缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响.pdf

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1、汽车工程2015年(第37卷)第5期AutomotiveEngineering2015102缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响水阮登芳，高鑫，马克(重庆大学，机械传动国家重点实验室，重庆400044)[摘要]基于活塞二阶运动方程和裙部流体动压润滑模型，建立了活塞和缸套的结构动力学模型，以分析缸套弹性变形对活塞二阶运动和裙部润滑特性的影响。结果表明：不同曲轴转角下缸套的变形不同，做功行程中变形明显，而且最大变形量出现的区域随转角的变化而改变；考虑缸套弹性变形后，活塞二阶运动有所加剧，在压缩和做功行程中更加明显；在做功行程中裙部最小油膜厚度明显减

2、小，而总摩擦功耗显著增加，在其它行程中两者均无显著改变；油膜压力场峰值变小，在进气和做功行程中减小明显，但压力场分布基本不变。关键词：缸套；弹性变形；活塞二阶运动；润滑；摩擦功耗EffectsofLinerElasticDeformationonPiston2nd—orderMotionandPistonSkirtLubricationCharacteristicsRuanDengfang．GaoXin&MaKeChongqingUniversity，StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，Chongqing

3、400044[Abstract]Basedonpiston2nd—ordermotionequationandpistonskirtlubricationmodel，astructuraldy—namicsmodelforpistonandlinerisestablishedtoanalyzetheeffectsoflinerelasticdeformationonpiston2ndordermotionandpistonskirtlubricationcharacteristics．Theresultsshowthatthelinerelasticde

4、formationsvaryatdiffer—entcrankangles，whicharemoreapparentinworkstroke，andtheareaswherethelargestdeformationOCCUl'Salsovarywithcrankangle．Withconsiderationoflinerelasticdeformation，the2nd—ordermotionofpistonismagnified，whichismoreobviousincompressionandworkstrokes，theleastoilfilm

5、thicknessatpistonskirtobviouslyreducesandthetotalfrictionworkconsumedsignificantlyincreasesinworkstroke，buttheyhavenoapparentchangeinoth-erstrokes，andtheoilfilmpressurepeakreduces，whichismoreapparentinintakeandworkstrokes，whilethedistributionofpressurefieldbasicallyremainsunchang

6、ed．Keywords：liner；elasticdeformation；piston2nd-ordermotion；lubrication；frictionworkconsumed将影响活塞系统的二阶运动。以往在分析活塞月U百二阶运动及活塞裙部润滑特性时，多数将缸套当作刚性件处理，未考虑缸套弹性变形的影响~4-91。而内燃机工作时，活塞在气体压力、连杆作用力、研究表明，缸套失圆度对活塞裙部的润滑特性有较润滑油膜压力和摩擦力的作用下，除了沿缸套轴线大的影响，考虑缸套失圆变形后，活塞和缸套两表面方向的往复运动外，还存在着在缸套内的微小的平间的油膜压力降低，

7、摩擦力和摩擦功耗增加¨。对动和转动，此即活塞的二阶运动。活塞的二阶运动于缸径较大的柴油机，为了缸套换修和缸体铸造方虽然很小，却对活塞和缸套间的润滑特性具有重大便，常采用湿缸套，相对于干缸套，湿缸套刚性差，易的影响。同时，活塞和缸套之间的流体动压作用又变形，在进行活塞二阶运动和裙部润滑特性分析时，国家自然科学基金(1010200220110108)资助。原稿收到日期为2013年9月10Et，修改稿收到日期为2013年11月l1日。·572·汽车工程2015年(第37卷)第5期应考虑缸套弹性变形的影响。为此，本文中在考虑㈤活塞和缸套热变形、表面波度和粗糙度等

8、因素下，基于有限元法建立活塞和缸套的结构动力学模型，结式中：ph为平均流体压力；