湿式缸套变形的影响因素研究

【摘要】21世纪能源及环境问题是制约我国经济发展的两个重要因素。我国的汽车保有量在逐年增长，但石油资源却越来越少，环境问题越来越严重。随着大家意识的觉醒，我国对发动机的经济性、排放指标及可靠性的要求也越来越高。缸套变形后，与活塞及活塞环间配合就会变差，不能保持良好的密封，导致发动机漏气量过大，造成环境污染；此外，缸套变形后，在活塞与缸套间不能有效形成油膜，造成发动机摩擦磨损的加剧，导致不必要的浪费甚至引发事故。因此，减小发动机缸套的变形有很重要的意义。本文以某V6柴油机的一半模型为基础，建立了冷态机械负荷下缸套变形的有限元模型，并从有限元的角度验证了模型的正确性。然后分别研究了缸盖螺栓预紧力、缸套下凸肩锥角、缸盖螺栓直径及缸套壁厚四个因素对发动机缸套变形的影响，并对比了缸套在冷态、热态及最大爆压工况下的变形。研究结果表明：(1)缸套上部的变形对螺栓预紧力的变化最为敏感。随着螺栓预紧力的增大，缸套上部的0阶、1阶、2阶、3阶、4阶、5阶变形均随之增大；缸套中部和下部的1阶、2阶、3阶变形也随螺栓预紧力的增大而增大；(2)缸套上部的变形对缸套凸肩下锥角的变化最为敏感。缸套上部的0阶变形随着锥角的增大，由原来的膨胀变形变为收缩变形；缸套中部的0阶、1阶、2阶、3阶及缸套下部的1阶、2阶变形均随锥角的增大而增大；(3)缸盖螺栓直径的大小对缸套各阶的傅里叶系数几乎没有影响；(4)缸套中部的变形对缸套的壁厚最为敏感。随着缸套壁厚的增大，缸套上部和中部的0阶、2阶、3阶、4阶变形均减小，壁厚对其他阶次的影响很小；(5)温度场是造成缸套0阶（膨胀）变形的主要原因，此外，缸内燃气压力的作用会继续增大与燃气接触部分的缸套的0阶变形；(6)最大爆压工况下，缸套上部的1阶、3阶、4阶，缸套中部的1阶、3阶，缸套下部的1阶、2阶、3阶、6阶均比热态下大，说明缸内气体及活塞侧推力的作用，会加大缸套的变形，且缸套下部对其变化较为敏感;(7)最大爆压工况，缸套下部的二阶变形明显增大，说明活塞侧推力会对缸套下部的2阶变形影响较大；(8)最大爆压工况下的1阶、2阶变形比冷态下小，3阶、4阶变形比冷态下大，这对通过测量冷态下的缸套变形来预测实际工作状态下缸套的变形有指导意义。通过以上研究，得出各因素对缸套各阶变形的影响规律，为减小该柴油机及其他机型缸套的变形提供了有力的参考和借鉴。
【作者】郑伟茂；
【导师】张翼；
【作者基本信息】中北大学，动力机械及工程，2014，硕士
【关键词】柴油机；缸套变形；傅里叶变换；有限元；

【参考文献】
[1]王益虹.黄金价格与美元汇率走势关系的实证研究[D].浙江大学,金融学,2013,硕士.
[2]马文聪,侯羽,朱桂龙.研发投入和人员激励对创新绩效的影响机制——基于新兴产业和传统产业的比较研究[J].科学学与科学技术管理,2013,03:58-68.
[3]张磊.党代表大会常任制建设研究[D].四川农业大学,马克思主义中国化研究,2012,硕士.
[4]王敏.纪检监察系统派驻机构改革研究[D].山东大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[5]冯可.纯钛与AZ31B镁合金平板搭接TIG熔钎焊的数值模拟研究[D].重庆大学,材料加工工程,2014,硕士.
[6]翟洪杰.中国女排各轮次进攻战术运用特征的定量分析[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[7]张伟.基于压缩感知理论的图像融合与图像编码算法研究[D].湖南大学,信息与通信工程,2011,硕士.
[8]穆宝磊.侵蚀环境与荷载耦合作用下SPC-RC混合桩的抗震性能研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[9]周天沛,孙伟.不规则阴影影响下光伏阵列最大功率点跟踪方法[J].电力系统自动化,2015,10:42-49.
[10]田晓雪.侵犯商业秘密罪案研究[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[11]王丽英.晚期肿瘤患者预立医疗照护计划的探索性研究[D].复旦大学,护理学,2012,硕士.
[12]吴丽辉.个性化的Web信息采集技术研究[D].中国科学院研究生院（计算技术研究所）,2005.
[13]王雯.西南地区综合性和理工科大学人文社会学科的发展研究[D].西南交通大学,行政管理,2014,硕士.
[14]姚骏,廖勇,庄凯.电网故障时永磁直驱风电机组的低电压穿越控制策略[J].电力系统自动化,2009,12:91-96.
[15]张登飞.黄土基坑工程事故分析与研究[D].西安建筑科技大学,岩土工程,2013,硕士.
[16]刘和勇.从产业集中看并购对上市公司绩效的影响[D].复旦大学,金融学,2012,硕士.
[17]衡量.应急预案生成系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[18]夏鹏.牛HSF1基因的遗传变异及其与乳腺健康的相关性分析[D].南京农业大学,动物遗传育种与繁殖,2012,硕士.
[19]王静.新版《中国人民解放军军语》释义研究[D].西南交通大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[20]申风,黄昌明.人造板砂光技术(3)——砂光设备对加工质量的影响[J].林产工业.2005(03)
[21]闫旭.和法治疗糖尿病肾病探讨[D].北京中医药大学,内科学,2013,硕士.
[22]郭小溪.浅析如何提高交替传译能力[D].首都师范大学,法语语言文学,2013,硕士.
[23]于佳.临淄踩寸子的艺术风格与文化特征探析[D].山东师范大学,舞蹈学,2013,硕士.
[24]赵雄燕.延安红色文化传承与发展的问题与对策研究[D].延安大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[25]宋盈盈.211高效课堂教学模式研究[D].延安大学,学科教学,2014,硕士.
[26]孙仁强.基于TD-LTE公网集群多媒体业务下行无线资源调度算法的研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2014,硕士.
[27]孙传友.地震仪器的输入电压方程——检波器组合特性分析[J].石油地球物理勘探,1988,06:709-718+765.
[28]崔席勇,花福安,张殿华,刘相华,王国栋.冷轧带钢连续退火模拟实验机张力控制系统[J].冶金自动化,2010,03:39-42.
[29]冯婉婉.长江下游地区学龄前女童体型分类及号型设置研究[D].浙江理工大学,服装设计与工程,2013,硕士.
[30]张媛英.中华蜜蜂谷胱甘肽S-转移酶和小分子热激蛋白基因的生物学功能分析[D].山东农业大学,生物化学与分子生物学,2014,博士.
[31]缪绎.上海市土壤中多环芳烃的污染水平、来源解析及生态风险评估[D].上海大学,环境工程,2013,硕士.
[32]黄璜.经济法视野下的石油定价权研究[D].华中科技大学,经济法学,2013,硕士.
[33]王永凯.A单位员工激励问题的分析与思考[D].中国政法大学,工商管理,2013,硕士.
[34]陈振东.信息交换反垄断法规制研究[D].厦门大学,法律,2014,硕士.
[35]马东洋.数据挖掘技术在移动通信网络告警管理中的研究与应用[D].湖南大学,软件工程,2011,硕士.
[36]徐博华.MN公司内部控制评价及改进[D].内蒙古大学,工商管理,2012,硕士.
[37]阿力木江·麦提喀斯木.新疆当代油画的民族性浅析[D].西南大学,美术学,2014,硕士.
[38]孙月君.影响普通高校英语教师课堂提问因素的研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[39]高君子.《红楼梦》民俗精神的文化探寻[D].辽宁大学,民俗学,2012,硕士.
[40]吴丽丽.我国产品责任中的纯粹经济损失研究[D].天津大学,经济法学,2013,硕士.
[41]安德洪,沈菲,王洪萍.基于模糊神经网络的用户用电数据挖掘[J].数量经济技术经济研究,2002,10:98-101.
[42]马芳.拉赫玛尼诺夫《升c小调前奏曲》音乐研究[D].西安音乐学院,钢琴教学与演奏,2014,硕士.
[43]胡懋昌.浅谈泵国际标准[J].水泵技术.1995(01)
[44]乔春萨.基于HLA的全数字化电网仿真系统设计实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[45]李开新.电信企业管理人员胜任素质及其对企业绩效影响机制研究[D].北京交通大学,2013.
[46]任福建.天然气门站监控管理系统[D].山东大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[47]袁雷雷.巢北地区二叠系页岩裂缝发育特征及主控因素分析[D].中国矿业大学,构造地质学,2014,硕士.
[48]孙作雷,张波,曾连荪,朱大奇.基于判别图模型的激光点云数据关联决策[J].控制与决策,2014,05:885-888.
[49]明恋.复合体系中溶解性有机质对铜和土霉素的吸附行为的影响研究[D].吉林大学,环境科学,2014,硕士.
[50]于杰.企业价值评估方法的比较研究[D].对外经济贸易大学,企业管理,2004,硕士.