间隙密封高频往复运动活塞偏移特性研究

1

作者 杨明卓 焦珂欣 +4 位作者 池春云 林明嫱 李瑞杰 牟健 洪国同 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期81-86,共6页

在间隙密封下的高频往复运动活塞组成的热力机械中,活塞平衡位置发生偏移的现象称为活塞偏移现象,这一现象普遍存在。对于线性压缩机和自由活塞斯特林发电机,活塞偏移将导致板簧容易断裂、输出效率下降甚至发生撞缸等严重后果。为研究... 在间隙密封下的高频往复运动活塞组成的热力机械中,活塞平衡位置发生偏移的现象称为活塞偏移现象,这一现象普遍存在。对于线性压缩机和自由活塞斯特林发电机,活塞偏移将导致板簧容易断裂、输出效率下降甚至发生撞缸等严重后果。为研究间隙密封活塞偏移的内部机制以及其影响因素,建立间隙流场的流动泄漏模型,并通过数值模拟验证模型准确性。以百瓦级自由活塞斯特林发电机活塞的密封结构为研究对象,建立热力学和动力学耦合模型,分析间隙和外力对活塞偏移的影响规律。研究表明:一个周期内通过间隙的净泄漏量大于0是导致间隙密封活塞发生偏移的根本原因;在一定条件下,间隙和外力越大,活塞偏移越明显。 展开更多

关键词 间隙密封 高频往复运动 活塞偏移 线性压缩机 斯特林发电机

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内燃机活塞拍击仿真分析 被引量：5

2

作者 邓兆祥 潘甫生 王攀 《重庆大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期610-614,共5页

建立了活塞与缸体拍击的有限元模型,施加边界条件后进行了初步瞬态响应分析,发现缸体表面振动加速度仿真结果与试验吻合,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了活塞在气缸内的运动规律,并分别研究了不同曲轴转速下的拍击力变化趋势、... 建立了活塞与缸体拍击的有限元模型,施加边界条件后进行了初步瞬态响应分析,发现缸体表面振动加速度仿真结果与试验吻合,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了活塞在气缸内的运动规律,并分别研究了不同曲轴转速下的拍击力变化趋势、活塞销偏置量和活塞间隙对活塞拍击力的影响。结果发现:合适的负偏置和小的活塞间隙有利于降低活塞拍击力;在低转速时燃气爆发时刻的活塞拍击力占主要,高转速时燃气爆发时刻的拍击力相对不明显,为内燃机的性能改进提供了依据。 展开更多

关键词 活塞拍击 有限元法 活塞销偏置 活塞间隙

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新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机的研究 被引量：8

3

作者 耿爱农 耿葵花 +2 位作者 李辛沫 陈君立 阮勤江 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第18期2186-2190,2202,共6页

提出一种新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机,利用活塞摇摆运动时与气缸形成的侧隙构成进气通道,并利用曲轴箱作为压缩机的进气消声室。新机型摒弃了易损件进气簧片阀,拓展了进气消声器容积,与传统摇摆活塞机型相比无故障工作时数提高约... 提出一种新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机,利用活塞摇摆运动时与气缸形成的侧隙构成进气通道,并利用曲轴箱作为压缩机的进气消声室。新机型摒弃了易损件进气簧片阀,拓展了进气消声器容积,与传统摇摆活塞机型相比无故障工作时数提高约11%、噪声降低约5～6dB(A)。研究表明,气缸向压缩行程一侧适当偏置,同时辅以较大数值的曲柄连杆比λ,可以实现活塞侧隙进气,并能确保压缩行程时密封环对气缸的密封性,另外还可减小压缩机的体积;但是,为了缓解活塞对气缸的敲击,必须设置缓冲装置,而且需要强化连杆的散热和隔热,以减小连杆轴承的温升。 展开更多

关键词 空气压缩机 无油润滑 摇摆活塞 气缸偏置 活塞侧隙进气

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对称与偏置曲柄滑块机构内燃机的动态特性比较 被引量：5

4

作者 韩致信 卢雪红 范新强 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第6期47-49,共3页

针对内燃机对称布置活塞与偏置布置活塞两种曲柄滑块机构建立了运动学与动力学数学模型,给出了用MATLAB数学软件进行计算和仿真的结果,分析对比了这两种曲柄滑块机构的动力学和运动学特性.计算和仿真结果表明,活塞偏置布置和增大活塞偏... 针对内燃机对称布置活塞与偏置布置活塞两种曲柄滑块机构建立了运动学与动力学数学模型,给出了用MATLAB数学软件进行计算和仿真的结果,分析对比了这两种曲柄滑块机构的动力学和运动学特性.计算和仿真结果表明,活塞偏置布置和增大活塞偏置距离有利于改善内燃机的动态性能. 展开更多

关键词 内燃机 偏置活塞 运动学 动力学 仿真

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低温制冷机用线性压缩机偏置特性的理论分析与数值模拟 被引量：2

5

作者 孟祥麒 祁影霞 符鸣 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第10期21-26,15,共7页

通过对线性压缩机泄漏量进行理论研究,并基于该理论引出活塞偏置量的理论推导过程,从理论着手,分析了压缩机偏置的影响因素,得出压缩机内间隙两端的压差及板弹簧的轴向刚度决定活塞的偏置量;并通过PUMPLinx软件建立了线性压缩机偏置现... 通过对线性压缩机泄漏量进行理论研究,并基于该理论引出活塞偏置量的理论推导过程,从理论着手,分析了压缩机偏置的影响因素,得出压缩机内间隙两端的压差及板弹簧的轴向刚度决定活塞的偏置量;并通过PUMPLinx软件建立了线性压缩机偏置现象研究的物理模型,采用数值模拟的方法,获得了线性压缩机内部压力、质量流、活塞运动的变化情况,进一步得出了线性压缩机出现偏置现象的影响因素。 展开更多

关键词 线性压缩机 偏置现象 活塞偏置量 间隙泄漏 数值模拟

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活塞销偏置对非道路柴油机振动与噪声的影响研究 被引量：2

6

作者 黄粉莲 毕玉华 +2 位作者 吴礼民 申立中 雷基林 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第10期31-38,共8页

基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及... 基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及发动机振动噪声的影响规律,结果表明:随着活塞销负偏置量的增加,压缩上止点附近的活塞敲击时刻提前,敲击能量逐渐减小。不同活塞销偏置方案下,发动机机体、汽缸盖罩、油底壳、齿轮室罩及飞轮壳均在二阶谐次下振动较剧烈,当活塞销偏置-1.6 mm时,振动最剧烈。随着活塞销负偏置量的增加,各部件表面辐射声功率级先减小后增大,在1/3倍频带500~1250 Hz中心频率的表面辐射声功率级较大,活塞销偏置-0.4 mm时声功率级最小。综合活塞动力学、振动及噪声特性的分析结果,此发动机的活塞销负偏置设计值应取0.4~0.8 mm最好。 展开更多

关键词 柴油机 活塞销偏置 活塞动力学特性 振动噪声

原文传递

基于热机耦合的缸孔-活塞系统优化设计 被引量：4

7

作者 祖炳锋 侯力玮 +3 位作者 徐玉梁 王振 李腾 白杨 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第4期8-14,共7页

针对某款四缸柴油机搭建了活塞动力学模型。通过计算活塞温度场,分别得出活塞在温度应力与缸内燃气压力下的变形,同时计算得出缸孔在螺栓预紧力与热载荷下的变形量,得到热机耦合下的活塞型线与缸孔型线。在此基础上对缸孔-活塞系统进行... 针对某款四缸柴油机搭建了活塞动力学模型。通过计算活塞温度场,分别得出活塞在温度应力与缸内燃气压力下的变形,同时计算得出缸孔在螺栓预紧力与热载荷下的变形量,得到热机耦合下的活塞型线与缸孔型线。在此基础上对缸孔-活塞系统进行优化设计,在额定工况(3 200 r/min,110 kW)下摩擦损失功率(P_f)降低了8.13%,活塞敲击动能降低38.6%,在最大转矩点工况下各性能也得到改善。 展开更多

关键词 热机耦合 配缸间隙 活塞销偏置 裙部型线 摩擦损失功率 敲击动能

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内燃机缸压调整后活塞的优化设计 被引量：2

8

作者 陈延鹏 熊培友 +2 位作者 刘世英 徐涛 任维宣 《煤矿机械》 2016年第3期101-105,共5页

针对某柴油机试验后出现活塞火力岸及缸孔拉伤失效问题,使用AVL EXCITE Piston&Rings软件建立了活塞组件动力学分析模型,对活塞2阶运动进行研究,并针对不同活塞销孔偏心、裙部及头部型线优化方案进行对比,得到了最优的改进方案,并... 针对某柴油机试验后出现活塞火力岸及缸孔拉伤失效问题,使用AVL EXCITE Piston&Rings软件建立了活塞组件动力学分析模型,对活塞2阶运动进行研究,并针对不同活塞销孔偏心、裙部及头部型线优化方案进行对比,得到了最优的改进方案,并成功解决活塞及缸套拉伤失效问题。当活塞热负荷增大或2阶运动动作幅度增大时,应适当加大火力岸的直径缩减量,这样对预防火力岸和缸套发生接触有利。 展开更多

关键词 活塞动力学 2阶运动 销孔偏心 活塞型线 优化

原文传递

轴向柱塞泵配流副低压区织构化数值分析 被引量：20

9

作者 邓海顺 祁胜 +1 位作者 于海武 王晓雷 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期203-207,共5页

针对轴向柱塞泵配流副受力不均匀、配流盘承受偏载力矩、低压区摩擦润滑效果差等问题,提出对配流副低压区进行织构化。建立了配流副低压区织构化的分析模型。研究了微凹坑直径、深度、面积率对低压区的油膜承载力、补偿力矩的影响。结... 针对轴向柱塞泵配流副受力不均匀、配流盘承受偏载力矩、低压区摩擦润滑效果差等问题,提出对配流副低压区进行织构化。建立了配流副低压区织构化的分析模型。研究了微凹坑直径、深度、面积率对低压区的油膜承载力、补偿力矩的影响。结果表明:较大直径的微凹坑提供较大的承载力和补偿力矩;面积率的合适范围为12%～18%,微凹坑的深度对承载力和补偿力矩影响较大。 展开更多

关键词 柱塞泵 配流副 表面织构 偏载力矩 补偿力矩

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EQ6100汽油机活塞销偏置的研究 被引量：1

10

作者 周良弼 朱凛然 +1 位作者 盛凯夫 董立明 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1989年第3期123-128,共6页

本文从理论上分析了发动机活塞销偏置的目的,提出将EQ6100汽油机活塞销由原来向主推力面偏置改为向次推力面偏置。实验结果表明,活塞销改为向次推力面偏置后,发动机的经济性及动力性均得到了改善。

关键词 汽油机 活塞销 偏置 推力面

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偏心曲柄连杆机构及其对活塞裙部受力的影响 被引量：1

11

作者 冉冬立 樊嘉天 +2 位作者 李波 王凯 吴东兴 《现代车用动力》 2015年第2期23-28,共6页

探讨了偏心曲柄连杆机构与中心曲柄连杆机构在活塞运动规律上的区别,在一款汽油机平台上,将中心曲柄连杆机构改型为偏心曲柄连杆机构,对比了活塞在上下止点的位置变化和压缩比的变化,通过模拟计算研究了偏心距对活塞裙部侧向压力的影响。

关键词 汽油机 曲轴偏心 活塞 侧向压力 运动规律 偏心距

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曲轴偏置和活塞销偏置对发动机摩擦损耗的影响研究

12

作者 顾丽 吴东兴 +2 位作者 李波 杨凯 张春英 《现代车用动力》 2018年第3期29-31,共3页

采用发动机气缸压力和活塞轮廓、刚度作为输入条件,运用多体动力学软件对三缸柴油机活塞进行了动力学计算与分析。研究了曲轴偏置和活塞销偏置对发动机摩擦损耗的影响。曲轴最佳偏置量为15 mm。活塞销向主推力侧偏置可减少活塞裙部摩擦... 采用发动机气缸压力和活塞轮廓、刚度作为输入条件,运用多体动力学软件对三缸柴油机活塞进行了动力学计算与分析。研究了曲轴偏置和活塞销偏置对发动机摩擦损耗的影响。曲轴最佳偏置量为15 mm。活塞销向主推力侧偏置可减少活塞裙部摩擦损耗,而向次推力侧偏置使活塞裙部摩擦损耗增大。曲轴向主推力侧偏置15 mm,活塞销向主推力侧偏置0.5 mm,活塞裙部摩擦损耗最小,摩擦损耗降低率达8.84%~10.95%。 展开更多

关键词 内燃机 摩擦损耗 曲轴偏置 活塞销偏置 多体动力学

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无油线性压缩机的频率特性和活塞偏移特性研究 被引量：5

13

作者 李诚展 李建国 +1 位作者 孙建 蔡京辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期139-146,共8页

针对线性压缩机随工况和热负荷变化而引起共振频率和活塞中心位置偏移量改变的问题,建立了关于压缩机共振频率的线性等效模型和傅里叶变换计算模型。两种模型用来预测线性压缩机的共振频率,后者同时用来计算活塞中心位置偏移量,模型中... 针对线性压缩机随工况和热负荷变化而引起共振频率和活塞中心位置偏移量改变的问题,建立了关于压缩机共振频率的线性等效模型和傅里叶变换计算模型。两种模型用来预测线性压缩机的共振频率,后者同时用来计算活塞中心位置偏移量,模型中考虑了不同行程、不同排气压力对共振频率的影响以及不同行程、不同排气压力和不同运行频率对活塞中心位置偏移量的影响。为了验证模型的有效性,搭建了用来测量线性压缩机共振频率和活塞中心位置偏移量的测试系统,并将测量结果与模型所计算结果进行对比,结果表明,线性等效模型相比于傅里叶变换计算模型能更加准确的预测线性压缩机的共振频率;线性压缩机的共振频率随着行程的增加而逐渐减小,随着排气压力的增加而逐渐增加。实验表明,线性压缩机活塞中心位置偏移量随行程的增加而几乎不变,随着排气压力的增加而逐渐增加。傅里叶变换计算模型针对不同行程下活塞中心位置偏移量预测值高于实际值;但在不同排气压力或不同行程下的活塞偏移量可用该模型计算压缩机在上止点位置的偏移量来进行预测,误差不大于10%。 展开更多

关键词 线性压缩机 无油 共振频率 活塞偏移

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曲轴偏置对活塞裙部混合润滑特性的影响 被引量：4

14

作者 宁李谱 王立新 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期597-604,共8页

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切... 建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。 展开更多

关键词 发动机 曲轴偏置 活塞裙部 混合润滑 低摩擦

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活塞销偏置对活塞敲击力的影响规律分析 被引量：10

15

作者 柴镇江 蒋吕 《中国工程机械学报》 2013年第5期394-397,共4页

建立了活塞的有限元模型,在考虑活塞弹性效应的基础上计算得出了活塞对缸壁的敲击力;详细讨论了活塞销在正偏和负偏9种方案下活塞敲击力的变化规律,结论表明:活塞销偏置对活塞敲击力有较大影响,将活塞销适当地向主推力面偏置,可降低活... 建立了活塞的有限元模型,在考虑活塞弹性效应的基础上计算得出了活塞对缸壁的敲击力;详细讨论了活塞销在正偏和负偏9种方案下活塞敲击力的变化规律,结论表明:活塞销偏置对活塞敲击力有较大影响,将活塞销适当地向主推力面偏置,可降低活塞的敲击力,且活塞销正偏时的动态敲击力均大于负偏时的动态敲击力. 展开更多

关键词 内燃机 活塞销偏置 二阶运动 活塞敲击力

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直流电压对氦有阀线性压缩机活塞偏置及输出性能影响

16

作者 李子成 丁磊 +3 位作者 沙鑫权 黄琦 蒋珍华 刘少帅 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期53-58,64,共7页

基于活塞偏置理论,建立了直流电压对活塞偏置抑制数学模型,搭建了氦有阀线性压缩机活塞偏置抑制实验台,分析加直流电压抑制活塞偏置对压缩机的影响。研究表明:直流电压可完全抑制活塞偏置。当有效行程达到最大时,所需直流电流为1.09 A,... 基于活塞偏置理论,建立了直流电压对活塞偏置抑制数学模型,搭建了氦有阀线性压缩机活塞偏置抑制实验台,分析加直流电压抑制活塞偏置对压缩机的影响。研究表明:直流电压可完全抑制活塞偏置。当有效行程达到最大时,所需直流电流为1.09 A,占总电流的20.8%,直流功耗5.347 W,占总功耗的4.9%。采用直流电压抑制活塞偏置增大了压缩机有效行程能够提高压缩机的最大压比和质量流量,增加等熵效率,但引入的直流电流会造成电机绕线的总电流增大,对绕线直径提出更高的要求,导致电机尺寸增大。该研究为使用直流电压抑制活塞偏置的可行性及合理性提供理论和实验支撑。 展开更多

关键词 有阀线性压缩机 节流制冷 活塞偏置 输出特性 深低温

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活塞销偏置对活塞二阶运动的影响研究 被引量：1

17

作者 解现龙 张保成 《机械工程师》 2013年第2期29-31,共3页

运用计算机辅助设计技术和有限元方法,对内燃机活塞的热变形和弹性变形进行了分析,得到研究所需的活塞裙部热态型线和活塞刚度矩阵。在考虑活塞热变形和弹性变形的基础上,使用AVL软件Glide模块分析了不同活塞销偏置量下的活塞二阶运动... 运用计算机辅助设计技术和有限元方法,对内燃机活塞的热变形和弹性变形进行了分析,得到研究所需的活塞裙部热态型线和活塞刚度矩阵。在考虑活塞热变形和弹性变形的基础上,使用AVL软件Glide模块分析了不同活塞销偏置量下的活塞二阶运动情况。分析结果表明,活塞销偏置量对活塞摆动影响显著。最后,从噪声控制角度出发,选择-0.5mm作为合理的活塞销偏置量。 展开更多

关键词 活塞销偏置 活塞二阶运动 热变形 弹性变形

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曲轴偏置对汽油机活塞摩擦力的影响 被引量：4

18

作者 刘瑞 郭金宝 李岩 《内燃机与配件》 2011年第12期4-6,共3页

本文分析了曲轴偏置在不同的发动机工况下对活塞摩擦力的影响,并用浮动缸套方法分析了活塞裙部与缸套间的活塞摩擦力,具有一定的指导意义。

关键词 曲轴偏置 活塞 摩擦力

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活塞销孔偏置对活塞裙部磨损的影响 被引量：1

19

作者 王全振 王传厚 +3 位作者 孟建 季宏 孟繁衍 王保力 《内燃机与动力装置》 2022年第1期60-65,71,共7页

基于活塞温度场、热变形、缸套变形等参数建立某柴油机活塞组件数值模拟分析模型,研究活塞销孔偏置对活塞敲击摆动及裙部磨损的影响。结果表明:活塞销孔向主推力侧偏置时,随着偏置距离的增加,最大活塞摆角增大;活塞裙部最大接触压力和... 基于活塞温度场、热变形、缸套变形等参数建立某柴油机活塞组件数值模拟分析模型,研究活塞销孔偏置对活塞敲击摆动及裙部磨损的影响。结果表明:活塞销孔向主推力侧偏置时,随着偏置距离的增加,最大活塞摆角增大;活塞裙部最大接触压力和最大磨损载荷均出现增大的趋势;销孔偏置为0时最大接触压力最小,为15.45 MPa,销孔向主推力侧偏置0.3 mm时最大磨损载荷最小,为31.4 kW/m ^(2);随着活塞销孔偏置由次推力侧过渡到主推力侧,最大接触压力和最大磨损载荷位置呈现由主推力侧向次推力侧过渡的趋势。 展开更多

关键词 内燃机 活塞销孔偏置 磨损载荷 活塞裙部压力

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活塞销偏置对柴油机噪声的影响 被引量：4

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作者 宋彩盟 文志永 +2 位作者 田新伟 梅博林 徐止听 《内燃机与动力装置》 2017年第4期17-21,共5页

活塞销向主推力面方向偏置能够缓解活塞换向过程中的敲击噪声,本文通过建立活塞的有限元模型,在配缸间隙一定的条件下,运用AVL Excite软件对不同活塞销偏置方案进行仿真计算,得出当活塞销偏主推力面0.80~0.85mm时,活塞动能变化率最小,... 活塞销向主推力面方向偏置能够缓解活塞换向过程中的敲击噪声,本文通过建立活塞的有限元模型,在配缸间隙一定的条件下,运用AVL Excite软件对不同活塞销偏置方案进行仿真计算,得出当活塞销偏主推力面0.80~0.85mm时,活塞动能变化率最小,且对柴油机其他性能影响较小,最后通过在柴油机上进行试验验证,得出结论:当活塞销偏置量为-0.80mm时,相较于原机,优化后的柴油机摩擦损失功变化较小,且活塞敲击噪声改善明显。 展开更多

关键词 活塞销 偏置 噪声 柴油机

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