缸套微坑润滑理论模型建立与分析
本文选题:微坑 切入点:缸套 出处:《中北大学》2011年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:缸套—活塞环系统的润滑状况对发动机的正常工作以及使用寿命等性能有着非常重要的影响。发动机中的缸套是缸套—活塞环系统中的重要的一个环节,因此改善缸套的性能可以更加有利于缸套—活塞环系统之间的润滑。人们对于缸套性能的改善也越来越重视。 本文研究矩阵式微坑缸套上的微坑储油结构,对缸套的内表面的相互独立、均匀分布的数以万计的微坑进行研究。根据经典雷诺方程,运用流体动压润滑理论,建立了微坑缸套—活塞环润滑理论的数学模型。介绍了偏微分方程的多重网格法数值求解过程和变异多重网格求解方法,应用有限差分法和超松弛迭代法求解此润滑理论模型,采用Matlab语言进行编程,对矩阵式微坑缸套—活塞环润滑理论离散后的模型进行数值求解分析。分析微坑的面积占有率、微坑深度以及微坑口径对流体动压润滑性能的影响规律,得到最优的微坑的几何参数的组合。在理论上对缸套表面的凹坑的微观几何形貌和分布特点等参数进行了优化。在实验研究过程中,对已经加工好的矩阵式微坑缸套进行验证,观察到微坑的形状为旋转抛物面,属于最优的几何形状。测量微坑的深度,并与优化的微坑参数进行比较,分析了加工出的缸套是否在优化的微坑深度内,为加工的修正提供依据。
[Abstract]:The lubrication condition of the cylinder liner-piston ring system has a very important effect on the normal operation and service life of the engine. The cylinder liner in the engine is an important link in the cylinder liner-piston ring system. Therefore, improving the performance of cylinder liner can be more favorable to lubrication between cylinder liner and piston ring system, and more and more attention has been paid to the improvement of cylinder liner performance. In this paper, the structure of microcrater oil storage on matrix microcrater cylinder liner is studied, and tens of thousands of microcraters which are independent of each other and uniformly distributed on the inner surface of the cylinder liner are studied. According to the classical Reynolds equation, the hydrodynamic lubrication theory is used. The mathematical model of the lubrication theory of microcrater cylinder liner and piston ring is established. The numerical solution process of partial differential equation based on multi-grid method and the method of solving variant multi-grid are introduced. The finite difference method and overrelaxation iterative method are used to solve the lubrication theory model. The model of matrix microcrater cylinder liner and piston ring lubrication theory is numerically solved and analyzed by using Matlab language. The effect of area occupancy, depth of microcrater and diameter of microcrater on hydrodynamic lubrication performance is analyzed. The optimal combination of geometric parameters of the microcrater is obtained. The parameters such as the geometric morphology and distribution characteristics of the pits on the cylinder liner surface are optimized theoretically. In the course of the experimental study, the matrix microcrater cylinder liner that has been machined has been verified. It is observed that the shape of the microcrater is a rotating paraboloid, which belongs to the optimum geometric shape. The depth of the microcrater is measured and compared with the optimized microcrater parameters. To provide the basis for the modification of processing.
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH117.2
【参考文献】
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,本文编号:1643605
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