Finite Element Analysis of Fretting Behavior Between an Engine Cylinder Block and a Main Bearing Cap

The finite element analysis of the fretting behavior between a cylinder block and a main bearing cap is presented. The stresses, relative fretting slip, frettin g friction work parameter W and crack initiation location parameter Gon the fretting contact surface of the cylinder block are obtained and analyzed. It shows that the fretting fatigue problem of the cylinder block can be quantitat ively explained by WorG. The effects of pretightening force, friction factor and material combination of the cylinder block and the main bearing cap are studied. The computational results indicate that the fretting fatigue of the cylinder block can be allayed by increasing the elastic modulus of the cylinder block, but not by changing the other two factors.

基于CPA-FM-MEM磨粒分析的缸套-活塞系统健康状态评估

以内燃机典型摩擦副缸套-活塞系统为研究对象,设计和搭建内燃机缸套-活塞系统状态监测试验台。针对传统最大熵方法分析润滑油中磨粒监测数据存在的缺点,提出改进的分数矩最大熵方法(Fractional Moment Maximum Entropy Method, FM-MEM),并结合食肉植物优化算法(Carnivorous Plant Algorithm, CPA)对关键参数进行寻优求解。对润滑油中磨粒监测数据进行阈值划分,实现内燃机健康状态评估,然后将理论与试验相结合,以在线磨粒监测为主,从润滑油磨粒、理化指标以及表面形貌3个方面对内燃机缸套-活塞系统的运行状态进行监测,分析低速工况下缸套-活塞系统各个时间段的磨损健康状态及磨粒含量变化趋势,通过内燃机整机的在线磨粒监测试验,证明该方法可实现对内燃机缸套-活塞系统的实时状态监测。

内燃机油环对活塞-缸套间流动与润滑油输送的控制

以某四冲程内燃机为研究对象展开研究,根据其油环和活塞结构特性、缸套表面润滑油分布建立油环流量平衡和力平衡方程。通过分析运行时润滑油的输送过程,以及油环上方环岸区域润滑油量的变化及其沿缸套自下而上的输送过程,得出如下结果:油环控制油环-缸套间润滑油的流动,使环岸区域在活塞向下行程时储存润滑油,并在活塞向上行程时将润滑油输送至活塞上止点,实现润滑油的输送,满足活塞在上止点的润滑要求。

基于多压力变温实验的缸套-活塞环摩擦因数预测研究

为探究内燃机中缸套-活塞环摩擦副在复杂工况下的摩擦因数变化规律,根据实际工况下的温度和压力,使用SRV高温摩擦试验机模拟内燃机系统缸套-活塞环之间的往复式摩擦运动,获得不同温度和压力下的摩擦因数,并测试不同温度下润滑油的黏度。以摩擦接触面温度、载荷和润滑油黏度为输入,摩擦因数为输出,构建BP神经网络预测模型。结果表明,BP神经网络具有较高的预测精度,测试集误差值稳定在1%以内,满足工程精度要求。

内燃机活塞裙部-缸套间润滑油输送状况

活塞裙部-缸套间的润滑油输送情况对内燃机活塞组件摩擦副润滑状态、润滑油消耗、排放和润滑油性能退化等都有重要的影响。结合活塞二阶运动模型、流体润滑模型和润滑油流动模型等,进行不同内燃机工况下活塞裙部-缸套间润滑油输送状况的计算,主要分析活塞向下运动行程中活塞裙部运动后气缸套表面润滑油的滞留量。结果表明,在不同工况下对应行程中润滑油滞留量的变化规律基本相同,不同时刻的润滑油滞留量不相同,活塞上下止点处的润滑油滞留量基本相同。内燃机负荷相同时,随转速增加,进气行程中和膨胀行程中后期的润滑油滞留量减少,膨胀行程前期的润滑油滞留量增加。内燃机转速相同时,膨胀行程前期的润滑油滞留量一般随负荷增加而增加,膨胀行程中后期的润滑油滞留量基本不随负荷变化,不同转速下进气行程中润滑油滞留量随负荷的变化规律不一致。

计入润滑油输送状况的活塞裙部-缸套摩擦副润滑分析

目前活塞裙部润滑分析中一般认为活塞裙部-缸套摩擦副在一个内燃机工作循环所有行程中全部处于充分润滑状况,而实际中当活塞上行(向上止点运动)时,入口处的润滑油量不一定能保证该摩擦副处于充分润滑状况。结合活塞二阶运动模型、流体润滑模型和润滑油流动模型,计算活塞裙部向下(止点)运动后滞留在气缸套壁面上的润滑油量,并以此作为活塞上行期间活塞裙部-缸套摩擦副的润滑油进入量,进行活塞裙部-缸套摩擦副的润滑分析。结果表明,与以往认为所有行程中活塞裙部-缸套摩擦副全部处于充分润滑的分析比较,活塞裙部润滑分析中考虑实际润滑油输送确定活塞上行期间摩擦副的润滑状况时,活塞裙部-缸套摩擦副的润滑性能和活塞二阶运动等都有较明显的变化。

进口润滑条件对活塞环-缸套摩擦副润滑性能的影响

目前内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑分析中,活塞环与缸套之间的润滑状态一般假设为充分润滑或固定状况的贫油润滑,不是通过对实际润滑油膜形成情况的分析确定.本文中以一多缸四行程内燃机为研究对象,基于润滑油流量以及控制体体积变化方程,建立活塞环-缸套间润滑油的流动模型,进行了不同进口处润滑油膜供给量对活塞环-缸套摩擦副润滑特性的影响分析.结果表明:活塞环进口处的润滑条件对活塞环-缸套摩擦副的润滑性能有显著影响;进口处润滑油供给量增加,活塞环-缸套摩擦副的最小油膜厚度增加,最大油膜压力、微凸体作用力、摩擦力和功耗均相应减小;进口处供给油膜厚度较小的情况下,增加油膜供给厚度可以明显改善活塞环-缸套摩擦副的润滑性能.

内燃机气缸-活塞环组润滑状态的分析方法

摘要本文综合考虑了表面粗糙度、贫油与充油入口供油边界条件及油膜出口的边界条件,提出一种内燃机活塞环—缸套润滑状态的系统分析方法和计算机程序系统,为环组设计参数的合理选择提供了一种较全面的理论分析手段.通过分析得出,采用适当的正偏心度曲面环有利于提高活塞环在上止点区的润滑油膜厚度,改善其润滑状况.

活塞组件-缸套摩擦副润滑研究综述

活塞组件-缸套是内燃机最重要的摩擦副之一,研究活塞组件-缸套摩擦副的润滑有助于提高内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性等。针对内燃机活塞组件-缸套摩擦副的主要组成部分,论述活塞环-缸套摩擦副和活塞裙-缸套摩擦副润滑研究的主要成果。基于目前的研究现状,理论和方法不够完善,与实际情况不完全相符,讨论和展望活塞组件-缸套摩擦副润滑有待深入研究的问题。

内燃机缸套-活塞环弹流润滑数值分析

建立了内燃机缸套-活塞环弹流润滑数学模型,在模型中综合考虑了润滑油的变粘度效应、变密度效应、缸套-活塞环的弹性变形效应、表面粗糙度效应、活塞横向运动所产生的侧向力载荷等因素.应用先进的弹流润滑数值求解方法——多重网格法,编制了求解和仿真程序.通过该程序,可以得到内燃机缸套-活塞环弹流润滑特性以及各因素对弹流润滑特性的影响,为内燃机的优化设计及摩擦磨损预测奠定了基础.

内燃机活塞环-缸套润滑研究的现状与展望

从润滑分析和试验测量两个方面论述了内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑研究的现状和进展,讨论并展望了活塞环-缸套摩擦副润滑研究中需要进一步解决的问题。

内燃机活塞环-缸套摩擦副摩擦学的研究进展

论述了内燃机活塞环-缸套摩擦副的摩擦学研究现状和进展,讨论并展望了内燃机活塞环-缸套摩擦研究中需要进一步解决的问题。

基于Hilbert-Huang变换和多元状态估计技术的内燃机气缸压力识别

提出了一种新的内燃机气缸压力识别方法。为了实现对内燃机运行状态的实时监测与故障诊断,通过缸盖振动信号反演内燃机气缸压力曲线是一种行之有效的重要手段;本文在对缸盖振动信号特性进行分析的基础上,应用Hilbert-Huang变换对缸盖振动信号进行模态分解,提取最能反映内燃机气缸压力变化特性的振动本征模态分量;使用多元状态估计技术(MSET)建立该振动本征模态分量的Hilbert谱与气缸压力信号之间的非线性非参数回归模型;利用所建立的模型从缸盖振动信号中重构出内燃机气缸压力曲线。试验结果表明,基于Hilbert-Huang变换和MSET的气缸压力识别方法简单有效,可满足对内燃机的实时监测需求。

活塞环-缸套动接触边界传热模型研究

由于润滑油膜内部存在多热效应耦合作用,现有内燃机流固耦合计算中常采用的活塞环-缸套间传热经验估计或热阻模型的计算结果与实际情况存在较大差异。为此本文中在线接触润滑模型的基础上,研究各热效应随工况的变化规律和相互间的耦合作用,建立了基于CFD流动传热计算结果修正的活塞环-缸套传热模型。结果表明,与热阻传热模型相比,本文中建立的修正传热模型算得的活塞温度场更符合实测的活塞温度数据;该模型经无量纲化处理后,可推广应用于其他活塞环-缸套传热计算。

内燃机活塞裙部-缸套摩擦副润滑研究的现状、讨论与展望

从分析计算和试验研究两个方面论述了活塞裙部-缸套摩擦副润滑研究的现状和进展,讨论并展望了活塞裙部润滑研究中需要进一步解决的问题。

活塞(环)-缸套摩擦副润滑分析中不同边界条件算法的应用

论述了内燃机活塞(环)-缸套摩擦副润滑分析中的几种典型边界条件和不同边界条件算法的应用,讨论并展望了需要进一步解决的问题。

活塞敲击力作用下内燃机缸体结构振动性能研究

为了研究内燃机缸体在活塞敲击力作用下的振动性能,本文采用数值模拟和实验测量相结合的方法,首先模拟了活塞敲击力的特性,然后通过实验验证了缸体的振动响应。结果表明:活塞敲击力对缸体的振动特性有显著影响,导致振幅和频谱分布发生变化;然后进行了基于模拟的结构优化,以减轻缸体的振动响应,优化方案得到实验验证,并显示出显著的改善效果,为内燃机设计和性能改进提供了有力支持。

内燃机活塞环-缸套磨损研究的现状与展望

论述了内燃机活塞环-缸套摩擦副磨损的理论和试验研究现状,讨论展望了内燃机活塞环-缸套摩擦副磨损研究中进一步需要解决的问题。

活塞环-缸套润滑状态周向不均匀性的研究

本文基于活塞环接触压力分布、活塞环偏摆、活塞环开口间隙位置的分析研究，指出了活塞环－缸套润滑状态周向不均匀性的客观存在。应用二维平均流量模型和微凸体接触方程，并考虑活塞系统的偏摆和润滑油粘度变化，提出了一个新的活塞环－缸套润滑状态的分析计算模型，给出了活塞环－缸套油膜厚度的三维分布，定量探讨了活塞环接触压力分布形状、活塞环偏摆、活塞环开口间隙位置对周向油膜厚度不均匀性的影响。

内燃机气缸盖视觉检测技术研究与应用

本文旨在探讨内燃机气缸盖视觉检测技术的研究与应用。通过深入研究视觉检测技术的原理、方法和应用,结合内燃机气缸盖的实际检测需求,本文提出了一种高效、准确的视觉检测方案。该方案通过优化图像处理算法和引入先进的视觉检测技术,实现了对内燃机气缸盖的高精度检测,提高了检测的准确性和效率。