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摘要现代船用发动机,功率输出和缸内燃烧压力不断增加，从而导致更高的摩擦在发动机的组成部分，特别是在活塞组件.一个有良好的接收能力的摩擦的各种发动机部件的贡献是必需的,如果机械效率有待改进的地方.摩擦模型的发动机活塞总成已经发展了一种维进行了阐述。模型,是基于润滑理论,考虑了几何和完整详细的发动机润滑作用,因此可以广泛应用于的引擎。在详细分析考虑摩擦元件压缩环、油控制环,活塞裙和活塞销的引擎活塞总成。该模型应用于四冲程船用柴油机的影响,转速和负荷进行了比较,对摩擦模型的结果和其他管段。预测了发动机的摩擦不断转速、变转速。43922
1、简介
如今,不断增长的海洋燃料成本会同环境影响的操作使提高内燃机引擎的机械效率势在必行。
一个有良好的接收能力及测量摩擦的各种发动机贡献旋转或振荡元件是必需的,如果机械效率有待改进的地方。对这个方向的一个重要组成部分,从总功率内燃机损失是由于活塞总成摩擦,发动机活塞总成的贡献摩擦模型是很重要的。这种模型可用于模拟计算机代码为一体的完整的内燃机运行并能减少设计和开发时间。
最早的一种计算的润滑活塞环和缸套是在1936年由Castleman提出。大约20年后,Eilion进行润滑分析和桑德斯的另一个活塞环报告油膜厚度、摩擦的力量。这些早期的研究中,挤压膜效果的分析首先纳入Futrhama。这些作品都是基于完全进口条件假设。不过对于一个活塞环装操作在一个引擎、润滑剂供应并不总是足够的完全淹没了润滑和不完全进口工况为准。通过动力学，Starved利用不同的环润滑研究边界条件进行了大量的研究工作和数值的解决方案。Dowson,Ruddy ,Keribar .和Tian 等引起的发展包括环吹的影响等等更加体现综合模拟的性质。
虽然有些文献中关于润滑活塞环、活塞裙运动、文学对于完成活塞总成润滑相当差。在摩擦和动态运动的活塞总成忽略摩擦力进行了研究开发的活塞销及相互作用的几种活塞组件。工作的目的是研究提出了完整的润滑活塞总成(活塞环,活塞裙和活塞销),优化耦合系统的运动方程用于润滑和每个活塞总成组成。瞬间的摩擦环包,活塞裙活塞销和预测,总机械的功率损耗计算活塞总成。摩擦模型在这个工作中,用四冲程的案例船用柴油机相比,汽车引擎,通常用于其他现有模型的应用。
2、理论模型
活塞摩擦模型,本文提出了考虑所有的接触面在一个引擎活塞总成,活塞环包装、活塞裙与活塞销轴承。针对集总参数模型的计算是用于发动机部件速度、加速度以及行动的力量。一个描述每个活塞总成组件建模也紧随其后论文网。
2、1 活塞环装模型
该模型认为,完成环包可以减少到一套环和一个压缩的几种控制成对油环。每一个轨道的油被控制环看成是一个独立的环子。
图1显示了几何和配置的活塞包环由两个压缩环和一个成对控油的油环。所有的环有桶形面,可充分二阶多项式描述如下(任何环面轮廓可以纳入模式):
模拟油膜作用和缸套活塞环,使用维雷诺方程,考虑滑动和挤压环运动:
u是在活塞的运动速度,p是发达的压力,u是油粘度、h之间的油膜厚度环和缸套表示如下:
Hmin是最低的油膜厚度,hG为环面轮廓。
考虑恒定条件下,净合力的液体膜压力应该在平衡与Woil加载(从缸内气体Fgas和环张力Fring tension)Wexternal时刻。这是表达如下:
我们可以得出从雷诺方程(2)和力的平衡方程(4),有四个未知数,它们分别是压力p, 最低限度油膜厚度hmin的位置、润滑油进口位置xinlet和润滑油出口位置xoutlet，为了解决这些方程、边界条件的应用在两头(进口和出口)的每个活塞环应该完整装配。