在柴油機強化設計過程中,曲軸的不平衡慣性力會引起軸頸傾斜加劇,因此研究平衡率對曲軸振動和主軸承、連桿軸承潤滑特性的影響尤為必要�；诤瑱C油填充率的平均Reynolds方程、Greenwood-Tripp粗糙接觸和平衡率計算理論,計入表面粗糙度和彈性變形等因素的影響,以12V150柴油機為例分析不同平衡率對曲軸潤滑與振動特性的影響。結果表明:在一個工作循環(huán)內(nèi),隨著平衡率的增加,主軸承和連桿軸承的最小油膜厚度在大部分時間內(nèi)均有所增加,最大油膜壓力和摩擦損失功在大部分時間內(nèi)均有所減小,而主軸頸和連桿軸頸水平彎曲振動和自由端扭轉振動在大部分時間內(nèi)整體減小;在高功率密度柴油機曲軸軸承潤滑設計及振動控制中,應綜合考慮曲軸平衡率的影響。

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【部分圖文】：

圖1 軸頸軸承示意

式中:ε為軸承偏心率;φ為軸承軸頸中心連線O1O2與X軸的方向角;θ為Z軸起膜厚位置角坐標,軸頸與軸承位置圖如圖1所示。由于曲軸軸頸表面的硬度明顯高于軸瓦,因此只考慮油膜壓力引起軸瓦表面彈性變形的影響。通過變形矩陣法求解油膜壓力引起的軸瓦表面各點的彈性變形。

圖2 12V150曲軸示意

采用12平衡重的12V150型柴油機曲軸進行分析,其布置方式如圖2所示。柴油機在工作時主要受氣缸壓力、旋轉和往復慣性力的作用,每個曲拐的旋轉慣性力表示為

圖3 曲軸軸向矢量圖

V型12缸柴油機曲軸的軸向矢量圖如圖3所示,一階和二階軸向視圖可以看出曲軸系統(tǒng)在爆發(fā)壓力的作用下產(chǎn)生的往復慣性力和旋轉慣性力能夠?qū)崿F(xiàn)自身平衡。曲軸在爆發(fā)壓力作用下會產(chǎn)生變形,其曲軸平衡重的目的在于使曲軸運轉平穩(wěn)和減少振動,因此文中主要是考慮曲軸平衡率對軸承潤滑和振動特性的影響。2....

圖4 計算流程

考慮曲軸-軸承系統(tǒng)運動方程的高度非線性,利用時域隱式直接積分的Newmark法求解軸頸的載荷平衡方程。由于粗糙接觸、彈性變形與油膜壓力和油膜厚度之間相互影響,求解時使用可變步長的牛頓迭代法,直至滿足軸頸、軸瓦及油膜之間的平衡關系,數(shù)值計算流程圖如圖4所示。3計算結果與分析

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