高原柴油机气缸套-活塞环磨损计算研究.pdf

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1、2011年1月润滑与密封Jan．2011第36卷第1期LUBRICAnONENGINEERINGV01．36No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．01．004高原柴油机气缸套一活塞环磨损计算研究王宪成和穆张晶何星(装甲兵工程学院机械工程系北京100072)摘要：为了研究高原环境对柴油机寿命的影响，以某型柴油机为对象，通过模拟高原柴油机实际工作过程，结合活塞环受力分析和缸套传热计算得到边界条件，基于雷诺方程和改进的Holm—Achard黏着磨损公式建立气缸套一活塞环润滑磨损

2、数值计算模型；经验证气缸套径向最大磨损深度的计算值与实测值误差不超过5％。计算表明，油膜厚度随外界大气压力降低而逐渐变薄；在海拔5000m左右时气缸平均磨损值达到最大。关键词：高原；气缸套一活塞环；润滑；磨损中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)t一013—4NumericalCalculationonAltiplanoEngineCylinderliner-piston磷IlgWearWangXianchengHeMuZhangJingHeXing(Department

3、ofMechanicalEngineeringofArmoredForceEngineeringInstitute，Beijing100072，China)Abstract：Inordertoresearchtheoperatingconditionseffectsondiesellire．acertaindieselthroughsimulatingtheac—tuallyconditionsoftheahiplanodiese1．Thecylinderliner—pistonringboundarycon

4、ditionwasestablishedwithdynamicandheatbalanceanalysis．ThelubricationandwearcalculationmodewasestablishedbasedonmeanReynoldsequationandHolm—Achardstickingwearmechanics．Theresultsshowthat，theerrorofthecalculatedvalueofmaximumradialweardepthofcylinderlinerislo

5、werthan5％comparedWiththemeasuredvalue．Thefilmthicknessdecreaseswiththegradual—lydecreaseofexternalatmosphericpressure．Atnnaltitudeofaround5000m，theaverageradialweardepthofcylinderat—tainsthemaximum．Keywords：altiplano；pistonring—cylinder上iner；lubrication；wea

6、r气缸套一活塞环是柴油机的关键零件之一，其磨(1)不计活塞环周向油膜及气压的变化；损直接决定了柴油机寿命。然而，由于气缸套一活塞(2)活塞环不发生偏摆，并且忽略环的惯性力环所处工作环境的复杂性，以及气缸套和活塞环磨损和环与环槽间的摩擦力；量不解体测量的困难性”，采用数值分析方法研究高原(3)活塞环采用弹性流体动压润滑；地区柴油机气缸套一活塞环磨损成为最为可行的手段。(4)忽略活塞环间气体泄漏对燃烧室气压的影目前，柴油机气缸套～活塞环润滑磨损理论仿真响；计算得到了长足的发展。张勇对气缸套二维磨损进(5)气缸套一

7、活塞环磨损以黏着磨损为主。行了数值计算，建立了适合于工程实际应用的磨损模1．2活塞环径向受力分析型。然而，从环境影响角度，对气缸套一活塞环润滑对活塞环径向受力进行分析(见图1)可得如下磨损的计算研究少有报道。本文作者针对某型柴油平衡方程：机，通过建立的润滑磨损模型，研究了不同海拔对气FG+FE=Fz+rA+FR(1)缸套一活塞环润滑磨损的影响。式中：；为作用在活塞环背部的气体作用力；Fr为1计算模型活塞环弹性力；F为活塞环径向润滑油膜承载力；1．1计算假设为微凸体载荷；F为活塞环径向摩擦力。基金项目：军内科研

8、项目(GF2009WG01)．收稿13期：2010—07—28作者简介：王宪成(1964一)，男，教授，研究方向为军用车辆动力系统性能与使用．通讯作者：和穆(1978一)，博士研究生．E—mail：wjhemu@si-图1活塞环径向受力分析示意图Fig1Schematicdiagramfortheradialstressofpistonring14润滑与密封第36卷1．3传热模型高原柴油机实际工况决