内燃机主轴承热弹性流体动力润滑研究.pdf

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1、第31卷第5期内燃机工程V01．31No．52010年10月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringOctober．2010文章编号：1000--0925(2010)05一0063一06内燃机主轴承热弹性流体动力润滑研究310101王刚志h2，郝延明1，马维忍2，李兆文2(1．天津科技大学理学院，天津300222；2．天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)Thermo-ElastohydrodynamicLubricationResear

2、chofMainBearingsinICEnginesWANGGang-zhil”，HAOYan—min91，MAWei—ren2，LIZhao-wen2(1．CollegeofScience，TianjinUniversityofScience&Technology，Tianjin300222，China；2．StateKeyLaboratoryofEngines，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Themathematicalandf

3、initeelementmodelswereestablishedtoconductthermo-elasto-hydrodynamiclubricationcalculationforfivemainbearingsofafour—cylinderdieselengine．Lubricationpa—rametersofeverybearingi．e．max．oilfilmpressure，rain．oilfilmthickness，max．oilfilmtemperature，friction

4、powerlossandorbitalpathinanengineworkingcyclewerecalculated．Itisfoundthatofthefivemainbearings，theNo．3mainbearingissubjectedtothemax．cycleaverageload，therain．averageoilfilmthickness，themax．oilfilmtemperature，max．averagefrictionpowerloss，thoughitspeakl

5、oadisminimalandoilfilmpressureismaximal．TheNo．3mainbearingshouldbesubmittedtooptimizationdesigntoim—proveitspoorlubricationcondition．0概述摘要：建立了内燃机主轴承热弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型。依此模型，对某4缸柴油机的5个主轴承进行了计算，分别算出其在一个工作周期内的最大油膜压力、最小油膜厚度、最高油膜温度、摩擦功耗和轴心轨迹。计算结果表明：3号主轴

6、承所受到的载荷峰值最小，一个工作周期内的平均载荷最大，平均油膜厚度最小，油膜温度最高，平均油膜压力和摩擦功耗最大。3号主轴承的润滑状况不佳，应对其进行优化设计。关键词：内燃机；主轴承；热弹性流体动力润滑；数值模拟Keywords：ICengine；mainbearing；thermo—elastohydrodynamiclubrication；numericalsimulation中图分类号：TK424．11文献标识码：A内燃机主轴承对曲轴起支撑和润滑作用，是内燃机的主要摩擦副，其工作状况对整机的

7、稳定性和经济性起至关重要的作用。现代内燃机性能不断强化，要求不断提高升功率，减小比功率质量，减小振动和噪声，降低摩擦损失，降低废气的排放等‘¨。内燃机性能强化的结果使气缸最高燃烧压力不断提高，活塞运动速度越来越快，主轴承要承受更大的冲击性载荷，这对主轴承的设计提出了更高的要求。对内燃机主轴承进行流体动力润滑分析时，传统上采用简化分析模型，即认为轴承和轴颈均为刚性体，表面光滑，润滑油各处温度相等，黏度均匀等[2]。随着润滑理论的发展和计算技术的进步，现收稿日期：2009-02-23基金项目：天津市高

8、等学校科技发展基金计划项目(20080412)；天津科技大学引进人才科研启动基金项目(20080408)作者简介：王刚志(1965一)，男，副教授，博士，主要研究方向为内燃机润滑设计殛振动和噪声控制，E‘mail：Wj—yah@tust．edu．c11。·64·内燃机工程2010年第5期代内燃机主轴承润滑设计中逐步将原来忽略的影响因素考虑进来，如采用连续梁法代替简支梁法计算主轴承载荷，将供油特性、表面形貌特性、热效应和弹性变形效应等影响因素逐步纳入主轴承的润滑设计。文献[-33提出