外台阶锥形环混合润滑的积分算法及其与差分法的比较.pdf

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1、2014年6月润滑与密封Jun．2014第39卷第6期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．39No．6DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．06．007外台阶锥形环混合润滑的积分算法及其与差分法的比较王晗程钧孟祥慧谢友柏．(上海交通大学机械与动力工程学院上海200240)摘要：建立考虑到活塞环尺寸、弹力、润滑油黏度、粗糙度等影响因素的外台阶锥形环一缸套系统的混合润滑仿真模型，分别基于积分法和有限差分法求解一维平均雷诺方程，获得整个工作循环内的油膜厚度、油膜压力和摩擦力等参数随转角的变化关系。结果表明，积分法在求解平均雷诺方程时速

2、度较快，程序框架简单明了，但积分法的推导依赖于活塞环型线，而差分算法对活塞环型线依赖性较小；2种算法得到的锥形环上行时的油膜厚度相差较大，这是由于所采用的油膜破裂边界不同，其中差分法采用的Reynolds边界条件相对于积分法采用的半Sommerfeld边界条件在边界的确定上更加准确。关键词：活塞环；缸套；模型；摩擦中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)6—035—7AComparisonofTwoDiferentAlgorithmsforHydrodynamicPressureLubricationSimulationinCylin

3、derLinerandConicalPistonRingwithOUterStepsWangHanChengJunMengXianghuiXieYoubai(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Amixedlubricationsimulationmodelofconicalpistonringwithoutersteps—linersystemwassetupbyconsideringthein-fluenceofthe

4、pistonringsize，elasticandroughness，andthelubricatingoilviscosity．Basedonthefinitediferencemethodandtheinte-gralmethod，one—dimensionalaverageReynoldsequationwassolvedrespectively，andtheoilfilmthickness，pressureandfrictionofwholeworkingcycleweregot．Thecalculationresuhsshowthat，theintegralmet

5、hodhasfasterspeedinsolvingReynoldsequation，andtheapplicationframeworkissimpleandclear．However，thederivationoftheintegralmethodisinfluencedbythetypelineofpistonring，andthefinitediferencemethodisunrelatedwiththetypelineofpistonring．Thedifferenceoftheoilfilmthicknessbytwoalgorithmsislargeduet

6、oadoptingdiferentoilfilmruptureboundarieswhenpistonringrunningup，andtheReynoldsboundaryconditionsforthefinitediferencemethodaremoreaccurateonthedeterminationofboundarycomparedwiththehalfSommerfeldboundaryconditionsfortheinte-gralmethod．Keywords：pistonring；liner；model；friction活塞环一缸套系统是内燃机中最

7、重要的摩擦副之下活塞环和缸套磨损的情况。刘煜等人考虑到活塞一，其润滑性能的好坏直接影响内燃机工作的可靠的二阶运动及活塞环贫油润滑情况建立了活塞环组润性。关于活塞环一缸套系统的润滑问题，许多学者都滑模型。对其进行了研究。Ting和Mayer建立了活塞环一缸在假定活塞环周向均匀的情况下，二维平均套系统的一维流体动压润滑模型，分析了往复式发动Reynolds方程可以简化为一维常微分方程，那么就可机一个工作循环内的活塞环一缸套系统的润滑状况以以用积分法进行求解，这种方法的计算速度相对于差及活塞环和气缸壁的磨损。Hu等考虑到