曲轴平衡率对主轴承润滑特性的影响

针对某型柴油机功率提升后主轴承润滑性能恶化的现象,考虑轴颈与轴瓦表面粗糙度、曲轴与轴承座弹性变形的影响,建立了12 V90°柴油机主轴承的润滑分析计算模型.根据弹性流体动力润滑、轴承动力学及平衡率计算理论,分析了不同曲轴平衡率对主轴承的润滑性能的影响.采用正交试验研究了平衡率、轴承宽度及轴承间隙对最小油膜厚度、最大油膜压力、平均摩擦损失功和峰值粗糙接触压力的影响,并提出了改进方案.结果表明:曲轴平衡率对主轴承润滑性能有很大的影响,对最小油膜厚度、最大油膜压力和峰值粗糙接触压力的影响权重与轴承间隙相接近,均低于轴承宽度;平衡率对平均摩擦损失功的影响权重最大;相比轴承宽度、轴承间隙等影响因素,曲轴平衡率在强化柴油机主轴承润滑设计阶段也应重点考虑.     

不同曲轴平衡率下柴油机主轴承润滑特性分析及变壁厚优化设计

基于弹性流体动压润滑及多体动力学理论,以某船用大功率柴油机主轴承为研究对象,考虑曲轴主轴承的弹性变形、表面粗糙度、供油特性等因素,建立主轴承的弹性液体动力学仿真分析模型;通过试验对该模型建立方法进行了验证。基于该模型,分析了曲轴平衡率对主轴承最小油膜厚度、最大油膜压力、轴心轨迹及滑油填充率等润滑特性参数的影响规律,并就主轴承边缘接触压力较大的现象进行了变壁厚设计优化。研究表明:曲轴平衡率从0增大到100%,主轴承最大油膜压力平均值减小60%,最小油膜厚度平均值增大5倍,轴心轨迹偏心率减小;通过变壁厚优化设计,主轴承最小油膜厚度最小值增大24%,最大粗糙接触压力减小40%,粗糙边缘承载较大的现象得到有效改善。     

曲轴-轴承系统机械行为的捆绑式分析方法

内燃机在运行时,各种机械行为是同时发生的。基于这种理念,提出一种求解曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和刚度、强度的捆绑式分析方法。该方法首先通过曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析,计算出动态油膜压力,然后动态施加于曲轴表面计算曲轴动应力。着重讨论曲轴倾斜和轴瓦弹性变形对曲轴-轴承系统动力学、主轴承摩擦学和曲轴动应力的影响。研究发现,曲轴倾斜和轴瓦变形对主轴承摩擦学和曲轴动应力的影响较大,对曲轴-轴承系统动力学影响相对较小。     

基于弹性流体动力学的曲轴系统仿真分析

以某船用柴油机为研究对象,进行曲轴主轴承载荷计算及对比分析。采用多柔体动力学计算主轴承载荷,柔体之间应用弹性流体动力学耦合。结果显示,液动轴承耦合的动力学结果更接近真实情况,曲轴主轴承各部分载荷分布并不均匀,容易造成偏磨,同时,为曲轴主轴承设计及曲轴受力分析提供了重要依据。     

曲轴-轴承系统计入曲轴变形的轴承摩擦学性能分析

内燃机工作中曲轴与轴承之间存在直接的相互作用，而目前曲轴轴承的润滑分析一般都是在摩擦学学科领域内，仅考虑轴承自身因素的影响。以曲轴-轴承系统为研究对象，进行计人曲轴受实际负荷作用产生变形的曲轴轴承润滑分析。分析中采用整体曲轴梁单元法计算曲轴变形和曲轴轴承负荷，采用变形矩阵法计算油膜压力作用下轴瓦表面的变形，采用动力学法计算轴承的轴心轨迹。结果表明，计人曲轴变形的影响时，轴承前后端面上轴心轨迹在局部位置有明显变化，某些时刻附近轴承最大油膜压力增加明显，绝大部分时间轴承最小油膜厚度有不同程度减小，轴承油膜压力的分布状况发生了变化，产生了偏布。     

增压中冷柴油机主轴承润滑特性研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了4缸柴油机主轴承润滑仿真模型,研究了不同转速下内燃机轴瓦与轴承座的弹性变形、轴瓦与轴颈粗糙度对主轴承润滑特性的影响。研究结果表明:5个主轴承膜厚比均大于1,其中第5主轴承峰值油膜压力与其他4个主轴承相比明显偏大,而且存在偏磨现象,润滑相对恶劣;优化后第5主轴承峰值油膜压力平均降低了20%,最小油膜厚度平均增加了25%,摩擦功耗平均降低了43%。     

发动机曲轴主轴承液体动力学分析

以某直列四缸发动机为研究对象,采用AVL_EXCITE Designer软件计算分析曲轴主轴承的液体动力学特性。根据经验公式计算主轴承载荷,建立润滑仿真模型对曲轴主轴承进行动力学仿真及润滑计算。根据对最小油膜厚度和最大油膜压力的仿真结果分析,为轴承优化设计提供了依据。     

某大功率柴油机曲轴及主轴承受力和运动分析

本文首先利用有限元软件ANSYS对某型中速V16柴油机的曲轴进行强度计算分析。计算了曲轴在不同气缸发火时,曲轴的应力情况。然后又利用AVL-Designer对曲轴的强度再次进行分析校核,另外对主轴承工作情况进行计算分析,分析各主轴承的受力情况,轴心轨迹及润滑情况。     

内燃机主轴承热弹性流体动力润滑研究

建立了内燃机主轴承热弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型.依此模型,对某4缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的最大油膜压力、最小油膜厚度、最高油膜温度、摩擦功耗和轴心轨迹.计算结果表明:3号主轴承所受到的载荷峰值最小,一个工作周期内的平均载荷最大,平均油膜厚度最小,油膜温度最高,平均油膜压力和摩擦功耗最大.3号主轴承的润滑状况不佳,应对其进行优化设计.     

高增压对柴油机主轴承工作性能的影响研究

运用有限元分析和基于虚拟样机的多体动力学计算方法,针对一款高增压强化的直列四缸柴油机,在标定工况下分析了曲轴主轴承的弹性流体动力润滑性能及瞬态结构动力响应。与中等增压状态下的柴油机主轴承进行对比,分析了高增压强化对主轴承工作性能的影响,探讨了提高曲轴单拐离心力平衡率对主轴承工作性能的改善作用。研究结果表明:柴油机强化升级后,各主轴承最小油膜厚度均减小,有些甚至超出许用值,其中第四、第五主轴承磨损较严重,其最大摩擦功耗分别增加了87%和133%;油膜压力主要激发主轴承沿气缸中心线方向的动力响应,高增压后各向动力响应幅值均增长;曲轴单拐离心力平衡率提高到50%后,主轴承润滑性能有所改善,结构动力响应也得到减弱。     

低速船用柴油机主轴承弹流润滑性能分析

以某低速二冲程船用柴油机为研究对象，结合弹性流体动力学、多体动力学以及有限元方法，建立了包含机架-机座-主轴承盖-曲轴的整机动力学润滑耦合分析模型，对低速船舶柴油机主轴承的润滑性能进行研究。研究结果表明:第7主轴承(靠近飞轮端)润滑性能最为恶劣，总压峰值达到87.95 MPa，高出其他主轴承19.7%至413.7%不等；在整个推进工况主轴承油膜厚度均满足最小膜厚要求；不同工况轴承液动润滑和混合润滑的时间占比也不尽相同，液动润滑占比从100%负荷的20.7%提高到25%负荷的99.3%；轴承结构对主轴承的润滑磨损性能有较大影响，径向间隙的设计须综合考虑油膜承载与摩擦功耗。     

活塞销轴承混合润滑特性研究

基于弹流润滑理论、平均流量模型及微凸峰接触理论,对发动机活塞销轴承的混合润滑进行了研究。首先,将活塞销孔轴承与活塞销及连杆小头轴承作为一个系统,利用四阶的龙格库塔方法求解了活塞销在流体润滑状态下的转动速度。结果表明:采用此方法得到的活塞销转动速度变化规律与采用谱分析方法所得到的结果十分接近。其次,数值求解了考虑弹性变形时油膜压力分布和微凸峰接触压力的分布,考察了不同发动机转速对活塞销轴承最小膜厚比和摩擦力大小的影响。结果表明:活塞销轴承从发动机工作循环压缩冲程后半段到排气冲程的前半段时间内,处于混合润滑状态;随着发动机从低转速到高转速的过程中,活塞销轴承所受的摩擦力开始逐渐减小,当发动机的转速增加到某一临界转速后,活塞销轴承所受的摩擦力反而明显增加;在考虑活塞销轴承的弹性变形之后,接触压力的分布沿轴向发生了变化,且呈现中间小两边大的形态,与实际发动机活塞销轴承的破坏规律相符。     

基于AVL Excite Designer的WD615柴油机曲轴轴承润滑性能研究

在分析柴油机曲柄连杆机构动力学行为和曲轴轴承的动态润滑的基础上,建立该系统的动力学与流体动力润滑耦合的动力学分析模型。利用AVL Excite Designer动力学分析软件,以WD615柴油机八平衡块曲轴为研究对象,通过对其主轴承和连杆轴承油膜压力进行计算分析研究,从而得出这种算法对柴油机曲轴轴承设计具有指导意义。     

改善内燃机曲轴轴承润滑状态的研究

本文通过精确理论计算和现场检测资料分析,系统地研究内燃机曲轴轴承的润滑状态,提出改善曲轴轴承润滑、防止"碾瓦"的方法．分析计算结果和长期测量结果,找出能保证良好润滑的合理的轴承周隙,指出控制主轴承孔不同轴度、曲轴轮预跳动量,确保良好轴承间隙和控制所用机油的品质,是防止"碾瓦"的关键;并提出10L207E柴油机轴承间隙、主轴承孔和曲轴的检修标准及检修方法．     

应用三维有限元法分析烧瓦对曲轴的影响

针对连杆轴瓦烧损情况,研究烧瓦对曲轴的影响。采用三维有限元技术计算曲轴的温度场。研究结果表明,由烧瓦所引起的曲轴故障表现为轴颈表面的微裂纹或裂纹。轻微烧瓦使轴颈处于回火状态,轴颈材料由于具有回火脆性而使冲击韧性显著下降,冷却后较高的残余热应力导致裂纹的产生。剧烈烧瓦使轴颈部分处于淬火状态,恶劣的淬火条件使曲轴冷却后产生很大的热应力,淬火热应力超过材料的屈服极限和破断抗力,导致曲轴产生变形甚至开裂。     

某汽油机连杆大头轴承润滑特性分析

本文采用多体动力学方法,建立了某汽油机连杆大头轴承润滑特性分析的弹性液体动力学(EHD)模型。着重进行了峰值油膜总压、最大粗暴接触压力、最小油膜厚度及平均摩擦功率损失等参数的计算与分析。结果表明,该连杆的大头轴承润滑特性指标均满足要求,润滑特性较好。     

内燃机连杆大头轴承润滑CFD分析

曲轴轴承的润滑对内燃机工作有重要影响，对连杆大头轴承润滑问题进行了CFD计算研究。针对轴承润滑CFD过程容易发散的问题，分别使用HYPERMESH、GAMBIT两种软件对尺寸相差悬殊模型划分了网格，探讨了不同网格方案对计算结果的影响，比较了两种软件在划分不同网格方案时的优缺点；针对CFD计算时油膜计算域出现负压区的现象，提供了一种简单易行的处理办法，通过修改网格模型，消除了负压区对润滑油膜计算以及轴承承载计算等的影响；给出了相应的结论。     

利用振动参数监测和诊断柴油机滑动主轴承磨损状态的研究

本文介绍了柴油机滑动主轴承磨损状态的诊断研究,其中包括主轴承磨损状态的故障模拟试验、柴油机主轴承座和机座表面振动信号及相关热力参数的测定、振动信号的分析处理和监测与诊断柴油机滑动主轴承磨损状态的特征参数的提取。此研究为准确诊断柴油机的主轴承磨损状态提供了可行的方法。