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随着发动机向高转速、高负荷、低油耗、低排放方向发展,对发动机零部件的性能要求越来越苛刻。活塞环作为发动机的关键零部件,其性能优劣直接影响发动机的动力性、经济性和排放性。研究活塞环动力学特性,可为优化柴油机结构设计提供理论指导。以某四缸柴油机活塞组件为研究对象,借助AVL EXCITE Piston&Ring软件对活塞组动力学进行了分析,主要从以下几个方面展开了研究工作：首先建立活塞组件动力学模型,并与试验结果进行对比,为后续的仿真提供基础；其次研究活塞裙部结构、头部锥度、销孔位置、配缸间隙等参数的改变对活塞二阶运动的影响,及其对活塞环运动特性的影响；再次研究不同活塞环结构及性能下,缸内润滑油消耗变化规律以及活塞环的运动变化规律：最后研究活塞环岸结构、环闭口间隙等对漏气量的影响规律。主要研究结果表明：(1)活塞裙部中凸点由16mm上移8mmm使得活塞倾角减少18.18%,润滑油消耗降低36.60%。活塞裙部上端缩减量增加后,不利于降低噪声与润滑油消耗。头部锥度由0.14mm降低到0.1mm,有助于降低活塞二阶运动幅度,也可降低润滑油消耗。活塞销孔高度由原结构降低到39mm,活塞倾角位移峰值下降,润滑油消耗降幅4.12%,漏气量的变化较小且无规律。配缸间隙的增加,使活塞二阶运动幅度、漏气量与润滑油消耗均增加。(2)活塞顶环表面型线对润滑油消耗的影响主要取决于环的梯形角度与上端缩减量。二环工作面锥度为1°时润滑油消耗最小,刮油刃厚度增加后润滑油消耗也增加。油环刮油刃厚度对润滑油消耗的影响最大,其增幅最大达20.26%。三道活塞环切向弹力取24N、18N、50N时,润滑油消耗降低2.58%。不同活塞环结构对活塞环运动的影响最大相同点在于,在活塞上止点换向或者下止点换向时,活塞环的径向位移产生较明显的变化。(3)活塞第一环槽下边缘倒角从0.1 mm增加到0.5mm,漏气量急剧增加,增幅达63.62%。三道活塞环闭口间隙中,顶环闭口间隙对漏气量的影响最大,间隙从0.4mm增加到0.7mm,漏气量增加21.35%。而第二、第三环岸间隙以及三道环槽的深度对漏气量的影响较小。