基于試驗和模擬的連桿大頭軸承潤滑特性分析.pdf

1、曲柄銷-連桿大頭軸承是內(nèi)燃機主要摩擦副之一，起到連接曲軸與連桿，傳遞動力的作用。其位置重要，負(fù)荷繁重，結(jié)構(gòu)尺寸受到嚴(yán)格限制，工作條件比較惡劣，其潤滑狀態(tài)直接影響到摩擦副的可靠性和壽命。近年來，隨著內(nèi)燃機制造技術(shù)的迅速發(fā)展，內(nèi)燃機的強化指標(biāo)日益提高，特別是缸內(nèi)爆發(fā)壓力和柴油機轉(zhuǎn)速等不斷提高，勢必加劇了曲軸軸承上所受到的負(fù)荷，使其潤滑狀態(tài)變差。為了滿足內(nèi)燃機高速發(fā)展的要求，通過試驗和仿真的方法來設(shè)計曲柄銷-連桿大頭軸承，并進(jìn)一步考核其潤滑狀

2、態(tài)已是當(dāng)務(wù)之急。
　　由于在發(fā)動機中曲柄銷-連桿大頭軸承的潤滑參數(shù)難以測量，模擬計算的方法可以得到詳細(xì)的參數(shù)，但其準(zhǔn)確性需要驗證。本文先用摩擦副試驗臺對潤滑模型進(jìn)行標(biāo)定，然后用數(shù)值模擬的方法對潤滑規(guī)律進(jìn)行研究，利用正交試驗設(shè)計和極差分析的方法對某型柴油機的連桿大頭軸承進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)而形成一套研究摩擦副的方法。
　　首先搭建了摩擦副試驗臺，對原有的試驗條件進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了一套切實可行的操作流程，對某一機型的曲柄銷-連桿大頭軸

3、承進(jìn)行試驗，通過編程和小波去噪處理試驗數(shù)據(jù)并繪圖分析，形成針對這一試驗臺的試驗方法。并對試驗中出現(xiàn)的拉瓦事故進(jìn)行了分析，找到事故原因和處理方法。
　　對試驗臺進(jìn)行模擬分析，繪制摩擦副的試驗臺三維模型和有限元模型，在AVL_Excite_PowerUnit中進(jìn)行動力學(xué)分析，用試驗的數(shù)據(jù)對其進(jìn)行標(biāo)定，通過比對軸心軌跡和摩擦力矩確定使用EHD2潤滑模型。設(shè)計多工況，分析不同轉(zhuǎn)速和載荷下的潤滑性能，用模擬計算完成試驗臺沒有做到的工況，以便

4、綜合分析。
　　采用正交試驗的方法對某型柴油機的曲拐和連桿的原機模型進(jìn)行動力學(xué)仿真分析，影響因素包括爆發(fā)壓力、轉(zhuǎn)速、機油型號、機油溫度、機油壓力、軸瓦粗糙度、軸頸粗糙度、初始軸承間隙、軸頸油孔位置、油孔直徑等，考核了最大油膜壓力、最小油膜厚度、摩擦功，找到了影響潤滑性能主因素，并對主因素進(jìn)行重點分析，得到最優(yōu)方案。
　　通過本文的研究，得到摩擦副試驗臺設(shè)計試驗和處理數(shù)據(jù)方法，并用試驗與仿真相結(jié)合的方法標(biāo)定潤滑模型，正交分析的