内燃機関における摩擦に対する薄い圧縮リングの面内動力学の影響

BAKER C.E.; THEODOSSIADES S.; RAHNEJAT H.; FITZSIMONS B.

文献

J-GLOBAL ID：201202273860891860 整理番号：12A1253157

内燃機関における摩擦に対する薄い圧縮リングの面内動力学の影響

Influence of In-Plane Dynamics of Thin Compression Rings on Friction in Internal Combustion Engines

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資料名：
巻： 134 号： 9 ページ： 092801.1-092801.11 発行年： 2012年09月
JST資料番号： E0270B ISSN： 0742-4795 CODEN： JETPEZ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

往復動内燃機関の圧縮リングの動的挙動および潤滑油膜の変化を解析的に調べた。リングに作用する弾性復元力,ガス圧力,潤滑油膜粘性力,固体表面摩擦力等を外力とするリングの運動方程式と境界条件,および油膜のレイノルズ方程式を導き,固有振動数とモードを汎用ソフトNASTRAN/PATRANの有限要素法の解と比較,検証した。次に4ストロークエンジンの圧縮-燃焼膨張行程に対する同振動モードを用いた過渡解析によりリングの過渡振動応答解を計算し,クランク角をパラメータとする油膜厚さおよびリング撓み量の周方向分布を示し,考察した。その結果,1)リングの振動は低次3モードで近似可能であり,また2)リングの弾性振動変形によるリング-ボア間々隙の周方向分布の時間的変動が釣合い安定化時間より速く,3)特に上死点近傍でリング-ボア間々隙が増加する等の知見を得た。上死点前後のクランク角±3°と同角10~22°に分けて混合潤滑解析を行った結果,弾性振動変形リングの摩擦係数は定常釣合い状態を仮定する従来法より小さいことが分かった。リングの形状,弾性係数等をパラメータとして摩擦損失算定,燃焼ガス吹抜け防止,潤滑油ロス算定等に本解析モデルを適用できると結論した。

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内燃機関一般 , 潤滑法

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