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缸內(nèi)活塞環(huán)包絡(luò)表面的優(yōu)化研究

基于耦合儀表化的珩磨試驗與流體彈性動力學(xué)摩擦數(shù)值預(yù)測，對缸內(nèi)活塞環(huán)包絡(luò)表面的優(yōu)化方法進(jìn)行了研究。基本目標(biāo)是在活塞環(huán)/氣缸內(nèi)表面上，找到珩磨操作變量和流體動力摩擦之間的關(guān)系，確定珩磨氣缸微觀幾何表面對摩擦預(yù)測的影響。在這項試驗中，珩磨試驗在一個具有膨脹工具的垂直珩磨機(jī)上進(jìn)行。加工工件為一個灰鑄鐵4缸曲軸箱（氣缸直徑75.937mm、高141mm）。試驗使用不同大小的磨料和不同的擴(kuò)張速度。此外，使用一個潤滑流體彈性動力學(xué)接觸數(shù)值模型預(yù)測摩擦性能和各種內(nèi)表面的潤滑流。模型使用氣缸內(nèi)表面的真實形貌作為輸入。

珩磨試驗的結(jié)果顯示，摩擦因數(shù)的預(yù)測值和平均油膜厚度為精珩階段磨料粒度的函數(shù)。這表明，在活塞環(huán)包絡(luò)表面使用精細(xì)磨料磨粒得到的表面紋理比使用粗磨料得到的紋理具有更低的流體動力摩擦因數(shù)。由于所生成的珩磨表面具有相同的珩磨網(wǎng)紋角，所以流體動力摩擦因數(shù)的差異在于缸壁內(nèi)表面的凹凸特性。因此，缸壁內(nèi)表面凹面體積的增加會同時增加潤滑油膜的厚度，反之則會降低油膜厚度，增大摩擦因數(shù)；增大磨粒粒徑會導(dǎo)致表面粗糙度增加，同時凹面的深度過大也會導(dǎo)致流體動力摩擦因數(shù)增大。汽車工業(yè)中，表面粗糙度參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)并不能提供珩磨過程和表面性能之間的關(guān)系。在這項研究中，沒有考慮到氣缸內(nèi)表面形貌對燃油消耗的影響。

網(wǎng)址：http://www.sciencedirect. com

作者：Mezghani Sabeur et al

編譯：羅濤