内燃机活塞环槽区域润滑油输送机理研究

摘要

润滑油在活塞组件中的输送状况对内燃机活塞（环）-缸套摩擦学性能的深入研究、内燃机排放与经济等性能的提高和润滑油性能的改善都存在直接影响。本文以国家自然科学基金项目“内燃机活塞组件中润滑油输送机理的研究”为背景，在活塞、活塞环动力学研究的基础上，对内燃机活塞组件中润滑油通过环槽的输送机理和主要影响因素进行了研究。
　　 内燃机润滑油在活塞环槽区域的输送分为三个步骤:首先，在不同驱动力的作用下，润滑油由相邻的环岸区在某个特定时间段进入活塞环槽的一边侧隙，然后从环槽一边的侧隙流经环槽背隙进入相应的另一边环槽侧隙，最后由环槽侧隙在一定驱动力的作用下流入相应的环岸，从而完成一个完整的润滑油在环槽内的输送。本文首先对润滑油进、出环槽的输送机制及影响因素进行了详细的理论分析。在润滑油通过环槽内的输送机理中，活塞运动及活塞环在环槽内的运动是最主要的影响因素，研究中，首先利用AVL EXCITE Piston& Ring仿真平台，基于活塞、活塞环完整的结构和动力学理论，结合特定工况，计算并输入和设置主要的结构和工况参数，在一个完整的循环周期内，对活塞及活塞环的动力学进行系统分析。然后，针对环槽内润滑油流入流出的驱动力建立不同的输送模型，在活塞、活塞环动力学分析结果的基础上，运用MATLAB工具，对一个完整周期内的润滑油通过环槽的输送进行计算，并依据结果进行分析，最后结合不同的工况对润滑油通过环槽内的不同输送情况进行定量分析，进而讨论各自的影响状况。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 润滑油输送机理的研究意义

1．2 润滑油环槽内输送机理国内外研究现状

1．3 本论文研究的主要内容

第二章 润滑油通过环槽的基本输送理论

2．1 润滑油输送的影响因素分析

2．2 环槽内活塞环的运动分析理论

2．2．1 活塞动力学模型

2．2．2 活塞环动力学模型

2．3 环槽内润滑油输送方式

2．3．1 润滑油在活塞环槽区域的输送

2．3．2 润滑油从环岸进入环槽的输送

2．3．3 润滑油从活塞环槽到环岸的输送

2．4 本章小结

第三章 活塞环的动力学计算及仿真

3．1 活塞环组动力学研究平台选取

3．2 活塞环动力学计算的主要参数及过程

3．2．1 发动机数据

3．2．2 燃烧压力曲线

3．2．3 热力学数据

3．2．4 零件模型参数的获取

3．2．5 活塞、活塞环缸套轮廓

3．2．6 活塞的刚度矩阵计算

3．3 整体模型及主要分析参数的设置

3．4 本章小结

第四章 标定工况下润滑油通过环槽的输送

4．1 标定工况下环槽间隙中压力变化

4．2 标定工况下活塞环的运动情况

4．2．1 活塞环在环槽中的位置变化

4．2．2 润滑油的惯性力

4．2．3 活塞环及环槽内润滑油的流动状态

4．3 标定工况下润滑油输送计算结果

4．3．1 润滑油从环岸进入环槽输送的计算

4．3．2 润滑油从环槽到环岸的输送的计算

4．4 本章小结

第五章 多工况下润滑油通过环槽的输送

5．1 多工况下润滑油输送的分析计算

5．1．1 1200rpm满载工况下的计算与分析

5．1．2 1600rpm满载工况下的计算与分析

5．1．3 2000rpm满载工况下的计算与分析

5．1．4 2600rpm满载工况下的计算与分析

5．1．5 3000rpm满载工况下的计算与分析

5．2 五种工况下润滑油的输送对比

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文