考虑混合润滑的连杆小头衬套松动仿真研究

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1、考虑混合润滑的连杆小头衬套松动仿真研究刘宽伟2015年1月中图分类号：TK402UDC分类号：621.4考虑混合润滑的连杆小头衬套松动仿真研究作者姓名刘宽伟学院名称机械与车辆学院指导教师左正兴教授答辩委员会主席魏春源教授申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月SimulationResearchontheLooseningofConnectingRodSmallEndBushConsideringMixedLubricationCandidateName：KuanweiL

2、iuSchoolorDepartment：SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor：Prof.ZhengxingZuoChair，ThesisCommittee：Prof.ChunyuanWeiDegreeApplied：MasterofEngineeringMajor：PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby：BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefense：Jan.2015研究

3、成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要连杆小头衬套是柴油机的重要零部件之一。随着柴油机的强化程度不断提高，活塞销轴承的润滑状况更趋恶劣，使得小头衬套更容易产生旋转、松动甚至严重

4、烧蚀等状况。因此，深入开展小头衬套的松动仿真研究对提高活塞销轴承的可靠性具有重要意义。本文针对某高强化柴油机的小头衬套松动问题，建立了活塞连杆组的柔性多体动力学模型和小头衬套的热弹塑性有限元模型，由此分析了全浮式活塞销的润滑特性和小头衬套的松动机理，继而探究了小头衬套松动的抑制技术。主要内容如下：1）基于柔性多体动力学理论、弹流润滑理论、平均流量模型和微凸峰接触理论建立了直列单缸柴油机活塞连杆组的柔性多体动力学模型，模型充分考虑了活塞销、小头衬套、活塞销孔的表面粗糙度和弹性变形，由此详细分析了活塞销的转动特性和平动特性以及活

5、塞销轴承的混合润滑特性。2）基于衬套内表面的压力载荷分布和活塞销轴承的热载荷分布，建立了小头衬套的热弹塑性有限元模型，详细分析了衬套在三个危险工况下的松动情况并研究了活塞销轴承的总热载荷和衬套与小头孔间的过盈量对衬套松动的影响规律，由此阐述了小头衬套的松动机理。3）基于活塞连杆组的柔性多体动力学模型，深入分析了全浮式活塞销连接副的工作参数（连杆轴颈的最大倾斜度、柴油机缸内爆发压力、柴油机转速、断油产生的干摩擦）和结构参数（衬套型线、表面粗糙度、轴承间隙）对活塞销轴承摩擦损失功率的影响规律，由此给出了小头衬套松动的抑制技术。关

6、键词：全浮式活塞销，混合润滑，连杆小头衬套，热弹塑性，松动北京理工大学硕士学位论文AbstractConnectingrodsmallendbushisoneoftheimportantpartsofthedieselengine.Withthecontinuousstrengtheningofthedieselengine,thelubricatingconditionofpistonpinbearingbecomesmoresevere,whichmayresultinunexpectedlyrotation,loose

7、orevenseriousablation.Therefore,researchingonthelooseofsmallendbushissignificanttoimprovethereliabilityofthepistonpinbearing.Inordertosolvetheproblemofsmallendbushlooseninginthehighly-intensifieddieselengine,theflexiblemulti-bodydynamicsmodelofpiston-connectingrods

8、ystemandthethermalelastic-plasticfiniteelementmodelofsmallendbushwereestablished,andthusthelubricationcharacteristicsofthefloatingpistonpinandloo