[发明专利]缸套的设计方法

说明书

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种缸套的设计方法。根据本发明的缸套的设计方法，在不同的润滑区设置不同的直径与深度比的凹坑，在第一润滑区上设置小而深的第一凹坑，增加第一润滑区的油膜增加，从而降低第一润滑区的摩擦力，避免活塞或缸套过早磨损的情况，在第二润滑区上设置大而浅的第二凹坑，润滑油的一部分进入大而浅的凹坑中，在活塞环刮油能力一定的情况下，分布在第二润滑区的油膜厚度减小，从而减小活塞运动阻力。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种缸套的设计方法。

背景技术

活塞式内燃机通过活塞在缸套内的往复运动来做功，活塞作往复运动时缸套与活塞、活塞环的摩擦占到总摩擦的50%以上，为了有效降低缸套与活塞、活塞环的摩擦，通常采用织构技术在缸套的内壁打孔使润滑油储存在孔中，通过润滑油增加缸套与活塞、活塞环的润滑以减小摩擦，此外，该结构还能增强缸套的耐磨能力。由于缸套内不同的润滑区所需的润滑条件不同，而现有的缸套大多采用同一打孔模式在整个缸套的内壁进行打孔，造成有的润滑区域油膜太厚，阻碍活塞的运动，或造成有的润滑区域油膜太薄，增大缸套与活塞之间的摩擦，发生过早磨损的情况。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有缸套结构难以满足润滑需求的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种缸套的设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

S1:根据实测温度计算出缸套的实际粘度：

（1）

式中，μ为粘度，T为实测温度，a和c为常数；

根据缸压、活塞环弹力、活塞环与缸套的接触面积计算出载荷：

载荷=（经验系数×缸压+活塞环弹力）/活塞环与缸套接触面积 （2）

根据实测的活塞的运动速度、载荷、粘度计算出轴承系数：

轴承系数=粘度*速度/载荷 （3）

S2：将不同的轴承系数输入到摩擦试验机中，即可得到相关的摩擦系数，根据轴承系数与摩擦系数绘制斯特贝克曲线，并通过斯特贝克曲线的第一拐点区分边界润滑区域与混合润滑区域，通过第二拐点区分混合润滑区域与动压润滑区域；

S3：根据轴承系数与曲轴转角的关系绘制第一曲线，根据活塞行程与曲轴转角绘制第二曲线，将第二拐点的值带入到第一曲线中对应相应的曲轴转角的值，将曲轴转角的值带入到第二曲线中得到活塞行程的对应值，从而得到动压润滑区域对应在缸套中的位置；

S4：在缸套上的动压润滑区域加工浅而大的凹坑，在缸套上的边界润滑区域及混合润滑区域加工深而小的凹坑。

根据本发明实施例的缸套的设计方法，通过该设计方法首先根据现有的参数计算出轴承系数，然后通过摩擦试验机得出轴承系数与摩擦系数之间的关系并找到不同润滑区域的拐点，再将拐点带入到轴承系数与曲轴转角曲线、活塞行程与曲轴转角，并得出不同润滑区域对应在缸套的位置，最后在缸套不同的润滑区域内通过织构技术加工不同的凹坑。通过该设计方法得到的缸套，根据不同的润滑区设置不同的直径与深度比的凹坑，在第一润滑区上设置小而深的第一凹坑，增加第一润滑区的油膜增加，从而降低第一润滑区的摩擦力，避免活塞或缸套过早磨损的情况，在第二润滑区上设置大而浅的第二凹坑，润滑油的一部分进入大而浅的凹坑中，在活塞环刮油能力一定的情况下，分布在第二润滑区的油膜厚度减小，从而减小活塞运动阻力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的缸套结构示意图；