缸内活塞环包络表面的优化研究



缸内活塞环包络表面的优化研究

基于耦合仪表化的珩磨试验与流体弹性动力学摩擦数值预测，对缸内活塞环包络表面的优化方法进行了研究。基本目标是在活塞环/气缸内表面上，找到珩磨操作变量和流体动力摩擦之间的关系，确定珩磨气缸微观几何表面对摩擦预测的影响。在这项试验中，珩磨试验在一个具有膨胀工具的垂直珩磨机上进行。加工工件为一个灰铸铁4缸曲轴箱（气缸直径75.937mm、高141mm）。试验使用不同大小的磨料和不同的扩张速度。此外，使用一个润滑流体弹性动力学接触数值模型预测摩擦性能和各种内表面的润滑流。模型使用气缸内表面的真实形貌作为输入。

珩磨试验的结果显示，摩擦因数的预测值和平均油膜厚度为精珩阶段磨料粒度的函数。这表明，在活塞环包络表面使用精细磨料磨粒得到的表面纹理比使用粗磨料得到的纹理具有更低的流体动力摩擦因数。由于所生成的珩磨表面具有相同的珩磨网纹角，所以流体动力摩擦因数的差异在于缸壁内表面的凹凸特性。因此，缸壁内表面凹面体积的增加会同时增加润滑油膜的厚度，反之则会降低油膜厚度，增大摩擦因数；增大磨粒粒径会导致表面粗糙度增加，同时凹面的深度过大也会导致流体动力摩擦因数增大。汽车工业中，表面粗糙度参数的标准并不能提供珩磨过程和表面性能之间的关系。在这项研究中，没有考虑到气缸内表面形貌对燃油消耗的影响。

网址：http://www.sciencedirect. com

作者：Mezghani Sabeur et al

编译：罗涛