缸孔成型降低摩擦功贡献研究

缸孔成型是将缸孔设计成带型线的圆柱面,使其在工作状态下的热变形接近圆柱形,进而可以降低摩擦功,提高发动机的热效率。通过AVL公司多体动力学软件PR对自行设计的不同型线的缸孔进行仿真分析,对比摩擦功变化、同时兼顾漏气量及敲击能的变化情况,得到易于加工并能降低摩擦功的缸孔型线,优化后的带型线缸孔较无型线缸孔的原方案降低摩擦功约21%。

基于降低摩擦功耗的活塞型线优化设计

混合动力汽车对发动机提出高热效率需求,而降低摩擦功耗为提高发动机热效率的有效措施。活塞连杆系统摩擦损耗占整个发动机摩擦损耗的40%~60%,活塞裙部良好的型线设计,可使活塞与缸套间具有合适的油膜间隙,从而产生最佳的流体动力润滑效果,降低活塞摩擦功耗,提高内燃机的热效率。针对某混合动力用高效发动机活塞进行设计优化,使活塞平均磨损载荷降低56.4%,并通过耐久试验验证。

基于不同工质进行径流式透平背叶片对推力和摩擦功耗的影响研究

径流式叶轮背部增加背叶片结构可以有效调整叶轮背部腔室的压力分布,从而调整叶轮部分的轴向推力,但同时背叶片的引入会增加叶轮背面的摩擦功耗。文章基于某一径流式叶轮,研究在两种不同工质(空气及超临界CO_(2))下背叶片对叶轮背部压力分布及摩擦功耗的影响规律,并与无背叶片结构的叶轮背部腔室进行对比,通过研究发现,带背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化有较小的改变;而无背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化非常明显。背部摩擦功耗与旋转因子有关,旋转因子较大时摩擦损失较小,旋转因子较小时摩擦损失较大。另外,带背叶片时摩擦功耗要明显大于无背叶片时的摩擦功耗。

两种型面轮轨滚动接触蠕滑率和摩擦功

采用数值分析方法详细分析了 2种型面轮对与轨道在滚动接触过程中的接触几何、蠕滑率和摩擦功 .在摩擦功分析计算中利用了 Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论 ,并考虑了轮轨的结构变形的影响 .分析计算表明 ,在轮对运动状态相同的情况下 ,磨耗型轮对与轨道之间的蠕滑率和摩擦功与锥型轮对和轨道之间的蠕滑率和摩擦功相差甚大 .数值分析结果表明 ,现行铁路中正在推广使用的磨耗型轮对并不能减少轮轨接触表面之间的磨损 。

基于摩擦功原理的高副滑动磨损的研究

针对现有的摩擦磨损计算公式不能全面反映磨损机理的问题,根据摩擦功原理,推导了基于磨损功的高副滑动磨损计算公式;在考虑刚度变化将引起齿间载荷动态变化的情况下,进行了机车齿轮副磨损的计算仿真分析,计算结果与实际磨损情况相符。研究表明,该公式为滑动摩擦副磨损计算提供了一种原理清晰、使用简便的新方法,为齿轮副与凸轮副等复杂曲面的高副磨损状态评估提供了可靠依据。

齿轮啮合过程摩擦功耗研究

根据系统功能基本原理,提出了一种新的齿轮啮合过程摩擦功耗计算方法。假设两圆盘在滚动过程中存在相对滑动,圆盘间摩擦力矩将对圆盘做功而产生摩擦功耗。据此原理,建立了齿轮啮合过程的摩擦功耗计算模型。在对齿轮啮合过程中摩擦因数分析的基础上,对外啮合齿轮摩擦功耗进行了分析计算。计算结果表明,齿轮在啮合过程中,双齿啮合区的摩擦功耗起主导作用。将计算结果与Velex的试验结果对比显示,提出的齿轮啮合过程摩擦功耗的计算模型是可行的。

基于人字齿轮啮合特性的滑动摩擦功率损失

以空间多重共轭啮合理论为基础,利用人字齿轮副轮齿接触特性与承载接触特性,提出一种计算人字齿轮滑动摩擦功率损失的方法。首先,利用人字齿轮副轮齿接触分析(TCA),获得人字齿轮齿面接触路径和印痕。然后,利用人字齿轮副承载接触分析(LTCA),计算得到啮合齿面瞬时椭圆长轴(接触点)上离散点的法向载荷和瞬时接触点的传动误差,把所得到的离散点载荷和传动误差分别转换成齿面瞬时接触点的法向载荷和相对滑动速度,二者与摩擦因数相乘得到人字齿轮瞬时接触点的滑动摩擦功率损失。最后,对人字齿轮齿面所有瞬时接触点的滑动摩擦功率损失进行拟合并积分,最终获得1对人字齿轮轮齿从啮入到啮出的滑动摩擦功损。

铁磁流体动密封磁流体摩擦功耗的研究

铁磁流体中存在一个不平衡旋度 ≠ 12 rotv,由此引起悬浮在顺磁性载液中磁偶极矩为 m的磁粒子的旋转摩擦 .原先以磁畴取向的磁粒子 ,在外磁场作用下 ,经历驰豫时间 τ改变其方向 .在高速 ( v≥ 7m/s)时 ,磁流体摩擦热致使其粘度和粒子磁性能下降 ,影响其密封性能 .选择牛顿内摩擦模型 ,Langevins和 Navier-Stokes方程导出了磁粒子的旋转摩擦功耗公式 ,并由实验进行了验证 .

基于摩擦功原理的凸轮-挺柱磨损的动态仿真

为了更真实地反映磨损过程,探索磨损规律,选用了基于摩擦功原理的磨损计算模型;在考虑表面实际形貌的情况下对凸轮-挺柱相对滑动系数、正压力、磨损矢量、磨损深度进行了分析,建立了更为完善、更为合理的考虑表面形貌后的凸轮-挺柱磨损的动态仿真过程,仿真结果与实际磨损情况相符。仿真结果表明,凸轮-挺柱沿整个凸轮轮廓的磨损是不均匀的,挺柱较凸轮容易磨损,凸轮磨损严重的部位集中在推程起始处、远休、回程结束处3个区间段。该仿真为减少和控制凸轮-挺柱磨损提供了有益的帮助。

基于摩擦功的全钢载重子午线轮胎的磨耗性能研究

以12R22.5全钢载重子午线轮胎为研究对象,采用哈尔滨工业大学开发的轮胎系列有限元分析软件对轮胎的磨耗进行系统研究,给出了在静态、稳态、启动、制动、侧偏和转弯等不同工况条件下轮胎的摩擦功及磨耗方向。结果表明,工况条件对轮胎磨耗程度影响较大,由大到小依次为转弯、制动、启动、侧偏、稳态。另外,工况条件对轮胎横向磨耗分布有较大影响,特别是转弯和侧偏等工况条件。

内燃机活塞环组降低摩擦功耗的新方法

分析了活塞环组的摩擦损失,研究了活塞环的结构变化。根据当今内燃机产品发展中面临的问题和需求,提出了活塞环组中的两个气环改为一个气环的新结构。根据流体动力润滑理论与活塞环载荷方程,分析了一个气环与两个气环的不同摩擦功耗。结果表明,采用一个气环后的摩擦功耗有大幅度降低。高质量的一个气环,能够完成现有两环的密封润滑功能,这样的结构设计新方法有助于推进内燃机的轻量化。

柱塞泵滑靴卡盘与球头的相对位置及摩擦功耗

研究了柱塞泵滑靴卡盘和球头的相对位置.通过分析返程弹簧力,明晰了球头和滑靴卡盘的受力,推导出滑靴卡盘绕球头运动造成的摩擦功耗的数学表达式.研究表明:柱塞泵的弹簧力、球头的半径、泵的转速、斜盘倾角以及滑靴卡盘与球头之间的材料摩擦系数是影响二者摩擦功耗的重要参数.文中还对采用不同配合材料的滑靴卡盘和球头进行了摩擦实验,分析和比较了滑靴卡盘和球头这对摩擦副在不同配合材料情况下的磨损情况,为实际工况中的材料选择提供了参考.

内燃机活塞环－缸套摩擦功耗的设计计算方法之研究

以往在计算内燃机活塞环－缸套摩擦副的摩擦功耗时，只是计算活塞环与缸套之间流体润滑剂的粘性剪应力，这显然不能客观地反映出该摩擦副的润滑状态。实际上，活塞环－缸套间的摩擦力产生于两个方面，一是粘性流体的剪应力，二是摩擦界面相互接触峰元的剪切作用。然而截至目前，针对这两方面进行全面分析研究的报道却还很少，因此，为了给低摩擦功耗环组的设计提供科学依据，基于对活塞环在运动过程中润滑状态的分析，提出了一种适用于不同类型内燃机设计计算的活塞环－缸套摩擦功耗的计算方法，并以其对现有结构的Ｓ１９５柴油机活塞环－缸套摩擦副的摩擦功耗进行了计算，同时还对影响摩擦功耗的因素作了考察与讨论，利用台架试验测量油膜厚度的方法对这种算法进行试验验证的研究结果表明，理论值与实测值吻合得很好。

钢轨磨损量与摩擦功关系研究

研究目的:通过JD-1轮轨模拟试验机考察了轴重和曲线半径对钢轨磨损量的影响;利用CONTACT程序分析了相同工况下轴重和曲线半径对轮轨摩擦功的影响。研究结论:结合试验与计算结果,对钢轨磨损量与摩擦功之间的关系进行了研究,初步得出了利用摩擦功模拟计算钢轨试样磨损量的经验公式:w=(-0.014 46((R/800)t)^(1/2)+0.53324R/800)W,结果对实验室研究钢轨滚动接触磨损有一定的参考价值。

空调滑片式压缩机用圆柱滚子轴承摩擦功耗特性分析

为了降低空调滑片式压缩机的摩擦功耗,对其所用圆柱滚子轴承的摩擦功耗特性进行了研究。基于滚动轴承动力学理论,考虑周期性载荷因素,建立了压缩机用圆柱滚子摩擦功耗数学模型,在此基础上分析了轴承工况参数和结构参数对圆柱滚子轴承摩擦功耗特性的影响规律。研究结果表明:在满足轴承使用要求前提下,选取较大的径向游隙有利于降低轴承的摩擦功耗;圆柱滚子轴承存在合理的保持架引导间隙和保持架兜孔间隙,使得轴承摩擦功耗最小;随着滚子个数增加,轴承摩擦功耗增加,在保证轴承承载能力前提下,可以适量减少滚子数量,以降低轴承摩擦功耗;新型滑片式压缩机摩擦功耗比传统型降低了39%.

润滑油对发动机曲轴摩擦功影响的仿真与试验研究

以某直列3缸汽油机为研究对象,利用AVL EXCITE软件建立了曲轴多体动力学仿真模型,通过台架试验,验证了该仿真模型的正确性,在此模型基础上分析了润滑油温度、供油压力以及润滑油种类对发动机曲轴摩擦功的影响规律。研究表明:指定条件下的曲轴摩擦损失功率仿真结果为106.6 W,台架试验结果为102 W,误差在5%以内,表明仿真模型具有相当的精度;当润滑油供油温度从40℃升高到110℃时,曲轴摩擦损失功率减小到最低,约为104W,当温度超过110℃后,摩擦损失增加,当温度上升到150℃时,摩擦损失功率达到140W,润滑条件急剧恶化;当轴承主油道入口压力从0.31 MPa增加到0.4 MPa时,曲轴摩擦功率减小约10 W,且供油温度较低时润滑油供油压力对曲轴摩擦功率影响较大;曲轴摩擦功率随黏度的提高而增加,供油温度较低时,润滑油黏度对曲轴摩擦功率的影响较大。

磁流体密封摩擦功耗的研究

随着磁流体密封应用范围不断扩大,在密封区域因磁流体摩擦功率损失而引起的温升,已经引起设计人员重视,并成为密封形式选择的重要参数之一。本文在分析密封区域磁流体运动速度分布的基础上,给出摩擦功率损失的计算式,通过对多种工况进行计算,与实验结果相差甚小,可供设计时使用。

利用轮轨摩擦功预测钢轨磨损量的方法研究

用数值计算方法详细分析了轴重和车辆行驶时的曲线半径对轮轨接触质点总滑动量和摩擦功的影响。通过与模拟实验所得钢轨试样磨损量的数据对比发现:轴重和曲线半径是影响钢轨滚动接触磨损的重要因素;钢轨磨损量的变化与轮轨接触斑摩擦功间存在一定的线性关系。结合实验与计算结果初步得出了利用摩擦功模拟计算钢轨试样磨损量的经验公式,对进一步研究轮轨磨损问题和预测钢轨磨损量有参考价值。

三种型式轴封的摩擦功耗测定与比较

摩擦功耗是评价轴封节能与否的重要指标。利用MMU-2摩擦磨损试验机对3种结构型式轴封即填料密封、机械密封和360度旋转式组合密封的摩擦功耗进行了测定。试验结果表明:3种型式轴封的摩擦功耗随转速的增大而增大,填料密封摩擦功耗最大,机械密封摩擦功耗次之,360度旋转式组合密封摩擦功耗最小;不同材料的填料密封的摩擦功耗不同,碳纤维填料密封和四氟填料密封摩擦功耗基本接近,并且远远低于芳纶填料密封。该结果为正确选择轴封提供了重要的参考依据。

曲线半径及轴重对轮轨摩擦功影响的研究

基于非Hertz滚动接触理论利用数值计算方法详细分析了静态接触情况下,轴重和曲线半径对轮轨接触质点间等效应力、接触斑粘滑区的分布、总滑动量和摩擦功的影响。分析计算表明,轴重增加引起轮轨接触质点间等效应力,接触质点间粘滑区的面积以及总滑动量的变化,同时对轮轨接触质点间的摩擦功的变化有重要影响;小曲线半径处轮轨接触质点间的总滑动量,接触斑滑移区的面积以及摩擦功都明显增大,导致曲线上钢轨磨损加剧。因此曲线半径和轴重是影响轮轨滚动接触磨损的重要因素。