对4G6发动机活塞环主要参数的选取及其影响分析

摘要

近些年,在世界经济稳步发展的大环境下,全球汽车的产销量也不断攀高,汽车在作为交通工具给人们生活带来巨变的同时,也带来了像空气污染、能源短缺等许多问题。活塞环作为汽车发动机的重要零部件之一,发挥着密封燃气、调节机油、传递热量和支撑活塞的重要作用,其性能的优劣,直接影响着发动机的油耗和排放,因此对活塞环性能的研究有助于减少燃油消耗和废气的排放,提高发动机的整体使用性能。
　　本文主要以4G6发动机活塞环为研究对象,从活塞环的各个参数的意义到各种不同截面形状活塞环的用处,从活塞环的作用到活塞环的各种运动方式,文章都做了详细的研究。相关研究发现,活塞环张力与发动机燃油消耗量成正比,张力越低,油耗越小;同时,油耗还与活塞环的随动系数K有关,值K越大,机油消耗就越低。因此,本文利用欧美和日本活塞环设计的相关数据,对现有的活塞环的张力、环高、随动系数K和环的径向厚度都进行了重新选取,使之具有减少油耗降耗的作用。
　　本文讨论了活塞环径向压力的各种分布类型,并根据相关方程确定其分布曲线,最终计算出环的自由形态曲线,为活塞环的三维建模奠定了基础。文章通过Pro/E建立活塞环的三维几何模型,并导入ANSYS Workbench对模型进行有限元分析,通过模拟温度场、应力场和耦合场的分布,找出模型危险点的位置,并且估算其疲劳寿命,验证了参数选取的合理性。
　　通过本文的研究与分析,为活塞环结构的优化和性能的提高提供理论依据和参考建议,对实际生产具有一定的指导意义和参考价值。

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1绪论

1.1选题的目的和意义

1.2课题研究的方法和内容

1.3活塞环的历史和发展现状

2活塞环的理论分析

2.1活塞环的相关术语

2.2活塞环的基本形状

2.3活塞环的作用

2.4活塞环的密封与泄漏

2.5活塞环的运动分析

2.6 本章小结

3活塞环相关参数的选取

3.1对活塞环张力的选取

3.2对活塞环环高的选取

3.3对活塞环随动系数K和径向厚度的选取

3.4对活塞环其他参数的选取

3.5本章小结

4 活塞环的自由型线的确定

4.1 活塞环径向压力的分类

4.2活塞环径向压力分布曲线

4.3活塞环的自由形态曲线

4.4本章小结

5 活塞环的有限单元法分析

5.1有限元分析软件和基本理论简介

5.2 建模及网格划分

5.3 温度分析

5.4 应力分析

5.5 热机耦合分析

5.6本章小结

6活塞环的疲劳寿命分析

6.1疲劳分析的基本理论介绍

6.2疲劳寿命估算方法

6.3活塞环的损坏形式

6.4活塞环疲劳寿命的有限元分析

6.5本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢