内燃机活塞环组密封性能研究.pdf

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1、2011年3月润滑与密封Mar．2Oll第36卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVol_36No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．03．015内燃机活塞环组密封性能研究邓志明。欧阳光耀李育学李俊吉(1．海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033；2．92474部队海南三亚572018)摘要：为检验活塞环的密封性，进一步研究其摩擦学性能，建立内燃机环组密封数值仿真模型，模型中考虑气室体积、泄漏面积、内燃机运转工况和气室温度变化项等因素对活塞环密封性能的影响。以PA6-280柴油机为例，对活塞环

2、组的密封性能进行仿真计算。结果表明，磨损对环组的密封性能影响很大，而工况对活塞环的密封性影响不是很明显；气室温度变化项对活塞环漏量影响较大，设计时不容忽视。关键词：活塞环组；密封性；内燃机中图分类号：TK451文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)3—060—5SealingPerformanceofPistonRingsofInternalCombustionEngineDengZhimingOuyangGuangyaoLiYuxueLiJunji(1．ShippingandPowerAcademy，NavyUniversityof

3、Engineering，WuhanHubei430033，China；2．Troop92474，ShanyaHainan572018，China)Abstract：Inordertotestthesealingperformanceofpistonring，andfurtherstudyitstribologiealproperties，anumetiealsimulationmodelaboutpistonringssealininternalcombustionenginewasestablishedwhichconsideredmanyrela

4、tivefac—tors，suchasthegaschambervolume，leakagearea，internalcombustionengineoperatingconditionsandchambertempera—tureitems．ThenumericalsimulationofPA6—280pistontingssealwascompleted．Thesimulationresultsshowthatweal"hasagreatinfluenceonpistonringsseal，buttheinfluenceofworkingcond

5、itionsisnotobvious．Thechambertemperatureitemshasobviousinfluenceonpistontingsseal，whichshouldbeconsideredwhendesignthepistontingssea1．Keywords：pistontings；sealingperformance；internalcombustioneugine活塞环组是内燃机的关键零部件之一，起着密究活塞环组漏气最经济、最有效的手段，也是目前国封、控油、导热、导向四大重要作用。其中，气环的内外学者研究活塞环密封性的主

6、要手段。密封作用是最基本，也是最重要的。随着活塞的上下1理论分析往复运动，燃烧室的燃气会穿过活塞环组发生泄漏现1．1基本假设象。如果活塞环密封不良，漏气量超过许用极限时，在建立活塞环组问气体泄漏分析模型前，首先引会给内燃机带来一系列不良影响，如发动机动力下入以下基本假设。：降，起动困难，运转不平稳，油耗增加，机油变质等。(1)活塞环开口间隙是燃烧室气体泄漏的唯一分析内燃机活塞环组的漏气，不仅可以为活塞环通道，即气体的泄漏过程可看作是气体流经一系列迷的设计提供指导，也是研究缸套一活塞环组间润滑的宫式气室通道的过程，如图1所示。必要前提。进行缸套一活塞环

7、组的润滑分析，必须首先确定各环间泄漏气体的压力，即润滑油膜边界压力值。然而由于活塞环组位于内燃机心脏部位，身处高温高压、润滑不良等恶劣工作环境，同时由于活塞环瞬时漏气量较小，用实验的手段来分析环组的漏气，不仅精度无法保证，而且成本会很高。数值仿真是研}基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(2009cbb312)．收稿日期：2010—09—06作者简介：邓志明(1987一)，男，硕士，主要研究方向为动力机械及热力系统的设计、仿真和优化．E—mail：dzm19870502@图1迷宫式气体泄漏通道yahoo．en．FiglLabyrinthgasleak

8、channel2011年第3期邓志明等：内燃机活塞环组密封性能研究61(2)忽略气体泄漏对燃烧室、曲轴箱气体