本文關(guān)鍵詞：U型連桿大頭軸承潤(rùn)滑性能研究

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【摘要】：內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排已經(jīng)成為了國(guó)家的戰(zhàn)略需求,為此不斷涌現(xiàn)出各種各樣的節(jié)能減排技術(shù)路線,如缸內(nèi)直噴、均質(zhì)燃燒等。其中,內(nèi)燃機(jī)軸承潤(rùn)滑作為影響其工作性能的重要因素,一直受到廣泛的研究。并且,隨著內(nèi)燃機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的不斷提升,對(duì)各部件工作可靠性的要求也越來越高。因此,研究曲軸軸承潤(rùn)滑狀況,對(duì)于增加其工作可靠性和耐久性以及整機(jī)節(jié)能減排都具有重要意義。本文以某一四缸柴油機(jī)為研究對(duì)象,計(jì)及軸承安裝變形和斜油道供油等影響因素,研究U型連桿軸承和軸頸對(duì)主軸承和連桿軸承潤(rùn)滑性能的影響,并考察多種因素對(duì)潤(rùn)滑性能的影響。首先回顧了流體潤(rùn)滑理論的發(fā)展現(xiàn)狀,從流體動(dòng)壓的發(fā)現(xiàn)到彈性流體理論的完善。給出求解軸承潤(rùn)滑所需要的含填充率的平均雷諾方程、油膜厚度方程、彈性變形方程等以及相應(yīng)的邊界條件,并對(duì)方程所包含的參數(shù)進(jìn)行闡述。分析軸承油膜的形成和求解,為曲軸軸承潤(rùn)滑分析奠定理論基礎(chǔ)。其次闡述了多體動(dòng)力學(xué)理論,給出柔性多體動(dòng)力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)控制方程�？紤]到結(jié)構(gòu)的線性和非線性,需要對(duì)其進(jìn)行體單元和連接單元的劃分,并且為了提高計(jì)算效率,需要運(yùn)用子結(jié)構(gòu)法對(duì)體單元進(jìn)行自由度縮減,得到相應(yīng)的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣。然后進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)和彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑耦合EHD計(jì)算,對(duì)四缸柴油機(jī)進(jìn)行仿真模型的搭建。采用柔性體和EHD軸承單元對(duì)U型連桿軸承和軸頸進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和流體潤(rùn)滑耦合仿真計(jì)算。考慮軸瓦安裝變形,軸頸不對(duì)中,軸瓦和軸頸的彈性變形、表面粗糙度和OSL (oil supply line,主軸頸油孔通過曲柄臂中的斜油道向連桿軸頸油孔供油)對(duì)潤(rùn)滑性能的影響。結(jié)果表明,U型連桿軸承和軸頸相比傳統(tǒng)的軸承和軸頸來說更具有潤(rùn)滑優(yōu)勢(shì),其連桿軸承峰值油膜壓力,峰值粗糙接觸壓力降低,最小油膜厚度增大,機(jī)油泄漏量增大,改善了熱負(fù)荷,從而達(dá)到了提升軸承潤(rùn)滑性能的目的。軸承潤(rùn)滑還受到轉(zhuǎn)速、載荷、供油壓力、油孔孔徑和位置、軸瓦結(jié)構(gòu)等因素的影響,為了優(yōu)化軸承潤(rùn)滑性能,本文在U型連桿軸承的基礎(chǔ)上,對(duì)比分析了不同的主軸承結(jié)構(gòu)、連桿軸頸油孔位置和潤(rùn)滑油型號(hào)對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響。對(duì)軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)提供技術(shù)指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：彈流潤(rùn)滑 多體動(dòng)力學(xué) U型連桿軸承和軸頸 OSL供油
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.1.1 軸承動(dòng)壓潤(rùn)滑理論研究概述12-14
• 1.1.2 考慮不同因素的軸承潤(rùn)滑計(jì)算研究概述14-16
• 1.1.3 U型連桿軸承和軸頸潤(rùn)滑計(jì)算研究概述16
• 1.2 本文的研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 軸承潤(rùn)滑耦合計(jì)算理論基礎(chǔ)18-33
• 2.1 彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)18-26
• 2.1.1 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑狀態(tài)18-19
• 2.1.2 平均雷諾方程19-21
• 2.1.3 油膜厚度方程21
• 2.1.4 軸承表面彈性變形計(jì)算方程21-22
• 2.1.5 微凸體粗糙接觸模型22-23
• 2.1.6 潤(rùn)滑油的粘壓特性和粘溫特性23-24
• 2.1.7 軸承的主要性能參數(shù)方程24-26
• 2.2 柔性多體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)26-32
• 2.2.1 柔性體質(zhì)點(diǎn)位移和速度表達(dá)方程26-27
• 2.2.2 牛頓動(dòng)量方程和歐拉角動(dòng)量方程27-29
• 2.2.3 有限元模態(tài)縮減29-30
• 2.2.4 柔性多體動(dòng)力學(xué)與彈流潤(rùn)滑耦合計(jì)算30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 動(dòng)力學(xué)建模及結(jié)果分析33-54
• 3.1 引言33
• 3.2 動(dòng)力學(xué)建模33-45
• 3.2.1 體單元模型搭建34-36
• 3.2.2 連接單元模型搭建36-38
• 3.2.3 考慮安裝變形的軸瓦型線提取38-40
• 3.2.4 U型連桿軸承和軸頸潤(rùn)滑模型的等效建模40-43
• 3.2.5 邊界條件的設(shè)置43-45
• 3.3 潤(rùn)滑性能結(jié)果對(duì)比分析45-53
• 3.3.1 軸頸油孔機(jī)油流量、壓力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律45-47
• 3.3.2 軸頸油孔壓力、流量對(duì)比分析47
• 3.3.3 峰值油膜壓力對(duì)比分析47-49
• 3.3.4 峰值粗糙接觸壓力對(duì)比分析49-50
• 3.3.5 最小油膜厚度對(duì)比分析50
• 3.3.6 摩擦功率損失和機(jī)油端泄漏量對(duì)比分析50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 不同因素對(duì)U型連桿軸承、軸頸潤(rùn)滑性能的影響分析54-62
• 4.1 潤(rùn)滑油型號(hào)對(duì)潤(rùn)滑性能的影響54-56
• 4.2 連桿軸頸油孔位置變化對(duì)潤(rùn)滑性能的影響56-58
• 4.3 軸瓦定位唇對(duì)潤(rùn)滑性能的影響58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文69-70
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表70

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