本文關(guān)鍵詞：基于試驗(yàn)和模擬的連桿大頭軸承潤滑特性分析

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【摘要】：曲柄銷-連桿大頭軸承是內(nèi)燃機(jī)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(jī)制造技術(shù)的迅速發(fā)展,內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)日益提高,特別是缸內(nèi)爆發(fā)壓力和柴油機(jī)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(jī)高速發(fā)展的要求,通過試驗(yàn)和仿真的方法來設(shè)計(jì)曲柄銷-連桿大頭軸承,并進(jìn)一步考核其潤滑狀態(tài)已是當(dāng)務(wù)之急。 由于在發(fā)動機(jī)中曲柄銷-連桿大頭軸承的潤滑參數(shù)難以測量,模擬計(jì)算的方法可以得到詳細(xì)的參數(shù),但其準(zhǔn)確性需要驗(yàn)證。本文先用摩擦副試驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)和極差分析的方法對某型柴油機(jī)的連桿大頭軸承進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),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(yàn)臺,對原有的試驗(yàn)條件進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了一套切實(shí)可行的操作流程,對某一機(jī)型的曲柄銷-連桿大頭軸承進(jìn)行試驗(yàn),通過編程和小波去噪處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪圖分析,形成針對這一試驗(yàn)臺的試驗(yàn)方法。并對試驗(yàn)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(yàn)臺進(jìn)行模擬分析,繪制摩擦副的試驗(yàn)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(yàn)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(jì)多工況,分析不同轉(zhuǎn)速和載荷下的潤滑性能,用模擬計(jì)算完成試驗(yàn)臺沒有做到的工況,以便綜合分析。 采用正交試驗(yàn)的方法對某型柴油機(jī)的曲拐和連桿的原機(jī)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(jī)油型號、機(jī)油溫度、機(jī)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(diǎn)分析,得到最優(yōu)方案。 通過本文的研究,得到摩擦副試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)試驗(yàn)和處理數(shù)據(jù)方法,并用試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法標(biāo)定潤滑模型,正交分析的方法對連桿大頭軸承進(jìn)行模擬計(jì)算分析,得到摩擦副優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的最佳方法。通過分析各種因素對軸承潤滑性能的影響,得到有益的結(jié)論,為新型發(fā)動機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)提供了重要參考。
【關(guān)鍵詞】：曲柄銷-連桿大頭軸承 彈性液動潤滑 摩擦副試驗(yàn)臺 模擬計(jì)算 正交分析
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK403;TH117.2
【目錄】：

• 目錄4-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況12-15
• 1.2.1 潤滑理論的發(fā)展12-13
• 1.2.2 軸承試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.2.3 軸承潤滑的研究成果14-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第二章 軸承試驗(yàn)臺17-35
• 2.1 結(jié)構(gòu)與操作17-25
• 2.1.1 試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)17-22
• 2.1.2 操作規(guī)程22-25
• 2.2 摩擦副試驗(yàn)25-30
• 2.2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備25-26
• 2.2.2 試驗(yàn)過程26
• 2.2.3 數(shù)據(jù)分析26-30
• 2.3 拉瓦故障30-33
• 2.3.1 幾種常見的拉瓦事故30-31
• 2.3.2 一次嚴(yán)重的拉瓦事故31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 計(jì)算模型驗(yàn)證35-51
• 3.1 構(gòu)建模型35-40
• 3.1.1 三維建模35-36
• 3.1.2 有限元建模36-37
• 3.1.3 動力學(xué)模型建模37-39
• 3.1.4 邊界條件設(shè)置39-40
• 3.2 潤滑模型40-43
• 3.2.1 潤滑模型的選擇40-41
• 3.2.2 潤滑結(jié)果比對41-43
• 3.3 潤滑結(jié)果分析43-48
• 3.3.1 軸承力44
• 3.3.2 摩擦力矩44-45
• 3.3.3 最小油膜厚度45-46
• 3.3.4 油膜壓力46
• 3.3.5 粗糙接觸壓力46-47
• 3.3.6 摩擦功率損失47-48
• 3.3.7 軸心軌跡48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第四章 連桿大頭軸承潤滑影響因素研究51-67
• 4.1 仿真模型51-52
• 4.1.1 連桿大頭軸承基本參數(shù)51-52
• 4.2 仿真流程52-56
• 4.2.1 制圖52-53
• 4.2.2 有限元建模53-54
• 4.2.3 動力學(xué)模型建模54-55
• 4.2.4 邊界條件設(shè)置55-56
• 4.3 正交試驗(yàn)56-64
• 4.3.1 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)56-57
• 4.3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果57-58
• 4.3.3 最大油膜壓力結(jié)果分析58-60
• 4.3.4 最小油膜厚度結(jié)果分析60-62
• 4.3.5 摩擦損失功率結(jié)果分析62-64
• 4.4 正交分析得到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案64-66
• 4.4.1 極差分析64
• 4.4.2 優(yōu)化方案64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-71
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 不足及展望68-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文76-77
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：896264