极限环境温度对柴油机气缸套磨损的影响

和 穆，王宪成，杨 莹，王云峰

（1.装甲兵工程学院 机械工程系，北京 100072；2.武警北京指挥学院 教研部，北京 100012）

气缸套－活塞环是柴油机的关键零件之一，其磨损直接决定了柴油机寿命.然而，由于气缸套－活塞环所处工作环境的复杂性，以及气缸套和活塞环磨损量不解体测量的困难性［1］，采用数值分析方法研究高原地区柴油机气缸套－活塞环磨损成为最为可行的手段.目前，柴油机气缸套－活塞环润滑磨损理论仿真计算得到了长足的发展.张勇对气缸套二维磨损进行了数值计算［2］，然而，从环境影响角度，对气缸套－活塞环润滑磨损的计算研究少有报道.本文针对某型柴油机，通过建立的润滑磨损模型，研究了不同环境温度对气缸套－活塞环润滑磨损的影响.

1 计算模型

1.1 计算假设

不计活塞环周向油膜及压力的变化；活塞环不发生偏摆，并且忽略环的惯性力和环与环槽间的摩擦力；活塞环采用弹性流体动压润滑；忽略活塞环间气体泄漏对燃烧室气压的影响；气缸套－活塞环磨损以黏着磨损为主.

1.2 活塞环径向受力分析

对活塞环径向受力进行分析可得如下平衡方程：

式中，FG为作用在活塞环背部的气体作用力；FE为活塞环弹性力；FZ为活塞环径向润滑油膜承载力；WA为微凸体载荷；FR为活塞环径向摩擦力.

1.3 传热模型

由于润滑油黏度受温度影响较大，需考虑气缸套－活塞环温度分布，通过传热分析可知.在任一位置气缸套内壁受热表面总传热量包括3部分：①燃气以对流、辐射方式直接传给缸壁的热量；……