《柴油機活塞-環-缸套摩擦副對缸內機油消耗的影響機理》是依託昆明理工大學，由雷基林擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：柴油機活塞-環-缸套摩擦副對缸內機油消耗的影響機理
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：雷基林
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
經活塞-活塞環-氣缸套摩擦副的缸內機油消耗是柴油機微粒排放的主要來源。影響缸內機油消耗的因素眾多，任何改變活塞-活塞環-缸套摩擦副運動系統狀態的外部因素，或改變活塞組件本身材料、結構等的內部因素，都會改變活塞和活塞環的運動學和動力學狀態，從而影響缸內的機油消耗。以高壓共軌乘用車用柴油機和非道路用柴油機為研究對象，通過試驗測試和有限元分析相結合的方法，深入研究柴油機活塞、活塞環組和氣缸套的熱態工作型面特徵和變形規律。在考慮活塞-活塞環-缸套摩擦副實際工作狀態下，結合機油消耗的試驗測試，套用活塞及活塞環組運動學和動力學特性、缸內機油耗損等理論建立缸內機油消耗數值仿真模型。結合正交試驗設計方法，系統研究活塞及活塞環組結構參數和缸套變形對缸內機油消耗的影響關係和影響權重，尋找敏感影響參數，分析變化規律，揭示缸內機油消耗的影響機理，為控制柴油機缸內機油消耗降低微粒排放提供科學理論依據。
結題摘要
經活塞-活塞環-氣缸套摩擦副的缸內機油消耗是柴油機微粒排放的主要來源。影響缸內機油消耗的因素眾多，任何改變活塞-活塞環-缸套摩擦副運動系統狀態的外部因素，或改變活塞組件本身材料、結構等的內部因素，都會改變活塞和活塞環的運動學和動力學狀態，從而影響缸內的機油消耗。分別以一款滿足非道路國三排放標準和一款輕型車國五排放標準的高壓共軌柴油機為研究對象，通過試驗測試和有限元分析相結合的方法，研究了柴油機活塞、活塞環組和氣缸套的熱態工作型面特徵和變形規律。結合機油消耗的試驗測試，套用活塞及活塞環組運動學和動力學特性、缸內機油耗損等理論建立缸內機油消耗數值仿真模型。結合正交試驗設計方法，系統研究活塞及活塞環組結構參數和缸套變形對缸內機油消耗的影響關係和影響權重。通過研究獲得了活塞及環組的熱負荷狀況和工作變形情況及其影響因素，建立了耐高溫高強度鋁合金活塞內冷油道振盪流動與傳熱仿真模型，系統分析了活塞-內冷油道耦合傳熱及內冷油道結構和位置對活塞溫度場和熱負荷的影響關係；柴油機預緊工況、熱負荷作用、工作負荷作用下缸套變形規律與影響因素，重點分析了結構因素、機械負荷、熱負荷對缸套變形的影響規律，總結了缸套變形規律和缸套內表面工作型面特點；結合活塞、環組和缸套工作型面的研究結果建立了活塞組運動學和動力學數值仿真模型；研究了硫元素示蹤法測試瞬態機油消耗的試驗方法和規範，並通過試驗結果驗證了數值仿真模型；獲得了活塞剛度、活塞配缸間隙、活塞銷偏心量、活塞頭部工作型面及其與缸套間隙、活塞裙部工作型面及中凸點位置等活塞結構參數，活塞環開口間隙、側隙、背隙、環切向彈力、環的厚度、高度、寬度及工作型面等環結構參數，缸套的主要變形情況以及發動機轉速和負荷對缸內機油消耗量的影響關係，探索了變化規律和缸內機油消耗的影響機理。研究結果為控制柴油機缸內機油消耗降低微粒排放提供科學理論依據。
