Arnold活塞環徑向壓力分布函數的研究

張 釗，趙高暉，王新華 ，李傳磊，邵國森

(上海理工大學 機械工程學院，上海 200093)

Arnold活塞環徑向壓力分布函數的研究

張 釗，趙高暉，王新華 ，李傳磊，邵國森

(上海理工大學 機械工程學院，上海 200093)

基于現代活塞環設計方法，研究了Arnold 徑向壓力分布函數表達式的理論依據，在此基礎上提出了一種非僅由余弦函數構成的活塞環徑向壓力分布函數表達式，分析了該表達式的特性及優點，并用Matlab軟件的仿真結果驗證了函數與Arnold表達式的關系。結果表明，Arnold表達式可看作非僅由余弦函數的一個特例，非僅由余弦函數表達式形式上更為簡潔普遍，其系數僅是壓比p(π)/pm和平均壓力pm的函數，更適合于活塞環的設計生產。

活塞環；徑向壓力分布；函數； 數值模擬；仿真驗證

活塞環是內燃機中關鍵零件之一, 具有密封、潤滑、導熱和定位的作用[1-2]。為使活塞環裝入氣缸后以適當的徑向壓力分布作用于缸壁[3]，現代活塞環設計時會按照發動機類型與用途,首先選擇較佳的徑向壓力分布函數,然后計算出符合該壓力分布的環的自由形狀,按此形狀確定靠模凸輪和環模,加工出所需的活塞環形狀。因此,徑向壓力分布函數是活塞環設計的基礎和依據[4]。

從徑向壓力分布形式看，活塞環有3種情況：壓力均勻分布的等壓環、開口處壓力大于平均壓力的高點環，以及開口處壓力低于平均壓力的低點環。在高速發動機中,常用高點環以便抑制環的顫振、提高密封性能[5]。二沖程氣口掃氣的發動機則常采用低點環[6]。……