本文關(guān)鍵詞：連桿復(fù)圓度對連桿軸承彈性流體動力潤滑特性的影響研究

  更多相關(guān)文章： 內(nèi)燃機(jī) 連桿軸承 復(fù)圓度 彈性流體動力潤滑 油膜厚度

【摘要】：隨著發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度的提高,缸內(nèi)的爆發(fā)壓力越來越高,對零部件的可靠性提出更高要求。連桿作為傳遞動力的主要零件,承受著交變的壓縮與拉伸載荷,要求其擁有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和更好的潤滑性能。連桿加工精度和裝配精度對連桿軸承潤滑狀態(tài)影響較大。然而由于連桿在生產(chǎn)制造過程中存在尺寸公差、加工誤差和裝配誤差等因素,導(dǎo)致連桿桿身與連桿蓋裝配過程中存在定位偏差,連桿大頭孔產(chǎn)生不同形式的連桿復(fù)圓度,使連桿軸承呈現(xiàn)非圓狀態(tài),導(dǎo)致軸承潤滑性能下降。因此,研究連桿復(fù)圓度對軸承彈性流體力學(xué)潤滑特性的影響,為連桿改進(jìn)設(shè)計和連桿裝配工藝優(yōu)化提供參考。結(jié)合連桿生產(chǎn)企業(yè)測試數(shù)據(jù),以某高壓共軌直列四缸柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)為研究對象,總結(jié)了連桿復(fù)圓度的不同表現(xiàn)形式和產(chǎn)生因素；在此基礎(chǔ)上,建立了連桿靜力學(xué)有限元模型與彈性動力潤滑有限元模型,分別研究了不同裝配載荷對連桿大頭孔變形的影響和不同形式的連桿復(fù)圓度對連桿軸承彈性動力潤滑特性的影響；運(yùn)用圓度測量儀,對裝配前后連桿大頭孔變形和不同螺栓預(yù)緊力下連桿大頭孔變形進(jìn)行了測試試驗。主要研究內(nèi)容如下：(1)連桿螺栓預(yù)緊力和軸瓦過盈力對連桿大頭孔變形的影響仿真研究在單純螺栓預(yù)緊力作用下,連桿大頭孔應(yīng)力最大區(qū)域出現(xiàn)在軸承90°位置和270°位置區(qū)域(0°方向為大頭孔至小頭孔方向)；連桿大頭孔出現(xiàn)縮小變形,連桿蓋變形量明顯大于連桿桿身變形量,變形最大區(qū)域出現(xiàn)在軸承120°和240°區(qū)域。在單純軸瓦過盈力作用下,連桿大頭孔應(yīng)力最大區(qū)域出現(xiàn)在軸承90°位置和270°位置區(qū)域；連桿大頭孔出現(xiàn)擴(kuò)大變形,連桿蓋變形量明顯大于連桿桿身變形量,變形最大區(qū)域出現(xiàn)在軸承120°和240°區(qū)域。在螺栓預(yù)緊力和軸瓦過盈力共同作用下,由于螺栓預(yù)緊力作用下與軸瓦過盈力作用下應(yīng)力方向相反,變形方向也相反,應(yīng)力和變形均被相互抵消一部分；應(yīng)力最大區(qū)域和變形最大區(qū)域均出現(xiàn)在軸承90°位置和270°位置區(qū)域。當(dāng)連桿螺栓預(yù)緊力增大時,連桿大頭孔在55°到130°之間位置和230°到305°之間位置應(yīng)力隨之增大,在125°到135°之間位置變形量隨之變小,其它區(qū)域不受連桿螺栓預(yù)緊力變化的影響。(2)連桿大頭孔測試試驗表明：①連桿蓋與連桿體在不同次拆裝后出現(xiàn)的連桿復(fù)圓度具有多樣性,且同一連桿每次拆裝后產(chǎn)生的復(fù)圓度形式不同；②連桿螺栓預(yù)緊力對連桿蓋側(cè)變形影響比連桿桿身側(cè)變形影響較大,隨著螺栓預(yù)緊力的增大,連桿大頭孔120°和240°附近區(qū)域變形較大,對螺栓預(yù)緊力模擬仿真結(jié)果進(jìn)行了驗證；③隨著螺栓預(yù)緊力增大,連桿圓形變形和橢圓變形復(fù)圓度增大,連桿錯位變形復(fù)圓度減小。(3)不同復(fù)圓度對連桿軸承彈性動力潤滑特性的影響當(dāng)連桿發(fā)生圓形變形時,當(dāng)相對復(fù)圓小于-0.051時,隨著相對復(fù)圓度減小,連桿軸承潤滑性能變差；當(dāng)相對復(fù)圓度大于-0.051時,連桿軸承潤滑性能隨著相對復(fù)圓度增大而變差。當(dāng)連桿發(fā)生橫向橢圓變形時,隨著連桿相對復(fù)圓度絕對值的增大,連桿軸承潤滑性能變差。當(dāng)連桿發(fā)生縱向橢圓變形時,當(dāng)相對復(fù)圓小于-0.051時,隨著相對復(fù)圓度減小,連桿軸承潤滑性能變差；當(dāng)相對復(fù)圓度大于-0.051,小于0時,連桿軸承潤滑性能隨著相對復(fù)圓度減小而變好；當(dāng)相對復(fù)圓度大于0時,連桿軸承潤滑性能隨著相對復(fù)圓度增大而變好。當(dāng)連桿發(fā)生水平錯位變形時,隨著連桿相對復(fù)圓度絕對值的增大,連桿軸承潤滑性能變差。在連桿上軸瓦邊緣處會出現(xiàn)粗糙接觸,粗糙接觸壓力和摩擦功耗都急劇增大。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)燃機(jī) 連桿軸承 復(fù)圓度 彈性流體動力潤滑 油膜厚度
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題研究的背景和意義13-14
• 1.2 復(fù)圓度介紹14-15
• 1.2.1 復(fù)圓度定義14
• 1.2.2 企業(yè)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 軸承潤滑的發(fā)展及國內(nèi)外現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 彈性流體動力潤滑理論的發(fā)展15
• 1.3.2 影響軸承潤滑的實際因素研究15-18
• 1.3.3 軸承潤滑的主要研究方法18
• 1.4 論文研究的技術(shù)路線及主要內(nèi)容18-21
• 1.4.1 論文研究的技術(shù)路線18-19
• 1.4.2 論文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 連桿復(fù)圓度特性研究21-29
• 2.1 連桿復(fù)圓度的影響因素21-24
• 2.1.1 加工工藝對連桿復(fù)圓度的影響21-22
• 2.1.2 螺栓預(yù)緊力對連桿復(fù)圓度的影響22
• 2.1.3 軸瓦過盈配合對連桿復(fù)圓度的影響22-23
• 2.1.4 裝配誤差對連桿復(fù)圓度的影響23-24
• 2.2 連桿復(fù)圓度不同表現(xiàn)形式24-27
• 2.3 連桿復(fù)圓度測量方法及評價指標(biāo)27-28
• 2.3.1 連桿復(fù)圓度不同測量方法27
• 2.3.2 連桿復(fù)圓度評價指標(biāo)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 連桿裝配載荷對大頭孔變形的影響29-59
• 3.1 連桿裝配載荷計算29-31
• 3.1.1 連桿螺栓預(yù)緊力29-30
• 3.1.2 連桿軸瓦過盈量30-31
• 3.2 連桿有限元仿真模型建立31-37
• 3.2.1 有限元仿真模型建立流程32-33
• 3.2.2 連桿幾何清理和網(wǎng)格劃分33-34
• 3.2.3 材料屬性34-35
• 3.2.4 接觸對的定義35-36
• 3.2.5 不同方案邊界條件確定36-37
• 3.2.5.1 位移邊界條件36
• 3.2.5.2 載荷邊界條件36-37
• 3.2.6 有限元模型坐標(biāo)系37
• 3.3 連桿螺栓預(yù)緊力對連桿大頭孔變形的影響37-41
• 3.4 連桿軸瓦過盈力對連桿大頭孔變形的影響41-45
• 3.5 螺栓預(yù)緊力與軸瓦過盈力共同作用下連桿大頭孔變形分析45-49
• 3.6 連桿大頭孔變形測試試驗49-52
• 3.6.1 試驗?zāi)康?/span>49
• 3.6.2 試驗儀器49-50
• 3.6.3 試驗測試流程及步驟50-52
• 3.7 試驗結(jié)果分析及對比52-58
• 3.7.1 連桿初次拆裝與再次拆裝后復(fù)圓度形式及對比52-56
• 3.7.2 不同螺栓預(yù)緊力下連桿復(fù)圓度試驗結(jié)果分析56-58
• 3.8 本章小結(jié)58-59
• 第四章 復(fù)圓度對連桿軸承彈性流體動力潤滑特性影響研究59-93
• 4.1 內(nèi)燃機(jī)滑動軸承彈流潤滑理論59-62
• 4.1.1 油膜厚度表示59-60
• 4.1.2 擴(kuò)展雷諾(Reynolds)方程60
• 4.1.3 模型求解60-62
• 4.2 AVL EXCITE PowerUnit軟件介紹62
• 4.3 多體動力學(xué)仿真模型的建立62-67
• 4.3.1 邊界條件的確定62-63
• 4.3.2 連桿有限元模型模態(tài)縮減63-65
• 4.3.3 活塞銷與曲柄銷模型建立65-66
• 4.3.4 AVL EXCITE PU模型的建立66-67
• 4.4 圓形變形復(fù)圓度對連桿軸承潤滑的影響67-71
• 4.5 橢圓變形復(fù)圓度對連桿軸承潤滑的影響71-83
• 4.5.1 橫向橢圓正變形72-75
• 4.5.2 縱向橢圓正變形75-78
• 4.5.3 橫向橢圓負(fù)變形78-80
• 4.5.4 縱向橢圓負(fù)變形80-83
• 4.6 水平錯位復(fù)圓度對軸承潤滑的影響83-92
• 4.6.1 上軸瓦正偏移-下軸瓦負(fù)偏移變形85-87
• 4.6.2 上軸瓦負(fù)偏移-下軸瓦正偏移變形87-92
• 4.7 本章小結(jié)92-93
• 第五章 結(jié)論與展望93-97
• 5.1 全文工作總結(jié)93-95
• 5.2 展望95-97
• 致謝97-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間參與項目及發(fā)表論文103-105
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間獲得獎勵105

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1 劉利平;孫軍;蔡曉霞;桂長林;;內(nèi)燃機(jī)工況對連桿軸承潤滑性能的影響[J];軸承;2010年05期

2 虞和ng;加工船用柴油機(jī)連桿軸承的環(huán)形自動線[J];組合機(jī)床通訊;1978年02期

3 В.П.Горбунов ,聞雁圣;連桿軸承潤滑條件的改善[J];國外拖拉機(jī);1982年08期

4 Л.Д.Котельников;樵瑾;;蘇聯(lián)內(nèi)燃機(jī)車用ЧН26/26型柴油機(jī)連桿軸承的改進(jìn)經(jīng)驗[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;1988年03期

5 呂慧瑛;連桿軸承的運(yùn)動分析及優(yōu)化設(shè)計[J];軸承;1990年03期

6 趙春暖;高比壓軸承的設(shè)計研究[J];車用發(fā)動機(jī);1991年01期

7 薛天經(jīng);應(yīng)用表面活性物質(zhì)降低連桿軸承動載荷[J];車用發(fā)動機(jī);1992年06期

8 張玲玲;任金成;張海峰;肖靜;;發(fā)動機(jī)連桿軸承異響故障分析研究[J];振動.測試與診斷;2014年02期

9 G.Wachtmeister;柳欣生;;高的升壓速度對發(fā)動機(jī)運(yùn)動件變形和連桿軸承負(fù)荷的影響[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;1991年07期

10 孔凡讓,賈繼德,李志遠(yuǎn),姜斯平;連桿軸承故障的診斷研究[J];中國機(jī)械工程;2003年06期

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1 吳定才;吳珂民;肖云魁;;發(fā)動機(jī)連桿軸承異響理論研究[A];2007年汽車學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 西鄉(xiāng)縣農(nóng)機(jī)管理站 王吉祥;柴油機(jī)發(fā)生異響故障的診斷[N];陜西科技報;2000年

2 楊陽;機(jī)車拆缸九注意[N];山西科技報;2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 高元;表面織構(gòu)對滑動軸承及內(nèi)燃機(jī)連桿軸承的潤滑影響研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 張超;連桿復(fù)圓度對連桿軸承彈性流體動力潤滑特性的影響研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 楊純輝;4G6發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)模擬研究[D];吉林大學(xué);2010年

4 楊濤;微造型對平行表面摩擦學(xué)性能影響及對發(fā)動機(jī)軸承改性研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 朱小平;發(fā)動機(jī)連桿靜動態(tài)強(qiáng)度CAE仿真分析[D];浙江大學(xué);2012年

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本文編號：1013354