柴油機軸系主要摩擦副潤滑機理研究及主軸承潤滑對噪聲的影響分析.pdf

1、“能源”與“環(huán)境”是21世紀車用發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的兩大研究主題,發(fā)動機的節(jié)能減排已經(jīng)成為社會普遍關(guān)注的挑戰(zhàn)性問題之一。世界工業(yè)部門的1/3~1/2能源是以摩擦形式被消耗,磨損失效方式占機械零件失效的60％~80%,造成巨大的直接和間接經(jīng)濟損失。本文通過基礎(chǔ)理論研究、試驗分析、數(shù)值算法、仿真計算、優(yōu)化分析等手段,系統(tǒng)的分析了軸系中主要摩擦副的潤滑機理和動力學(xué),全文的主要研究內(nèi)容如下:
　　運用正交試驗和遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法

2、,開展以降低摩擦功耗為目標(biāo)的活塞環(huán)優(yōu)化設(shè)計;在傳統(tǒng)潤滑模型的基礎(chǔ)上,運用控制體積的質(zhì)量守恒原理建立宏觀空穴模型和微凸體空穴模型,分析油膜破裂區(qū)域、油膜壓力分布、摩擦性能隨轉(zhuǎn)角變化規(guī)律;結(jié)合SVR磨損試驗機,研究不同邊界條件對摩擦系數(shù)的影響,總結(jié)了磨損較大的原因。
　　采用有限元法求解活塞裙部潤滑控制方程,分析各個參數(shù)對動力學(xué)、摩擦功耗的影響;在潤滑模型的基礎(chǔ)上,采用正交試驗結(jié)合回歸算法,評價了各參數(shù)對摩擦功耗的影響權(quán)重,并開展了線

3、性與非線性回歸對比;將活塞環(huán)載荷和活塞熱變形考慮于活塞裙部潤滑研究中,使模型更為貼近實際,分析了活塞環(huán)載荷和活塞熱變形對活塞裙部潤滑影響。
　　以多階梯軸為研究對象,將簡單彈性力學(xué)理論與摩擦學(xué)理論耦合,建立熱流體動壓潤滑模型,分析撓度不對中引起的角度對油膜壓力分布和機油溫度場分布的影響;運用控制體積的質(zhì)量守恒原理建立滑動軸承潤滑空穴模型,對比分析了傳統(tǒng)模型、宏觀空穴模型和微凸體空穴模型的油膜壓力分布和密度分布,該項研究為后續(xù)連桿軸

4、承和主軸承的潤滑研究奠定基礎(chǔ)。
　　建立曲柄-連桿彈性流體動態(tài)液壓潤滑模型,結(jié)合雙正交試驗設(shè)計,分析影響摩擦平均有效壓力、最大油膜壓力和最小油膜厚度的參數(shù)的權(quán)重;根據(jù)正交試驗結(jié)果,結(jié)合線性回歸和逐步回歸對摩擦平均有效壓力、最大油膜壓力和最小油膜厚度進行預(yù)測和響應(yīng)面分析;采用支持向量機對干摩擦進行識別,這對柴油機曲柄-連桿避免干摩擦和減少摩擦功耗具有積極意義。
　　對比分析三種曲軸-主軸承模型下的曲軸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角,結(jié)果表明采用

5、準(zhǔn)確的計算模型對曲軸應(yīng)力預(yù)測和疲勞分析是非常重要;基于彈性流體動壓潤滑模型開展了各潤滑參數(shù)對主軸承潤滑特性影響的機理研究;采用正交試驗和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合主軸承干摩擦進行識別和摩擦功耗進行優(yōu)化。
　　基于模態(tài)縮減理論建立曲軸-機體動力學(xué)模型,研究曲軸-機體在不同耦合模型下柴油機結(jié)構(gòu)振動和噪聲,結(jié)果表明該3種耦合算法預(yù)測的振動差異不大,噪聲分布有一定差異,并總結(jié)了引起噪聲差異的主要原因;建立剛性曲軸和柔性曲軸下整機動力學(xué)模型,結(jié)果表明剛