新型活塞环润滑与密封性能研究

发布时间：2017-06-22 04:12

  本文关键词：新型活塞环润滑与密封性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 活塞环-气缸套系统的气密性能和润滑摩擦状态对内燃机的整体性能有重大影响,随着功率密度的不断增加,活塞环的摩擦功损失和磨损也越来越严重。基于保证密封,尽量降低摩擦功的出发点,本文对内燃机活塞环—气缸套气体密封系统进行了详细的研究,建立了气体泄漏的理论计算模型,并分析了开口间隙、环间容积及转速对气体泄漏量的影响。针对传统活塞环开口间隙是影响系统泄漏的主要因素,提出一种上下两环配对的新型组合式活塞环来提高气密性,理论计算和搭建的发动机静态气密性试验台的研究结果表明,新型组合式活塞环比传统两气环有更好的密封效果。 此外,为研究新型组合式活塞环在摩擦功耗方面的特性,建立了活塞环—气缸套润滑研究模型。对活塞环—气缸套摩擦学系统润滑性能研究时运用混合润滑理论模型,采用二维瞬态平均Reynolds方程与Greenwood和Tripp建立的微凸体接触模型,综合考虑表面粗糙效应、润滑油的粘温粘压及变密度效应,考虑了活塞环—气缸套间接触压力的分布及活塞系统二阶运动的影响,采用雷诺气穴边界条件,使理论分析更切合实际,研究结果更具应用价值与指导意义。结果表明,新型组合式活塞环在摩擦功耗方面表现良好。 综合新型组合式密封性能分析、摩擦功耗分析和试验研究的结果,新型组合式活塞环在保证气密性的前提下,可以有效减少摩擦功耗,是对活塞环结构设计的一种有效尝试,也为今后活塞环的设计提供新的思路。
【关键词】：活塞环 气缸套 气密性 润滑 摩擦功耗
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 摩擦学概述11-12
• 1.2 内燃机活塞环—气缸套摩擦学系统12-17
• 1.2.1 内燃机摩擦学问题12-14
• 1.2.2 活塞环—气缸套摩擦学系统与研究现状14-17
• 1.3 内燃机活塞环—气缸套气体密封系统17-21
• 1.3.1 活塞环—气缸套气体密封系统17-19
• 1.3.2 活塞环—气缸套气体密封技术19
• 1.3.3 活塞环组设计新方向19-21
• 1.4 本课题研究的目的和意义21-22
• 第二章 活塞环—气缸套系统气体泄漏理论分析22-32
• 2.1 活塞组动力运动学22-24
• 2.1.1 活塞运动学分析22-23
• 2.1.2 活塞环与活塞的相对运动23-24
• 2.2 气体泄漏分析及数学模型24-27
• 2.2.1 气体的泄漏通道分析24-25
• 2.2.2 气体泄漏理论模型25-27
• 2.3 方程的求解27
• 2.4 计算结果与分析27-31
• 2.4.1 环间压力分布28
• 2.4.2 气体流量分布28-29
• 2.4.3 开口间隙对气体泄漏量的影响29-30
• 2.4.4 环间容积对气体泄漏量的影响30
• 2.4.5 转速对气体泄漏量的影响30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 新型组合式活塞环的结构形式及密封性研究32-36
• 3.1 组合式活塞环的结构形式32-34
• 3.2 组合式活塞环密封分析34
• 3.2.1 活塞环开口处的漏气34
• 3.2.2 组合式活塞环密封原理分析34
• 3.3 组合式活塞环与传统活塞环密封性能对比分析34-35
• 3.3.1 模型参数设定34-35
• 3.3.2 结果对比分析35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 活塞环—气缸套摩擦副润滑分析36-53
• 4.1 计算模型参数37
• 4.2 模型考虑因素37
• 4.3 活塞环—气缸套润滑基本方程37-39
• 4.4 润滑剂粘度－温度压力效应39-40
• 4.4.1 润滑剂粘度－温度压力效应39-40
• 4.4.2 润滑剂变密度效应40
• 4.5 表面粗糙效应40-42
• 4.6 微凸体接触模型42-43
• 4.7 湍流模型43
• 4.8 温度模型43-44
• 4.9 贫油模型44-46
• 4.10 载荷平衡条件46
• 4.11 边界条件46-49
• 4.12 气缸套变形模型49-51
• 4.13 膜厚方程51-52
• 4.14 本章小结52-53
• 第五章 数值方法分析53-59
• 5.1 数值分析的总体方案53
• 5.2 润滑分析计算流程53-54
• 5.3 Reynolds 方程的差分求解54-57
• 5.4 中心油膜的迭代修正57
• 5.5 本章小结57-59
• 第六章 新型组合式活塞环润滑特性研究59-65
• 6.1 最小油膜厚度分布对比分析59-60
• 6.2 油膜压力分布对比分析60-61
• 6.3 摩擦功耗对比分析61-64
• 6.4 本章小结64-65
• 第七章 活塞环静态密封性能试验研究65-78
• 7.1 气密性静态试验台65-77
• 7.1.1 试验台的安装70-72
• 7.1.2 气密性试验方法72-73
• 7.1.3 气密性静态试验结果73-77
• 7.2 本章小结77-78
• 总结与展望78-79
• 参考文献79-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨东亚;余照明;龚俊;;活塞杆滑动密封的润滑性能研究[J];机械制造;2012年11期

2 王裕仁;;微小型空压机的窜油量控制研究[J];压缩机技术;2013年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 高贵;斯特林发动机活塞杆密封结构与材料研究[D];兰州理工大学;2012年

2 彭程;发动机活塞环气密性检测设备硬件设计[D];广西大学;2012年

3 余照明;斯特林发动机活塞杆密封性能关键影响因素分析[D];兰州理工大学;2013年

  本文关键词：新型活塞环润滑与密封性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：470712