第37卷(2015)第2期结构与可靠性
荣油机 Diesel Engine
活塞系统对机油消耗影响的分析与改进
曾小春"，景国玺，苗瑞刚，王毅，石勇'，黄晓波，袁晓军
Vol.37(2015)No.2
（1.江铃汽车股份有限公司，江西南昌330001；2.浙江大学，浙江杭州310027）
摘要：针对某系列发动机机油消耗偏高的问题，基于CAE对活塞二阶运动、活塞环动力学和机油消耗特性进行了分析，找出影响机油消耗的主要原因，并指导活塞、环组的改进设计工作。改进后样件的相关试验验证表明：CAE预测值与试验值较吻合，改进设计在机油消耗方面得到了较满意的效果。
关键词：活塞系统；机油消耗；CAE；结构；试验中图分类号：TK423.4*3
文献标识码：A文章编号：1001-4357(2015)02-0026-06 The InfluenceofPiston Systems onLube
Oil Consumption and the Improvement Methods
Zeng Xiaochun', Jing Guoxi’, Miao Ruigang'
WangYi',ShiYong'，HuangXiaobo'，YuanXiaojun(1. Jiangling Motors Co. , Lid. , Jiangxi Nanchang 330001 ; 2. Zhejiang University, Zhejiang Hangzhou 310027)
Abstract: Aimed at the high oil consumption of a certain series of engines, the piston two order motion, piston ring dynamics and lube oil consumption characteristics were analyzed based on CAE, and the main reasons to cause high oil consumption were found out, which contributed to the improvement of piston and piston ring series. The sample after improvement was verified through tests, it showed that the CAE data
coincided well with the test data, and achieved satisfied effect in lube oil consumption. Keywords: piston system; lube oil consumption; CAE; construction; experiment
0引言
活塞-活塞环-缸套系统直接影响发动机的摩擦功、机油消耗、使用寿命和排放性能等。为满足日益严格的排放法规，对发动机机油消耗水平要求越来越高，因此须对影响燃烧过程的所有结构组件进行最优设计。试验研究表明，发动机尾气中40% 左右的颗粒排放物与机油消耗有关，其中活塞-活塞环-缸套系统机油消耗约占总机油消耗的70%~ 80%，而且随着发动机转速提高，所占比例越大（见图1）。可见，活塞及环组结构设计对排放、窜
气量和机油消耗有着重要的影响。
图2所示为某型发动机12台发动机的耐久试验机油消耗数据，从数据可知，在1800（r*min-"）工况时，机油消耗均未达到设计要求，2600（r· min-"）工况时满足设计要求，而3600（r*min-"）工况时低于设计限值。
发动机机油消耗的途径较多，影响因素错综复杂。机油消耗按位置分主要出现在发动机缸内（活塞气缸套之间）、气门导杆处、曲轴箱（强制换气）、涡轮增压器叶轮轴径处（机油积炭及泄漏)等几个位置（见图3）。但对颗粒排放造成影响的主要是缸内机油消耗。据统计资料表明，发动机缸内机油消耗量占总
收稿日期：2014-07-03；修回日期：2014-09-15
作者简介：曾小春（1979-），女，工程师，主要研究方向为发动机设计与开发，E-mail；xzeng1@jmc.com.cn。