摘要：为了降低活塞二阶运动并寻求优化措施,综合考虑裙部润滑摩擦状况、活塞体径向刚度、活塞体及缸套热态型面影响,建立某汽油机活塞组件动力学模型,采用数值仿真方法进行分析研究.从换向平稳性、运动平稳性、活塞敲击能和摩擦损耗4个方面对活塞二阶运动计算结果进行评价.分析在多种工况下(1 200、4 200、6 000r/min)活塞裙部型线、配缸间隙和活塞销偏置对活塞二阶运动的影响,以敲击能和摩擦损耗为主要评价标准,提出相应的优化思路.结果表明:优化后的裙部型线使活塞的径向位移和角位移有一定幅度减小,径向位移最大值在3种工况下分别降低了22.2%、19.8%、21.2%,角位移最大值降低了12.9%、13.3%、23.6%;活塞对缸套的动态敲击力在优化后也有明显降低,为活塞整体优化提供可靠依据.

摘要：结合活塞、缸套工作温度场的实测值,建立了2D25柴油机活塞组件动力学模型,分析了配缸间隙、活塞销偏置量和活塞头部型线等结构参数对活塞二阶运动的影响关系,并采用正交试验设计优化了2D25柴油机活塞组件结构参数。分析结果表明:对活塞二阶运动的影响主要体现在活塞敲击能量和摩擦功耗,其影响关系是此消彼长的;在计算的影响因素中,对活塞二阶运动影响最大的是配缸间隙,其次是活塞销偏置量和裙部椭圆度,影响最小的是中凸点位置;活塞头部结构的不同主要是影响活塞敲击能量,而对活塞的摩擦功耗影响较小。

摘要：为研究某发动机活塞底部强制喷油冷却对活塞在缸内二阶运动和受力的影响,采用硬度塞测温法获得活塞表面的单点温度数据,借助有限元法求取活塞和缸套的温度场和热变形场,并进一步采用多体动力学分析强制冷却前后不同热变形下活塞的二阶运动和受力。研究结果表明,采用强制冷却后活塞的温度梯度减小,相应的热变形量也随之减小。活塞的横向运动、绕活塞销的摆动由于受到热变形量减小的影响,其运动幅度峰值分别增大25%和27.8%,而活塞与气缸之间的作用力峰值增加36.8%,明显加剧对活塞裙部的磨损。

摘要：在考虑连杆惯性的基础上,根据活塞的力和力矩平衡建立活塞的二阶运动模型.在对活塞-缸套系统的混合润滑和活塞动力学行为进行耦合分析的基础上,研究活塞裙部纵向、横向型线、活塞销偏置和热变形对裙部摩擦学性能的影响.运用FDM求解裙部润滑的平均Reynolds方程,在此基础上,运用Runge-Kutta法求解活塞的二阶运动轨迹.在综合考虑连杆惯性、活塞裙部和缸套表面粗糙度的基础上,研究了活塞纵向、横向型线、活塞销偏置和热变形对活塞裙部二阶位移、速度和摩擦功耗等的影响.数值结果表明,连杆惯性力对活塞裙部摩擦特性的影响较大.当中凸变椭圆活塞采用纵向抛物线型轮廓,分别取较小的上端椭圆度和较大的下端椭圆度,较小的上端径向缩减量和较大的下端径向缩减量,并将活塞销向主推力边偏置时,可减小二阶运动幅值和速度,同时增大裙部润滑油膜厚度,减小活塞-缸套系统的摩擦功耗.研究为考虑活塞裙部热变形的轮廓型线设计提供了依据,可进一步改善活塞-缸套系统的摩擦学性能.

摘要：柴油机活塞的二阶运动不仅影响活塞侧击力、摩擦磨损、机油耗和漏气量,而且还对活塞内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能产生影响。在活塞动力学与运动学分析的基础上,结合活塞内冷油腔内的振荡传热性能模拟试验结果,采用计算流体力学仿真方法,建立了包含往复运动与二阶运动的计算流体力学仿真模型,研究了活塞二阶运动对内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能的影响规律。研究结果发现,二阶运动的径向运动主要影响内冷油腔中机油的振荡流动,偏摆运动主要影响内冷油腔的瞬时换热性能。二阶运动使内冷油腔的瞬时充油率降低,循环平均降低4.6%。对油腔壁面的瞬时换热性能影响很大,最大的变化幅值为24.9%。对于整个换热过程,虽然充油率降低,但平均换热系数变化不大。因此,二阶运动对内冷油腔综合换热性能的影响可以忽略不计。该研究可为耐高温高强度铝合金活塞的设计提供理论和技术参考。

摘要：目前研究内燃机活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑时一般仅针对标定工况进行,不考虑实际使用内燃机工作中工况的不断变化。另外,分析中一般都假设活塞裙-缸套摩擦副在一个内燃机工作循环中处于充分润滑状况。以某四行程内燃机为研究对象,基于实测的气缸压力,考虑实际润滑油流动确定摩擦副的润滑状况,进行不同内燃机工况下的活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑分析。结果表明,不同工况下的活塞二阶运动性能和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能都存在差异,活塞二阶运动性能和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的最不利情况不一定出现在标定工况。因此,内燃机活塞组件设计时,如果仅分析标定工况下的活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能将不够全面合理,需要进行不同工况下活塞二阶运动和活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的分析计算。

摘要：建立了内燃机活塞二阶运动数学模型,建模时综合考虑了活塞裙部外形轮廓、活塞裙部和缸套的热变形和弹性变形、表面波度和粗糙度以及裙部润滑摩擦状况等因素。利用该模型对一些活塞参数进行了仿真设计,为活塞--缸套系统优化设计提供指导。结果表明活塞裙部长度过短,可导致活塞二阶运动增大;活塞销偏心距过大会使活塞摩擦功耗和二阶运动快速增加;配缸间隙最佳值位于二阶运动曲线和摩擦功耗曲线的交点区域;确定径向缩减量时,应先确定裙部上端的径向缩减量。

摘要：针对裙部刚度对活塞运动的影响,设计了活塞刚度测试试验工装,测量裙部子午线刚度,并与有限元计算相结合得到了准确的活塞刚度矩阵。在考虑活塞、缸套热变形的基础上,建立活塞动力学仿真模型,进行了不同活塞裙部结构的二阶运动分析。分析结果表明:裙部刚度增大后,活塞运动过程中的径向位移、摆动角度及敲击能都有所减小,在一定范围内减轻了二阶运动的幅度;适度减小裙部次推力侧(antithrust side,ATS)刚度可以有效降低活塞与缸套之间的摩擦损失,实现活塞的轻量化和低摩擦设计。

摘要：文章建立了内燃机活塞裙部混合润滑数学模型,建模时综合考虑了活塞裙部外形轮廓、表面波度和粗糙度、活塞裙部和缸套的热变形和弹性变形以及裙部润滑摩擦状况等因素,分析了工作状态下热、弹性变形对活塞二阶运动轨迹、最小油膜厚度以及摩擦力的影响。结果表明相对于冷态,工作状态下活塞二阶运动幅度和摩擦力有所减少,而最小油膜厚度则有所增加。该模型可对活塞-缸套系统各种设计参数进行分析比较,为活塞-缸套系统优化设计提供指导。

摘要：将活塞的动力学方程与活塞裙部一缸套间流体动力润滑分析相结合，分析了活塞的二阶运动。并从减小活塞的二阶运动和摩擦功耗两个方面研究了活塞结构参数的设计。所获得的结果对实际具有指导意义。