活塞組工作性能多目標優(yōu)化的研究.pdf

1、內(nèi)燃機NVH性能的優(yōu)化是目前汽車舒適性提升中重要的一個環(huán)節(jié)，而活塞是內(nèi)燃機的主要運動件之一。目前的研究表明，活塞的工作性能不僅對內(nèi)燃機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能有很大的影響，而且對內(nèi)燃機的NVH性能也有非常突出的影響。因此，研究活塞組的動力學特性，優(yōu)化其工作性能對改善內(nèi)燃機NVH性能有重要的意義。本文以內(nèi)燃機活塞組為研究對象，建立了活塞及活塞環(huán)組動力學模型，對活塞組的二階運動、竄氣、機油消耗以及活塞敲擊問題進行了深入的研究。
　　

2、建立了模擬活塞二階運動的仿真分析模型。通過建立活塞連桿機構(gòu)的動力學模型、有限元模型與潤滑模型，對活塞進行綜合仿真分析。研究了活塞二階運動特性、接觸力、敲擊能及摩擦損失，在分析的基礎(chǔ)上對活塞進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效改善了活塞的二階運動。
　　對活塞環(huán)組特性進行研究，建立了活塞環(huán)組動力學模型。模型主要包括力學模型、氣體流動模型、潤滑模型及機油消耗模型。對環(huán)組的運動狀態(tài)、潤滑狀態(tài)、竄氣量以及機油消耗等工作性能進行了深入分析。
　　在活塞

3、環(huán)組動力學模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合基于綜合評分法的多目標正交設(shè)計，研究了活塞環(huán)開口的結(jié)構(gòu)參數(shù)對活塞組竄氣及機油消耗的影響，并在研究的基礎(chǔ)上對活塞環(huán)開口進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在控制竄氣量與機油消耗上取得了較好的效果。
　　將活塞動力學模型中獲得的敲擊載荷施加到內(nèi)燃機有限元模型上，建立活塞敲擊模型，對活塞敲擊導致的機體表面振動開展了研究。其中，通過自由模態(tài)試驗驗證了發(fā)動機有限元模型的準確性，通過倒拖試驗驗證了活塞敲擊模型的可靠性。最后通過敲擊模型研