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活塞裙部润滑数值仿真分析

作　者: 付伟
导　师: 张新玉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 活塞裙部润滑热边界条件有限元
分类号: TK421.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

活塞是柴油机中最重要的零件之一,对活塞进行流体动力润滑研究,分析活塞的动力学和摩擦学性能具有重要的意义。本文采用包含压力流量因子、剪切流量因子、接触因子的平均流量模型,建立了适用于活塞裙部油膜润滑数学模型的雷诺方程,同时考虑了活塞线型对油膜润滑的影响；根据柴油机热力工作过程公式计算得到不同工况下燃气瞬时温度及燃气瞬时换热系数,并通过经验公式计算得到燃气平均换热系数沿半径方向的变化曲线；并把活塞外侧表面与冷却水之间的换热问题等效为多层平壁的热传导问题,通过已知的几何尺寸初步计算出活塞外侧表面各部分之间的换热系数；然后运用Fortran语言编制活塞温度场和热变形场的有限元程序。以TBD620型柴油机为例,计算得到了活塞裙部表面温度云图及活塞裙部径向热变形云图；把计算出的活塞裙部热变形带入已编制的活塞裙部润滑程序中,对活塞裙部的流体动力润滑情况进行计算,得到了活塞裙部在各曲轴转角下的压力分布、摩擦力变化曲线；同时通过建立缸体振动对油膜厚度的影响的数学模型,把缸体振动引起的油膜厚度变化加入活塞裙部流体动力润滑程序中,得到了气缸振动频率及振幅对活塞裙部油膜压力和摩擦力的影响关系。结果表明油膜压力随着负荷的增加而增加,摩擦力变化较小主要是由油膜的剪切力引起；油膜压力随气缸振动频率及振幅的增加而增加,摩擦力变化较小。

活塞裙部润滑数值仿真分析

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