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活塞环-缸套摩擦磨损模拟实验方法研究

提出了一种评价活塞环-缸套摩擦磨损性能的快速模拟实验方法,研制了往复式模拟摩擦磨损实验机,载荷、速度等实验参数和摩擦力、总磨程等实验结果的测试装置及其计算机数据采集处理系统.实验  (本文共4页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

内燃机活塞环—缸套冷启动状态下摩擦特性研究

随着人们对车辆工作环境的要求越来越苛刻,作为车辆的心脏内燃机也必须向高功率、高转速、高效率、良好的启动性、低噪声和低排放等方向发展。活塞环-缸套作为内燃机中重要的摩擦副,在其冷启动过程中,伴随着活塞的运动,在过低的环境温度下,活塞环要承受活塞往复惯性力、高温气体冲击力的共同作用。过低的环境温度会使活塞环和缸套材料的摩擦学性能及润滑油的润滑质量恶化,使其间的摩擦行为更为严重。本文以温度为主要变量,研究在温度逐渐降低的过程中,活塞环与缸套之间的摩擦性能和润滑状态。为内燃机活塞环-缸套低温环境摩擦预测以及设计低温环境下工作的内燃机提供理论支持及仿真方案。本文主要进行了以下方面的研究工作。(1)活塞环-缸套摩擦力数学模型推导以某内燃机为研究对象,对其进行活塞运动分析,并建立其单缸中第一道活塞环的动力学模型,推导得出活塞环-缸套间摩擦力数学模型;(2)环境温度变化对摩擦性能的影响分析对摩擦力模型中相关参数进行温变效应分析,得出各个参数在温...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

柴油机轴系主要摩擦副润滑机理研究及主轴承润滑对噪声的影响分析

“能源”与“环境”是21世纪车用发动机产业的两大研究主题,发动机的节能减排已经成为社会普遍关注的挑战性问题之一。世界工业部门的1/3~1/2能源是以摩擦形式被消耗,磨损失效方式占机械零件失效的60%~80%,造成巨大的直接和间接经济损失。本文通过基础理论研究、试验分析、数值算法、仿真计算、优化分析等手段,系统的分析了轴系中主要摩擦副的润滑机理和动力学,全文的主要研究内容如下:运用正交试验和遗传算法优化BP神经网络相结合的方法,开展以降低摩擦功耗为目标的活塞环优化设计;在传统润滑模型的基础上,运用控制体积的质量守恒原理建立宏观空穴模型和微凸体空穴模型,分析油膜破裂区域、油膜压力分布、摩擦性能随转角变化规律;结合SVR磨损试验机,研究不同边界条件对摩擦系数的影响,总结了磨损较大的原因。采用有限元法求解活塞裙部润滑控制方程,分析各个参数对动力学、摩擦功耗的影响;在润滑模型的基础上,采用正交试验结合回归算法,评价了各参数对摩擦功耗的影响...  (本文共260页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

内燃机摩擦副润滑流动传热耦合数值模拟方法研究

目前,采用基于Reynolds方程的方法求解润滑问题是国内外润滑设计中的主流方法。然而,针对内燃机摩擦副间的润滑油膜存在复杂的流动-传热耦合作用问题,有研究表明Reynolds方法已无法充分反映润滑油膜内部的热效应耦合作用机制和空化现象,其计算结果已无法满足内燃机节能减排、低摩擦磨损和精确润滑技术目标对润滑设计提出的更高要求,亟需建立新的可充分反映内燃机摩擦副润滑-流动-传热特点的数值仿真方法。本文以内燃机润滑摩擦副为研究对象,首先,在现有CFD方法基础上通过引入基于相变理论的空化模型和热效应耦合作用影响,建立了可考虑相变-传热-传质、多物理场耦合的流体动力润滑流动-传热数值仿真分析方法。而后,基于新建立的数值仿真方法研究了工况、物性、热边界条件等影响因素对于不同类型摩擦副润滑油膜内部的流动-传热过程以及润滑性能指标的影响规律。最后,通过无量纲化处理和比拟理论等方法,总结归纳了可用于修正、改进和优化现有内燃机各摩擦副润滑问题计算...  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

发动机活塞环-缸套结构低摩擦仿真分析及优化设计

在世界工业生产、制造及运维过程中,因摩擦带来的直接或间接的能源和经济损失不可小视,发动机作为工业行业最为普遍的动力来源,其润滑性能研究与摩擦学设计一直以来都是行业内的热点问题。本文对某型发动机的活塞环-缸套系统的润滑性能进行了研究,主要内容及结论如下:1)分析了国内外发动机活塞系统的润滑性能研究现状,确定本文的研究对象为第一道活塞环,研究其结构参数对活塞环与缸套接触面之间的润滑性能影响,以及活塞环结构参数优化设计。2)基于流体动压润滑理论基础与活塞环-缸套的实物模型,建立了研究对象的润滑仿真模型,并通过台架试验验证了该模型的正确性。利用该模型研究了活塞环桶面高度、径向厚度、轴向高度、桶面偏移、闭口间隙、切向弹力等重要的结构参数对润滑性能的影响规律。3)利用遗传算法对BP神经网络进行优化,并基于正交试验数据对BP神经网络进行训练,优化训练后的BP神经网络预测得到最小摩擦损失功率,以及相应的活塞环结构参数组合。对比分析了该结构参数与...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

表面织构对活塞环-缸套摩擦副接触压力分布影响的理论研究

活塞环-缸套摩擦副造成的摩擦损耗约占整个内燃机损耗的20%,因此国内外学者从结构参数,润滑油的粘度和润滑油量,表面形貌,活塞环-缸套接触等方面对活塞环-缸套摩擦副进行了大量细致的研究,以期能够改善这对摩擦副的摩擦性能。其中,通过活塞环-缸套表面微织构改善接触摩擦性能的研究,近年来受到了国内外学者的关注。本文在Biboulet等~([48-50])研究工作的基础上,基于活塞环-缸套摩擦副的简化一维接触模型及所得到的解析关系式,从理论方面分析讨论了活塞环-缸套上的不同形貌表面织构对接触压力和性能的影响,主要工作包括:首先基于一维平均雷诺方程,对具有表面织构的活塞环-缸套摩擦副系统,建立了活塞环-油膜-缸套系统的一维接触润滑模型。在此基础上,对具有单个和多个矩形、三角形和椭圆形三种表面织构的缸套,分别推导得到了活塞环-缸套接触压力的简化解析解,并进行了活塞环-缸套间接触压力的分析和比较。结果表明,缸套上三种纹理结构对接触压力的分布和变...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>