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内燃机是一种高效率的动力机械，随着社会的进步和发展，其应用范围越来越广，在现阶段的显著作用无法代替。内燃机机体和零部件结构复杂，它们相互之间存在复杂多样的力学、热流传递关系，同时又存在多物理场的耦合，这些都使得研制过程理论分析难度非常大。高强化内燃机研制过程中面临着结构设计创新、缸套变形控制以及润滑设计等问题的巨大挑战。良好的缸套变形控制和合理润滑设计能有效减少缸套内壁的磨损，延长降低内燃机寿命。本论文结合973课题，通过理论分析与数值仿真，对缸套变形、活塞环润滑开展了一系列研究工作。
建立了机体的实体模型和有限元模型，分别计算了在标准预紧力和波动预紧力作用下缸套的变形情况，对比分析了缸套之间的变形差异和接触类型对缸套变形的影响。建立了活塞-连杆-曲轴二阶运动模型，分析研究了缸套在燃气压力和侧推力作用下的变形。研究结果表明一般装配条件下，缸套的变形是二阶变形，考虑非线性接触更加接近实际工况，缸套变形计算结果增大20％-30％。
建立了考虑缸套连续变形的活塞环三维润滑数值分析模型，改变了以往对活塞环润滑研究中将缸套变形的椭圆率取为恒定值的研究方法，并且综合考虑了活塞环组气体流动、表面粗糙度、润滑油特性等影响因素。采用有限差分方法和数值积分方法求解Reynolds方程和活塞环平衡方程组成的方程组，编写了Fortran语言计算程序。
利用润滑计算程序分析了活塞环组间气室内气体压强的周期性变化，缸套变形对第一道环的油膜形状、油膜压强以及油膜厚度的影响。对比分析了转速、润滑油粘度，活塞环桶面偏移对活塞环润滑的影响。研究了活塞环在环槽内的上下运动规律及其对油膜厚度的影响。研究结果表明缸套变形降低了最小油膜厚度，恶化了活塞环润滑状态，活塞环桶面偏移对油膜厚度的影响在往复周期内具有规律性，正偏移一定程度改善了润滑状况。