內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)摩擦學(xué)特性對(duì)活塞動(dòng)力學(xué)行為的影響研究.pdf

1、隨著人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)、噪聲的控制要求日益嚴(yán)格以及全球石油資源的日趨枯竭，迫切需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和重要摩擦副進(jìn)行廣泛深入的研究，以降低其振動(dòng)噪聲和摩擦功耗。研究表明，由活塞二階運(yùn)動(dòng)引起的活塞敲缸是內(nèi)燃機(jī)的主要機(jī)械噪聲之一，同時(shí)活塞組件的摩擦損失占內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失的40％以上。因此，無(wú)論是降低振動(dòng)噪聲還是降低摩擦功耗，對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸套-活塞摩擦副動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)的研究都具有實(shí)際意義。
　　 以往人們研究活塞二階運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有考慮活塞環(huán)摩擦

2、學(xué)特性的影響，本文把缸套-活塞-活塞環(huán)看作一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，在討論缸套-活塞裙部、缸套-活塞環(huán)兩潤(rùn)滑區(qū)域摩擦學(xué)特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合活塞二階運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程，建立了一種同時(shí)考慮活塞裙部、活塞環(huán)摩擦學(xué)特性的缸套-活塞-活塞環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)摩擦學(xué)耦合模型；按照控制論的觀點(diǎn)，把該模型看作自動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)用求解平均雷諾方程的有限差分法及超松弛迭代法(SOR)、求解活塞二階運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的牛頓法等數(shù)學(xué)工具，對(duì)某一型號(hào)柴油機(jī)缸套-活塞-活塞環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值仿

3、真分析。
　　 在MATLAB環(huán)境下編寫了全部的計(jì)算程序，并將重要計(jì)算結(jié)果與同型號(hào)柴油機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，證明了所建模型的正確性。計(jì)算表明，考慮活塞環(huán)摩擦學(xué)特性后活塞的二階運(yùn)動(dòng)幅度和速度都有減弱的趨勢(shì)，同時(shí)有一定時(shí)間（曲柄轉(zhuǎn)角）的滯后，這說(shuō)明活塞環(huán)有消弱活塞二階運(yùn)動(dòng)的作用。最后基于前述模型，分析了活塞的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)如裙部縱向型面、配缸間隙、活塞銷偏心、裙部高度對(duì)活塞動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)特性的影響大小及關(guān)系，同時(shí)給出低噪聲、低摩擦損耗