温度对内燃机排气凸轮挺柱润滑的影响研究.PDFVIP

第 26 卷 　第 4 期 摩 擦 学 学 报 Vo l 26, 　No 4 2006 年 7月 TR IBOLO GY Ju ly, 2006 温度对内燃机排气凸轮 /挺柱润滑的影响研究 1 2 3 2 常秋英 , 杨沛然 , 陈全世 , 王 　静 ( 1. 北京交通大学 机械与电子工程学院 , 北京 　100044; 2. 青岛理工大学 机械系 , 山东 青岛　266033; 3. 清华大学 汽车安全与节能国家重点试验室 , 北京 　100084) 摘要 : 对内燃机排气凸轮 /挺柱摩擦副进行了瞬态热弹性流体润滑仿真和瞬态等温弹性流体动力润滑仿真 ,并比较了 2种仿真的结果. 结果表明 ,尽管 2种仿真得到摩擦副的接触压力 、润滑油膜厚度以及摩擦系数在凸轮 1个旋转周期 内的变化趋势非常相近 ,但其参数的大小却差别较大 ,尤其是油膜厚度在 2 种数学模型下的计算结果相差 5倍左右. 在对此类摩擦副进行润滑研究时 ,不能忽略温度因素的影响. 关键词 : 凸轮 ; 热弹性流体动力润滑 ; 温度 ; 内燃机 中图分类号 : TH 117. 2 文献标识码 : A 文章编号 : (2006) 04 036205 　　在过去相当长的一段时间里 ,对凸轮及其从动 副间的 R 、w 和 v 为变量 , 因此处于非稳态润滑区 件非稳态弹流润滑的数值计算都停留在等温准稳态 域. 凸轮上其它部分 ,即凸轮基圆部分与挺柱接触时 和等温非稳态的基础上 [ 1～3 ] . 这是由于在凸轮及其 排气门处于关闭状态 ,此时摩擦副处于稳态润滑区 , 从动件工作的 1个周期内存在两表面的反向运动 , 　　　 在进行温度分析时出现困难. 凸轮 /挺柱摩擦副的主 要失效形式 ,即点蚀 、胶合和磨损均与该运动副的热 润滑状态密切相关 ,而且对热弹流润滑状态的数值 仿真也是计算摩擦损失的基础 ,能够为凸轮 /挺柱副 的设计及使用提供理论依据 ,提高经济效益. 杨沛然等 [ 4 , 5 ] 通过在顺流和逆流节点上使用不 同的温度差分格式 ,克服了由两表面反向运动造成 温度分析上的困难并成功地解决了超大滑滚比热弹 流润滑问题. 本文将该技术用于凸轮 /挺柱副的热弹 流温度分析中. F ig 1　V ariation in lift and radiu s of cu rvature 1　运动学和动力学分析 versu s angle of cam 图 1　升程和综合曲率半径随旋转角变化的情况 对凸轮 /挺柱摩擦副进行瞬态弹流分析 ,需要知 道摩擦副在 1个周期内的接触表面综合 曲率半径 在这段接触区内 R 、w 和 v为定值. 因此图 1和图 2 R 、接触载荷 w 和卷吸速度 v. 图 1和图 2 是根据二 仅给出 0 °～180 °区间内 R 、w 和 v 的变化曲线. 同理 汽 6 105柴油机排气凸轮的升程 、凸轮半径 、凸轮转 在下面的弹流润滑分析中也仅给出 0 °～180 °之间 速和配气机构的质量等已知参数进行运动学和动力 的计算结果. 学分析得到的 R 、w 和 v. 计算结果表明 ,在凸轮的 1个