轴瓦表面波纹度对柴油机连杆大头轴承润滑特性的影响

柴油机连杆大头轴瓦表面在加工过程中存在波纹度,表面波纹度严重影响轴承接触表面的润滑性能。针对这一问题,建立考虑表面波纹度的连杆组弹性流体动力学模型,分析不同波纹度幅值、阶次和数量对连杆大头轴承润滑特性影响规律。结果表明：随着波纹度幅值、阶次和数量的增加,最小油膜厚度总体先增大后减小,总摩擦功耗先减小后增大,表明合理分布的表面波纹度对轴承性能有积极影响,可提升轴承的润滑性能;基于Box-Behnken试验设计与响应面法对柴油机连杆大头轴承润滑特性进行研究,以轴瓦表面波纹度的幅值、阶次和数量为优化变量,以最小油膜厚度和总摩擦功耗为优化目标进行响应面分析,并结合带精英策略的非支配排序遗传算法进行优化。结果表明：不同轴瓦表面波纹度对连杆大头轴承润滑特性影响差异较大;相较轴瓦光滑表面,优化后最小油膜厚度增加了11%;总摩擦功耗降低了14%。     

连杆大头轴承润滑多目标优化设计

针对柴油机连杆大头轴承润滑不良和摩擦磨损的问题,运用AVL POWER UNIT搭建连杆组柔性多体动力学模型,以连杆大头轴承间隙、轴承宽度和供油压力为设计变量,通过最优拉丁超立方试验设计方法构建输入矩阵,在Isight中建立RBF径向基神经网络代理模型,以最小油膜厚度、峰值油膜压力和平均粗糙接触有效压力为优化目标,采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标参数寻优,获得连杆大头轴承的最佳结构参数组合。相较于原始方案,优化方案的最小油膜厚度增加了0.60μm,峰值油膜压力减小了6.69MPa,平均粗糙接触有效压力减小了2.34MPa,综合润滑性能有所提升,可为连杆大头轴承优化设计提供理论参考。     

高功率密度柴油机连杆大头轴承润滑特性分析

基于全局 Newton-Raphaon 方法和柔度矩阵法对高功率密度柴油机连杆大头轴承的润滑性能进行数值摸拟;耦合求解 Reynolds 方程和弹性变形方程,比较弹性变形的连杆大头轴承与刚性轴承的轴心轨迹与压力分布。结果表明：将全局 Newton-Raphaon 方法与柔度矩阵法结合起来,对高功率密度内燃机连杆大头轴承的弹流润滑进行分析,解决了轴承偏心率大于1时弹流润滑计算难于收敛的问题;考虑表面弹性变形的连杆大头轴承与刚性轴承相比,在最大气体爆发压力附近,油膜压力分布的形状和大小明显发生变化,特别是在轴承的两端处,油膜压力明显增加并接近轴承中间部分的压力。     

发动机连杆大头轴承润滑特性分析与优化

借助仿真软件对某四缸发动机连杆进行动力学计算,考察连杆大头轴承的润滑特性,并提出优化连杆大头刚度来改善大头轴承润滑特性的思路。经过对比分析发现:适当提高连杆大头刚度可以有效改善大头轴承的润滑特性,同时大大降低连杆大头处的应力,提高连杆使用耐久性。     

基于正交试验的连杆大头轴承润滑影响因素研究

为了更加准确地预测轴承性能,提高轴承工作可靠性和寿命。基于弹性流体动力润滑理论,建立了卧式两缸柴油机连杆大头轴承的弹性流体动力润滑仿真模型。应用正交试验设计方法,以最大油膜压力、最小油膜厚度以及平均总摩擦功耗为考察指标,研究了轴承间隙、轴瓦宽度、油孔位置角和曲柄销油孔直径等因素对轴承润滑性能的影响。研究结果表明:最优方案与原方案相比,最小油膜厚度增加44.86%,最大油膜压力降低1.00%,平均总摩擦功耗增加4.84%。     

制冷剂溶解性对连杆轴承润滑特性的影响研究

制冷压缩机中实际的润滑环境为非纯油状态下的混合润滑,制冷剂溶解于润滑油会导致压缩机连杆轴承的润滑性能下降,目前尚未对其展开深入研究.以制冷剂R600a矿物油Azmol混合液相为润滑介质,建立基于制冷剂溶解度的润滑模型,研究不同负荷工况下溶解度对小型制冷压缩机连杆轴承润滑特性的影响规律.研究结果表明:在不同工况下,考虑溶...     

非道路两缸柴油机轴承热弹性流体动力润滑特性研究

基于热弹性流体动力润滑理论和多体动力学理论,针对自主研发的非道路2D25卧式两缸柴油机,采用AVL Excite Power Unit软件建立曲轴轴承的多体动力学模型,探讨柔性整机体模型下轴瓦与轴承座的弹性变形、润滑油的黏温及黏压特性、轴瓦及轴颈的表面粗糙度及热效应等因素,建立轴承的润滑模型并计算不同工况下各轴承的载荷、油膜厚度、油膜压力和摩擦功耗。研究结果表明:随着转速的升高,主轴承的总摩擦功耗增加,轴瓦的热负荷增大;高转速下,第一主轴承(MB1)和第三主轴承(MB3)存在轴颈倾斜不对中,出现偏磨现象,导致第二缸爆发时主轴颈振动加剧;连杆轴承油膜压力分布均匀性较好,轴瓦热负荷低,在高转速下润滑效果更佳。     

内燃机工况对连杆轴承润滑性能的影响

以某一四行程四缸柴油机为研究对象,基于实测的气缸压力和动力学方法计算了连杆轴承的载荷,进行了不同工况下的连杆轴承润滑分析。结果表明,在全负荷不同转速情况下,低转速时轴承最大油膜压力很大,标定转速时最小油膜厚度值最小;在相同转速下,轴承最大油膜压力随负荷增加逐渐增大,平均摩擦功耗也随之逐渐增大。     

基于多体动力学的船用柴油机连杆轴承润滑分析

基于多体动力学有关理论,计入影响滑动轴承弹流动压润滑的有关因素,构建连杆轴承仿真计算模型,采用有限元法对二冲程船用柴油机额定工况下的连杆大端和小端轴承的润滑状况进行研究。根据在一个工作循环内的计算结果可以发现:小端轴承即十字头轴承始终承受压应力,而大端轴承短时间内存在拉应力,垂向载荷方向改变;载荷的最大值皆发生在缸内气体压力最大的时刻;小端轴承高油压区域十分集中,其轴心运动轨迹存在于下半部较小的范围内;大端轴承轴心轨迹主要存在于上半部的右半部分; 2个轴承的平均油膜压力分布皆较为集中;连杆两轴承的油膜最小厚度皆大于3μm,能满足流体动压润滑的要求。     

主轴承表面型线对曲轴润滑与振动特性的影响

以某六缸柴油机主轴承-主轴颈为研究对象,基于弹性流体润滑理论和微凸峰接触理论,考虑轴颈倾斜和主轴承表面粗糙度等因素,建立柔性整机体下的主轴承润滑特性模型,分析了主轴承表面型线对主轴承润滑特性与主轴颈振动特性的影响。结果表明,相比于不计入主轴承表面型线的结果,计入主轴承表面型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了75.53%,最大油膜压力减小了6.15%,平均摩擦损失降低了2%,主轴颈的水平弯曲振动幅值减小了6%,竖直弯曲振动幅值减小了5%,轴向振动和扭转振动幅值均减小了2%。随着主轴承表面型线高度的增加,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力减小,平均摩擦损失降低,最大粗糙接触压力的幅值和出现次数均降低;主轴颈的弯曲振动、轴向振动和扭转振动幅值均减小。     

轴瓦轮廓修形对发动机连杆轴承磨损性能的影响

为了消除发动机连杆轴承在做功行程中两端出现的偏磨损,减少轴承的摩擦功耗,建立了某发动机曲轴系柔性多体动力学分析模型并进行了动力学仿真计算。根据连杆轴瓦内孔变形量仿真结果对轴瓦表面轮廓进行了修形设计。计算结果表明：对轴瓦轮廓修形后,轴承的润滑性能变化较小,最大油膜压力及最小油膜厚度随曲轴转角的变化趋势及数值大小均与原圆柱轮廓基本接近,消除了做功行程中的轴瓦偏磨问题,轴承的粗糙接触摩擦功耗无论是最大值还是平均值均降低,轴瓦表面粗糙接触压力沿轴瓦宽度方向分布均匀。     

Multiobjective Optimization of Conrod Big-End Bearing Lubrication Using an Evolutionary Algorithm

The main challenge in the optimization of an internal combustion engine conrod bearing is to reduce the frictional loss while maintaining durability and reliability of the conrod. The calculation time of a single elastohydrodynamic (EHD) case can be quite important (about 3 h), making the optimization time-consuming. Thus, optimizations are often based on knowledge without real certainty on the optimality of the solution found. The optimization methodology developed in this study consists of creating an EHD surrogate of the conrod bearing and using it for the optimization step.

A design of experiments (DOE) method has been used to create the surrogate, also called a metamodel. Then a multiobjective optimization based on an evolutionary algorithm has been performed on the surrogate and compared to optimization using full-scale calculations.     

曲轴轴颈型线对主轴承润滑特性的影响

以内燃机曲轴主轴承为研究对象,基于Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触理论,考虑曲轴倾斜和弹性变形,建立其弹流润滑模型,分析不同轴颈型线对主轴承润滑特性的影响。结果表明:不同轴颈型线对主轴承润滑特性的影响有着明显的差异,相比于无型线轴颈,轴颈型线为鼓型时,主轴承的最小油膜厚度增加了38.12%,最大油膜压力减小了32.73%,平均摩擦损失降低了8.4%,并改善了曲轴倾斜现象;而轴颈型线为马鞍型时,主轴承的最小油膜厚度下降了24.64%,最大油膜压力增加了4.56%,平均摩擦损失增加了2%,曲轴倾斜加剧;当曲轴轴颈型线为鼓型时,随着曲轴倾斜角度的增加,主轴承的最小油膜厚度减小、最大油膜压力增加、平均摩擦损失减小,随着转速的增加,主轴承的最小油膜厚度增加、最大油膜压力减小、平均摩擦损失增加。     

主轴承径向轴颈型线对润滑状态的影响

以某型柴油机主轴承为研究对象,计入主轴承表面粗糙度和弹性变形等因素,建立主轴承润滑状态的分析模型,分析了主轴承径向轴颈型线对润滑状态的影响.结果表明,与不考虑径向轴颈型线的计算结果相比,计入径向轴颈型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了25.95％,最大油膜压力减小了17.69％,平均摩擦损失减小了6.14％,主轴颈倾斜现...     

支点摩擦力对可倾瓦径向滑动轴承润滑特性的影响

为了研究轴瓦支点摩擦力对其润滑性能影响,建立可倾瓦径向滑动轴承的支点摩擦力的数学模型,分析其对轴承的润滑特性,如油膜压力、厚度、摩擦阻力、功耗及轴承承载力和流量的影响,得出支点摩擦力的影响作用较大的结论,因此在设计可倾瓦径向滑动轴承的过程中,考虑支点摩擦力的影响很有必要.     

永磁体形性特征对磁水复合支撑式艉轴承润滑特性的影响

螺旋桨重力会导致船舶推进轴系发生挠曲,造成艉轴承边缘润滑状态恶劣。采用一种磁水复合支撑形式的艉轴承,通过引入永磁体磁力作用,改善桨重因素对艉轴承边缘润滑状态的不利影响;构建永磁体三维磁力特性分析方法,探究不同永磁体材料磁性质和布置形式对磁力承载性能的影响规律;基于艉轴承弹性流体动压润滑分析方法,获取永磁体形性特征对润滑特性的影响规律。结果表明：磁承载力受永磁体材料剩磁的影响明显,材料剩磁越大,永磁体承载力越大,轴承润滑状态相对越好;沿周向增加磁块数目或增加永磁块轴向长度可以增大永磁体的承载力,但永磁体承载效率可能下降,设计时需综合考虑;磁体的布置形式也对磁力承载性能和润滑性能影响显著,在永磁体体积相同的情况下,更为合理的布置形式可使永磁体承载力与艉轴承最小水膜厚度明显增大。     

工况对盾构机主驱动轴承润滑特性的影响

以某隧道工程实际工况条件为例,建立盾构机主驱动轴承载荷分布计算模型和等温线接触弹流润滑模型,通过数值分析得到极限工况和占比99.9%的工况条件下盾构机主驱动轴承的油膜厚度及油膜压力分布;依据实际工况条件分析不同工况对轴承油膜厚度、油膜压力的影响规律,以及滚子所处位置不同时滚子负载与油膜压力和膜厚之间的变化关系。结果表明：不同工况下主轴承油膜厚度、油膜压力分布规律相似,均出现二次峰值;同一工况下,随着滚子于主轴承所处位置不同,油膜压力及膜厚最值随滚子负载的增大而减小;同一位置处二者最值随主轴承受力的增大而减小。     

轴承结构参数对曲轴主轴承润滑性能的影响

针对曲轴主轴承润滑性能的影响因素研究,建立考虑轴颈直径、轴承宽径比和轴承间隙3种轴承结构参数的曲轴主轴承热弹性流体动力润滑模型,分析不同轴承结构参数下的主轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、最高轴承温度和最大摩擦功率损失。计算结果表明：轴承结构参数对主轴承润滑性能有很大影响;当轴颈直径和轴承宽径比变大时,主轴承最大油膜压力会出现减小的情况,最小油膜厚度变大、最高轴承温度升高和摩擦功率损失增加;内燃机主轴承的轴承间隙会随着轴颈直径和轴承宽径比的不同而有不同影响,且轴承间隙对主轴承最高温度和最大摩擦功率损失的影响较为显著。     

弹流对角接触球轴承刚度的影响

本文在传统的拟静力学分析方法的基础上,研究了角接触球轴承中弹流对其刚度的影响.     

基于CFD的磁流体轴承润滑膜特性分析

磁流体轴承具有转速高、密封性好、承载力强等优点,符合高速铁路中的应用需求。提出一种磁流体轴承结构,并运用CFD方法对轴承润滑区的承载性能以及热效应问题进行了仿真计算,在此基础上进一步分析了偏心率对轴承承载力及温升的影响规律,为之后磁流体轴承的进一步设计提供帮助。