合表面織構(gòu)技術(shù)、雷諾方程以及活塞動(dòng)力學(xué)方程，建立了活塞裙部微凹坑表面潤(rùn)滑分析模型。分析比較了微坑深徑比、直徑和分布密度等裙部微凹坑表面特征參數(shù)對(duì)活塞裙部二階運(yùn)動(dòng)和摩擦特性的影響，對(duì)最佳織構(gòu)表面造型參數(shù)進(jìn)行了探討。
　　設(shè)計(jì)了活塞裙部－缸套摩擦副的往復(fù)摩擦實(shí)驗(yàn)，考察不同裙部微凹坑表面對(duì)活塞－缸套摩擦副的實(shí)際減摩效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果顯示，對(duì)活塞裙部表面進(jìn)行微坑織構(gòu)化處理，可有效降低活塞裙部的摩擦系數(shù)，間接驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　研究了表面形貌的擠壓效應(yīng)。針對(duì)活塞裙部，建立了微凹坑表面擠壓油膜特性流固耦合分析模型。采用歐拉/拉格朗日耦合算法對(duì)活塞裙部與缸套間的潤(rùn)滑油擠壓過(guò)程進(jìn)行流固耦合模擬分析，對(duì)擠壓油膜受微凹坑直徑、深徑比、分布密度等微造型參數(shù)綜合作用的影響情況進(jìn)行研究，比較了不同類型表面形貌下擠壓油膜承載能力的變化狀況，得到了使擠壓油膜具有最大承載