北方通用動力集團(tuán)有限公司羅雪瑩高峰張彥崗閆金香曹海軍

柴油機(jī)連桿襯套潤滑計(jì)算分析

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通過對某型號柴油機(jī)連桿襯套進(jìn)行研究計(jì)算，建立了適用于連桿襯套動壓潤滑的Reynolds方程。采用有限差分法求解分析連桿襯套的潤滑性能。結(jié)果表明：油膜壓力的大小直接影響了連桿襯套軸承的承載能力，偏心率對油膜壓力的影響不容忽視。

柴油機(jī)；連桿襯套；動壓潤滑；偏心率

1 引言

連桿襯套作為柴油機(jī)的重要組成部分，在柴油機(jī)工作時(shí)受到較高的作用力、較高的溫度以及很大的摩擦作用，而良好的潤滑可以改善連桿襯套的工作狀況，因此，對其潤滑性能進(jìn)行研究具有重要的意義。

2 計(jì)算分析的數(shù)學(xué)模

計(jì)算分析時(shí)，通過求解Reynolds方程可以得到潤滑油膜的壓力分布，由于該方程為含有多個(gè)未知表達(dá)式的偏微分方程，一般情況不能通過解析法對其進(jìn)行求解，只能采用數(shù)值方法對偏微分方程進(jìn)行求解。

2.1 連桿襯套動壓潤滑的Reynolds方程

剛性連桿襯套的油膜壓強(qiáng)所滿足的Reynolds方程是：

2.2 模型的求解

對Reynolds方程進(jìn)行數(shù)值求解時(shí)，通過不斷迭代來求得潤滑油膜的壓力分布。根據(jù)連桿襯套流體動壓潤滑理論以及對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動進(jìn)行分析，建立連桿襯套的潤滑分析模型。通過編制相關(guān)的程序，利用專業(yè)計(jì)算仿真軟件來求解計(jì)算。

3 潤滑結(jié)果的分析

3.1 不同偏心率時(shí)無量綱油膜壓力分布

由計(jì)算結(jié)果圖分析可知，在圓周方向上，并不是在全部油膜覆蓋區(qū)域內(nèi)都存在有壓力，潤滑油膜的壓力達(dá)到最大值時(shí)，角度在180度左右，在軸向上，呈拋物線分布；連桿襯套偏心率對潤滑油膜壓力的分布也有一定影響，在其他參數(shù)不發(fā)生改變的條件下，當(dāng)偏心率不斷變大時(shí)，最大油膜壓力將變大。

圖1 偏心率為0.7時(shí)的無量綱油膜壓力分布圖

圖2 偏心率為0.9時(shí)的無量綱油膜壓力分布圖

圖3 不同偏心率下沿軸向的無量綱油膜壓力分布

4 結(jié)論

偏心率對油膜壓力的大小有一定影響，在活塞做功行程上止點(diǎn)后的某個(gè)角度時(shí)偏心率最大，此時(shí)連桿襯套與活塞銷最容易直接接觸，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)分析時(shí)這個(gè)位置需要特別注意。

[1]劉寬偉.考慮混合潤滑的連桿小頭襯套松動研究[D].北京理工大學(xué),2015.

[2]傅成昌,傅曉燕.柴油機(jī)構(gòu)造與使用[M].北京：石油工業(yè)出版社,2012.

[3]原霞,王鐵,樊文欣等.基于Simufact的連桿襯套旋壓工藝參數(shù)的模擬研究[J].熱加工工藝,2013(01)：63～66.

[4]許勝利.柴油機(jī)連桿襯套潤滑特性分析[D].中北大學(xué),2013.

[5]張保成,蘇鐵熊,張林仙.內(nèi)燃機(jī)動力學(xué)[M].北京：國防工業(yè)社,2009.

羅雪瑩，女，1992年出生，山西忻州人，本科，助理工程師，研究方向：柴油機(jī)制造工藝技術(shù)。