1、目前發(fā)動機曲軸箱竄氣量的大小是影響發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放特性的最重要的指標之一,長期以來,科研人員采取多種措施對竄氣量嚴格加以限制,以達到日益嚴格的性能要求與排放標準。然而影響發(fā)動機竄氣的因素復雜,傳統(tǒng)方法對竄氣量進行試驗檢測,并研究活塞和活塞環(huán)的結(jié)構參數(shù)和運動對竄氣量的影響受到試驗精度,試驗時間及成本等因素的諸多限制,無法適應現(xiàn)代對活塞和活塞環(huán)結(jié)構優(yōu)化設計的要求。
　　本文研究了竄氣量對發(fā)動機性能的影響以及多種竄氣途徑,利用

2、AVL Glide活塞組摩擦副專用分析軟件,充分考慮到缸內(nèi)工作條件,活塞剛度,活塞熱態(tài)下的變形以及缸套熱力耦合下的徑向變形等條件對活塞、活塞環(huán)動力學的影響,在此基礎上對循環(huán)竄氣量和摩擦損失進行評估,為活塞環(huán)結(jié)構的優(yōu)化設計提供了一個有效的方法,設計正交方案對活塞環(huán)的結(jié)構進行優(yōu)化設計,本文進行了如下的研究工作:
　　(1)活塞環(huán)動力學及竄氣理論分析。建立活塞環(huán)的動力學模型和理想氣體絕熱流動模型,研究了活塞環(huán)在工作過程中的受力狀態(tài)及動力

3、學行為,在此基礎上分析了活塞環(huán)的多種竄氣途徑。
　　(2)計算活塞和缸套徑向變形所需邊界條件的研究。建立AVL Boost整機模型,得到缸內(nèi)工作壓力和溫度等邊界條件;根據(jù)缸內(nèi)工作的邊界條件,對活塞和缸套的熱負荷、機械負荷理論進行相關分析。
　　(3) Glide活塞組摩擦副模型的建立。計算活塞的剛度矩陣,研究活塞和缸套的熱負荷和機械負荷邊界條件,運用ANSYS分析了對活塞的徑向熱變形和缸套熱-機耦合狀態(tài)下的徑向變形,在此基礎

4、上建立了活塞組摩擦副模型,并計算了原模型下的竄氣量以及活塞環(huán)的動力學行為和摩擦學狀態(tài)。
　　(4)考察竄氣量和摩擦損失的影響因素。以某成熟的柴油機機型為例,建立 AVL Glide活塞組摩擦副模型,計算分析活塞環(huán)的開口間隙,徑向彈力,環(huán)與活塞環(huán)槽的徑向、軸向間隙等重要結(jié)構參數(shù)對竄氣量和摩擦損失的影響規(guī)律,并根據(jù)一環(huán)和二環(huán)的動力學數(shù)據(jù),研究了對竄氣量的控制方法。
　　(5)綜合考慮上述因素,對新的活塞環(huán)結(jié)構進行設計。運用正交實