柴油机活塞组件结构参数对其密封性能的影响

雷启铭，雷基林，邓晰文，辛千凡，文 均，温志高

(1.昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室，昆明 650500；2.成都银河动力有限公司，成都 610505)

0 概述

随着柴油机强化程度的不断提高，伴随而来的柴油机热负荷增加、缸内燃气泄漏、活塞环-缸套摩擦副润滑油消耗等密封问题也日益显著，给柴油机的设计带来了巨大的挑战[1-2]。活塞环-缸套摩擦副的密封性能对柴油机漏气量、润滑油消耗及污染物排放起到至关重要的作用。近年来研究指出柴油机润滑油消耗是颗粒物(particulate matter, PM)的一个主要来源，颗粒物中的可溶部分主要为消耗润滑油产生的衍生物[3-4]。柴油机缸内润滑油消耗方式主要包括活塞环-缸套摩擦副部件的蒸发、刮油、窜油和甩油，占柴油机润滑油消耗总量的90%以上[5]。

国内外学者针对活塞组件对发动机密封与润滑性能开展了大量研究。早期的研究表明缸套变形及活塞组件的结构参数是影响柴油机缸内润滑油消耗和曲轴箱窜气的主要因素[6-9]。文献[10]中采用硫示踪法实测了3台柴油机在不同工况下的稳态和瞬态缸内润滑油消耗，测试结果发现柴油机瞬态工况下缸内润滑油消耗差异较大，稳态工况下差异较小。文献[11-12]中研究了活塞组件的结构和参数对漏气量和润滑油消耗的影响。文献[13]中建立了一个考虑缸套变形及表面粗糙度等因素的多体动力学模型，研究了活塞主要结构参数对活塞裙部磨损的影响规律。上述研究多采用单因素分析的方法对活塞环-缸套摩擦副问题进行分析，但采用多元二次回归方程来解决活塞环-缸套摩擦副密封问题的研究较少。……