活塞裙部热弹变形对二阶运动及摩擦力的影响研究

本文探讨了"考虑热变形和弹性变形的活塞二阶运动数值分析"这一主题，发表在2011年的《合肥工业大学学报(自然科学版)》第34卷第6期。作者王庆生和刘坤针对内燃机活塞裙部的混合润滑进行了深入研究。他们构建了一个数学模型，该模型充分考虑了活塞裙部的几何形状、表面波度和粗糙度，以及活塞裙部与缸套在工作状态下的热膨胀和弹性变形，同时还涵盖了裙部润滑条件对运动性能的影响。 模型分析的重点是热变形和弹性变形如何影响活塞的二阶运动轨迹。二阶运动通常指的是活塞在往复运动过程中由于惯性产生的复杂振动，这在内燃机运行过程中对燃烧过程和摩擦力有显著影响。研究表明，相较于冷态，工作状态下活塞的二阶运动幅度减小，摩擦力也随之降低，这是由于热变形和弹性变形使得运动轨迹更加稳定，减少了不必要的能量损失。 同时，模型还揭示了这些变形对最小油膜厚度的影响。在热膨胀和弹性作用下，油膜厚度可能会增加，这不仅可能提高润滑效果，但也可能导致摩擦阻力的变化，影响发动机的效率和磨损。通过这样的分析，该模型为活塞-缸套系统的优化设计提供了宝贵的理论依据，设计者可以根据模型预测不同设计参数对系统性能的影响，从而实现更高效、更耐久的发动机设计。 这篇论文通过对活塞裙部的精细建模和数值分析，为理解并改进内燃机活塞-缸套系统的动态行为提供了科学方法和技术支持，对于提升发动机性能和降低磨损具有重要的实践价值。