26 / 2021-04-16 15:08:07

考虑活塞二阶运动的缸套穴蚀机理研究

随着柴油机的强化指标不断提高，轻型、高功率密度柴油机得到广泛应用，缸套的穴蚀也越来越严重，成为柴油机缸套的主要失效形式之一。缸套的横向振动会导致冷却水腔的压力波动，当液体局部压力降低至冷却液饱和蒸汽压力以下时，溶解在液体中的气体会析出，产生气泡即空泡，当空泡的溃灭发生在缸套表面附近时，会产生极大的瞬时压力，在空泡的形成和溃灭的反复作用下，缸套表面的材料产生疲劳而逐渐脱落，形成穴蚀。此外，活塞的二阶运动会影响缸套的振动特性，而缸套的振动特性通过改变活塞-缸套间的油膜厚度反作用于活塞。冷却剂流场特性与缸套振动特性存在极强的耦合关系，且缸套穴蚀与冷却剂流场特性密切相关。因此，获得较为准确的缸套振动特性，对缸套振动-冷却剂空化进行流固耦合分析，才能更有效地揭示冷却剂空化流的发展过程。以柴油机缸套-冷却水腔为研究对象，综合考虑活塞-缸套摩擦学和缸套振动的相互影响以及缸套振动对冷却剂空化影响，建立了流固耦合模型，揭示缸套穴蚀与冷却剂空化和缸套振动的映射规律，为改善缸套穴蚀提供理论指导。

关键词: 缸套穴蚀；活塞二阶运动；混合润滑；流固耦合