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基于12V620柴油机的活塞二阶运动及敲击噪声的预测.doc

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基于12V620柴油机的活塞二阶运动及敲击噪声的预测.doc

硕士学位论文1摘要活塞裙部的摩擦学性能是影响现代内燃机活塞设计的一个关键问题,长期以来人们对此问题进行了各种各样的研究但一直未得到根本的解决为了解决活塞的裙部的摩擦学设计问题传统的设计方法必须通过经验或大量的试验结果后经过不断的改进得以逐步实现这种方法显然不能适应现代活塞设计的要求本文从对活塞---缸套这对摩擦副的研究入手结合有限元的分析方法建立了活塞工作状态下考虑活塞热变形力变形的润滑计算模型以此对影响活塞裙部润滑的参数进行分析为内燃机活塞系统摩擦学特性提供一个全面的评价方法同时为活塞的设计提供理论依据针对这个目的在如下几个方面进行了研究工作结合活塞裙部与缸套间的流体动力润滑理论和活塞的力平衡方程建立了分析活塞二阶运动的分析模型采用了平均流量模型考虑了表面粗糙度等因素的影响克服了光滑表面模型的不足使分析结果更为准确可靠将表面接触模型进入到计算之中考虑了表面微凸体接触的影响使得润滑计算模型更加精确更为全面地反映活塞裙部的润滑状态对活塞进行力热变形计算在热变形计算中首先确定活塞的热边界条件计算活塞的温度场并和试验进行了对比然后计算活塞裙部变形量对活塞进行力变形计算分别对顶部压力裙部单位力进行计算然后由线形叠加得到每一时刻的裙部变形建立力变形计算柔度矩阵建立了考虑热变形弹性变形的活塞裙部润滑模型通过该模型可以对发动机工况下的活塞裙部润滑状态进行分析计算同时对比了在冷态下活塞裙部润滑和热态下的不同点对活塞裙部型面进行了分析工作包括纵向型线的设计因素型线的拟和方法同时对活塞裙部横向型线规律进行了分析并引入了活塞裙部曲面拟和的方法结合发动机的实际工况通过仿真研究一些结构参数如活塞型线裙部长度销偏心和配缸间隙对活塞系统二阶运动和摩擦的影响给出了在活塞裙部设计方面一些结构参数的设计准则为了验证活塞裙部润滑模型的有效性通过该模型尝试进行了活塞型面参数优化设计同时在一款发动机上进行了试验研究并通过试验结果来对活塞裙部设计进行了评价以往人们对于曲柄滑动轴承这样在动载荷下运转的轴承的数值研究往往采用雷诺边界条件进行分析计算,该边界条件应用在油膜破裂处较合理,但无法正确解释油膜再形成时的情况。近年来国际上出现的NO边界条件不仅提供了油膜破裂条件,而且提供了油膜再形成条件,比雷诺边界条件更符合动压润滑过程的实际情况。本文首先采用有限差分法求解采用JFO边界条件下滑动轴承在纯旋转状态下的各项润

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