计入表面粗糙度的内燃机主轴承混合润滑仿真分析.docVIP

 计入表面粗糙度的内燃机主轴承混合润滑 仿真分析# 何涛，卢熙群，郭宜斌，李玩幽** 5 10 15 20 25 30 35 （哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001） 摘要：利用计入润滑表面粗糙度的平均 Reynolds 方程分析了内燃机主轴承的润滑特性。仿 真结果表明主轴承与主轴颈间的润滑特性受表面粗糙度影响明显；计入表面粗糙度后，轴心 轨迹变化较大，最小油膜厚度增加，端部泄流量和最大油膜压力在一个工作循环内的大部分 时间里变化不明显；在一定范围内，增大表面粗糙度，有利于润滑表面间形成油膜，但由于 微凸体接触力也增大，油膜厚度与粗糙度的比值减小，使得润滑性能并没有得到改善。 关键词：主轴承；表面粗糙；混合润滑 Mixed Lubrication Analysis of Main Bearings Considering the Surface Roughness HE Tao, LU Xiqun, GUO Yibin, LI Wanyou (School of Power and Energy Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001) Abstract: The average Reynolds equation considering the surface roughness can accurately be used to analysis the mixed lubrication of main bearings. The results of analysis indicate that the surface roughness has great effect on the lubrication properties of main bearings. When surface roughness of bearings is considered, the bearings orbits change greatly, the least film thickness increases obviously, and the end flow-rate and highest film pressure change little in the most time. Increased surface roughness within certain range, film thickness and asperity contact pressure increase, the ratio of film thickness and roughness decrease, and the lubrication of main bearings become worse. Keywords: main bearings; surface roughness; mixed lubrication 0 引言 简要回顾研究工作的背景和研究目的，随着内燃机的不断强化，主轴承作为内燃机的主 要部件之一，其工作条件越来越苛刻。进一步研究主轴承的润滑特性，对改进轴承的设计方 法，精确预测轴承性能有着重要的意义。 早期 GARNIER 考虑机体等的弹性变形研究了主轴承特性[1]，LAHMAR 分析了轴颈倾 斜的主轴承润滑性能[2,3]，孙军等分析了考虑曲轴受载变形引起轴承倾斜的曲轴轴承润滑特 性[4]，但这些研究多是假设主轴承润滑表面光滑。而对于实际的轴承工作过程中，主轴承与 轴颈之间的油膜厚度很小，已经达到了表面粗糙度量级，产生微凸体接触。因而在分析中考 虑主轴承润滑表面的粗糙度，对于准确预测轴承的磨损和改善润滑是很必要的。 文中基于平均 Reynolds 方程，计入润滑表面的粗糙度，分析了某型六缸柴油机主轴承 润滑特性。 基金项目：高等学校博士学科点专项科研项目（200802170023） 作者简介：何涛，男，（1987-），博士研究生，主要研究方向为内燃机原理,设计和振动控制低噪声设备设 计。 通信联系人：李玩幽，（1972-），男，江西泰和人，哈尔滨工程大学动力与能源工程学院教授，轮机工程 国家重点学科振动与噪声控制方向负责人，主要从事动力装置振动与噪声控制技术、动力装置故障诊断技 术研究。 E-mail: hrbeu_ripet_lwy@163.com -1-  1 主轴承的受力模型 取主轴承和主轴颈的某一截面为研究对象，在轴颈上受力如图 1 所示。如果忽略油膜惯 40 性的影响，轴承轴颈中心运动服从牛顿第二定律，则： →???→???→ F?? WA?? Fd?? m j dv dt