内燃机曲轴轴承流体动力润滑研究

内燃机曲轴轴承是内燃机关键性运动部件，它的工作性能直接影响到内燃机的工作可靠性及整机寿命，对内燃机曲轴轴承进行润滑研究具有着重要的意义。本文以某车用四缸柴油机为研究对象，对其曲轴轴承进行了综合的流体动力润滑研究。 在滑动轴承流体动力润滑理论基础上，提出了内燃机曲轴轴承润滑的研究路线。并通过对内燃机曲柄连杆机构的动力学分析，求解了曲轴轴承载荷，其中对于主轴承载荷计算分别采用了简支梁法和连续梁法。以概述Hahn法、Holland法、Mobility法三种轴心轨迹计算方法为依托，在刚性、光滑表面的假设下，以有限长轴承模型采用Mobility法对曲轴轴承进行了轴心轨迹计算。 因弹性变形和表面粗糙度有着不可忽视的影响作用，所以论文充分考虑了轴承座、瓦背、减摩合金层的弹性变形及轴颈、轴瓦表面粗糙度因素的影响，采用有限差分法与有限元法相结合对轴承的油膜压力、油膜厚度、弹性变形、表面粗糙度进行了耦合分析。通过与不记弹性变形及仅考虑轴瓦(当作一种材料，不区分为瓦背和减摩合金层)弹性变形的分析结果比较，发现弹流润滑分析更符合实际工况，考虑的弹性变形因素越充分，弹性变形量越大，油膜厚度值越大，随之油膜压力越小。 同时，分别以油槽区域、相对间隙、润滑油、轴承宽度等参数对内燃机曲轴轴承弹流润滑性能影响因素进行了详细研究，结果表明上述参数对轴承润滑性能均具有显著的影响作用，充分考虑这些影响因素有助于轴承的优化设计。 研究结果表明，综合考虑轴承座、瓦背、减摩合金层弹性变形及轴颈、轴瓦表面粗糙度因素影响的弹流润滑研究更符合实际工况。在内燃机曲轴轴承润滑设计中，将弹性变形和表面粗糙度进行耦合分析，并综合考虑油槽、相对间隙、润滑油、轴承宽度等因素影响，有利于内燃机整机可靠性的提高。