基于摩擦功一致性要求的发动机制造精度研究

发布时间：2020-08-03 05:54

【摘要】：近几十年来中国经济水平高速发展,带动汽车产业的规模迅速扩大,而发动机作为汽车的传统动力来源,其产量也逐年增多。作为汽车的动力核心,发动机具有零部件工序多,工艺复杂,且制造精度要求高等特点。而我国的发动机生产在设计过程中尺寸公差分配凭经验,缺少系统的科学依据,导致生产的产品之间在性能和质量方面差异大、产品的可靠性降低,耐久性差,同时也给产品之间的匹配带来了巨大问题。发动机的摩擦功是评定发动机的性能重要指标之一,对于发动机的扭矩输出和燃油消耗等关键性能也有着直接影响。本文从提高发动机摩擦功一致性入手,探究尺寸公差对于发动机摩擦功性能波动的影响,并进一步考虑生产实际得到更加科学合理的公差范围,降低发动机摩擦功。本文基于弹性流体润滑理论针对一款1.2L发动机建立了曲轴系和活塞系的摩擦功仿真模型,并根据发动机台架实验结果对于仿真模型进行了标定及验证。基于所建立的仿真模型,分别对于影响发动机曲轴系摩擦功和活塞系摩擦功的长度尺寸以及形位尺寸进行了系统的分析,研究了尺寸对于摩擦功影响的趋势及其公差对于摩擦功波动的影响,得到了影响曲轴系摩擦功和活塞系摩擦功的关键尺寸。在得到的关键尺寸的基础上,基于kriging插值理论建立了关键尺寸公差与摩擦功波动的关系模型,在考虑现有生产系统对于尺寸的制造能力的基础上,对于尺寸的公差区间进行优化。研究表明优化后的公差区间相比原公差区间,曲轴系摩擦功波动降低了44.67%,活塞系摩擦功波动降低33.91%。研究为公差分配提供了科学合理的依据。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464
【图文】：

- 10 -图 2- 1 活塞运动示意图Fig.2- 1 Definition of Piston Move活塞沿缸孔轴向方向（Z 方向）运动，即可以表示为：2 2cos ( sin ) cos cosp pz r l y r r l ——活塞销中心点轴向位移——活塞销中心点径向位移 ——曲柄半径，——曲轴转角，—连杆中心距，

上海交通大学硕士学位论文连杆与气缸方向夹角（连杆摆角）径向方向（Y 方向）运动可以表示为：py s a 曲轴偏置活塞销偏置活塞销径向位移塞系的动力学分析需要分为两部分，一部分是活塞体的动力活塞环的动力学分析。对于活塞体的动力学分析，因为其轴度，且活塞头部和活塞裙部的受力有差别，分析时将活塞视行分析。塞体而言，其受到的力主要是气缸压力、活塞体及活塞销的反作用力、活塞环接触作用力等，同时需要考虑活塞的转动力矩等。其受力情况如图 2-2 所示[48]。

图 2- 3 活塞环受力分析Fig.2- 3 Force analysis of piston ring向方向受力：az az azR R hydr fric contact gasm z F F F FR——活塞与活塞销的总惯性力——机油填充引起的阻尼力——环与缸孔接触摩擦力——环与环槽之间的作用力—气体作用力径向方向受力：rad rad radhydr gas tension fricF F F F——活塞环与缸孔之间的油膜压力——气体作用力

【参考文献】

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2 梁W

本文编号：2779212