基于彈流潤滑的曲軸及軸承耦合優(yōu)化研究.pdf

1、在節(jié)能減排形勢的推動下,現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化程度正不斷提高,為了適應(yīng)高速、高動力性以及復(fù)雜多變的工作條件,在新品開發(fā)中,對內(nèi)燃機(jī)提出了更高的可靠性要求。
　　內(nèi)燃機(jī)曲軸是承受交變載荷、負(fù)責(zé)動力輸出的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件。曲軸及其軸承的設(shè)計合理性,影響著整機(jī)的摩擦損失和使用壽命。高效、規(guī)范化的整機(jī)正向開發(fā),要求以曲軸、軸承為整體進(jìn)行優(yōu)化,使之在動態(tài)強(qiáng)度和潤滑等方面均獲得優(yōu)良的綜合性能。
　　在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)開發(fā)設(shè)計中,一是,常以經(jīng)驗設(shè)計

2、為主,計算時對實際模型過分簡化,會因考慮實際因素的不全面造成零件失效,已不能滿足整機(jī)正向開發(fā)中高效、規(guī)范、現(xiàn)代化的需求;二是,常采取保守的結(jié)構(gòu)方案,不利于輕量化設(shè)計和經(jīng)濟(jì)性提高;三是,將曲軸、軸承的設(shè)計分別進(jìn)行,單獨(dú)以潤滑性能或單獨(dú)以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為優(yōu)化目標(biāo),缺乏對曲軸軸承系統(tǒng)在動力學(xué)、摩擦學(xué)及彈性力學(xué)上的綜合考慮,增加了產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險。
　　本文針對一款2.7L的商用車柴油機(jī)正向開發(fā)中的需求,為了使曲軸及其軸承具備良好的可靠性和潤滑性能

3、,應(yīng)用有限元建模、模態(tài)縮減技術(shù),在AVL Power_unit中建立發(fā)動機(jī)的虛擬樣機(jī),結(jié)合柔性多體動力學(xué)和彈性流體動力潤滑理論,對曲軸軸承系統(tǒng)進(jìn)行潤滑計算和影響因素研究,獲得軸承的最小油膜厚度、油膜壓力大小及分布、摩擦損失等結(jié)果,分析了軸承半徑間隙、供油孔開設(shè)位置、供油槽寬度、曲軸離心力矩平衡率等因素對潤滑特性的影響。同時,基于動力學(xué)計算的載荷進(jìn)行了曲軸疲勞強(qiáng)度的分析。結(jié)果表明,初始設(shè)計的連桿大頭軸承潤滑特性滿足指標(biāo)要求,主軸承潤滑情況