表面织构对滑动轴承及内燃机连杆轴承的润滑影响研究

发布时间：2017-03-20 01:07

  本文关键词：表面织构对滑动轴承及内燃机连杆轴承的润滑影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：表面织构技术作为一种重要的改进润滑、减小摩擦的手段受到研究者的持续关注。滑动轴承是其典型的潜在应用对象。目前关于滑动轴承织构润滑的研究多数集中在稳态模型的研究,基于实际工况环境的动态润滑特性研究相对缺乏。本文首先针对一般径向滑动轴承建立有限长线接触润滑分析模型,进而考虑内燃机工况建立内燃机连杆轴承润滑分析模型,分析轴瓦表面织构对轴承润滑油膜厚度及压力分布、偏心率等特征参数的影响,初步探索了表面织构对连杆轴承润滑性能的影响。论文的主要工作和结论如下:建立了有限长滑动轴承润滑计算模型,考虑了表面弹性变形。研究了不同织构形状、分布形式、截面和深度等对稳态滑动轴承润滑性能的影响。结果表明:轴瓦表面分布部分织构的润滑效果优于完全分布织构;织构的深度、形状、分布等对润滑性能有明显影响;不同工况条件下织构改善润滑性能的效果不同,低载荷高转速时效果较为明显。分析了内燃机活塞往复工作条件下连杆轴承的运动及受力;将计算得到的不同时刻的轴承转速和承载作为轴承润滑分析的入口条件,分析了不同时刻、不同转速下连杆轴承的润滑性能。结果表明:连杆小端轴承工况条件比大端轴承更为苛刻;随着转速的增大,轴承载荷的来源从气缸压力主导逐渐变为由惯性力主导;连杆大端轴承在低转速下容易发生直接接触,在速度增加过程中润滑条件得到一定改善。研究了微织构对内燃机连杆轴承润滑性能的影响。结果表明:连杆小端轴承在气缸做功过程中始终发生接触,在所研究工况条件下织构并不能改善润滑效果;高速下连杆大端轴承油膜厚度逐渐增大,使得大端轴承恢复流体润滑状态,在表面织构作用下改善润滑效果逐渐明显。
【关键词】：表面织构 滑动轴承 内燃机 连杆轴承 润滑性能
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3;TH117.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景和意义11-12
• 1.2 表面织构技术的发展状况与趋势12-16
• 1.2.1 表面织构技术的点线接触研究现状12-14
• 1.2.2 表面织构技术在机械密封中的应用研究现状14
• 1.2.3 表面织构技术在内燃机系统中的应用研究现状14-16
• 1.3 论文的研究内容16-17
• 第2章 稳态条件下的有限长滑动轴承润滑模型17-30
• 2.1 数学模型17-20
• 2.1.1 坐标系17-18
• 2.1.2 控制方程18-19
• 2.1.3 膜厚方程19
• 2.1.4 润滑油黏度、密度与压力、温度的关系19-20
• 2.2 表面织构模型20-24
• 2.2.1 表面织构描述方法20-21
• 2.2.2 矩形凹槽织构模型21-23
• 2.2.3 圆形凹坑阵列织构模型23-24
• 2.3 数值计算方法与差分格式24-26
• 2.3.1 基本方程无量纲化24-25
• 2.3.2 雷诺方程差分格式25-26
• 2.4 计算流程26-28
• 2.5 计算结果与分析28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 表面织构的润滑影响30-40
• 3.1 不同形状多列凹坑织构影响30-31
• 3.2 矩形凹坑织构影响31-33
• 3.3 矩形凹槽织构影响33-37
• 3.3.1 宽度33-34
• 3.3.2 深度34-35
• 3.3.3 截面形状35-37
• 3.4 不同载荷及转速下的润滑效果37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 内燃机连杆轴承润滑模型40-58
• 4.1 连杆轴承受力及速度分析41-45
• 4.1.1 速度、加速度41-42
• 4.1.2 连杆小头轴承载荷42-44
• 4.1.3 连杆大头轴承载荷44-45
• 4.2 非稳态条件下滑动轴承润滑计算方法45-47
• 4.2.1 数学模型45-46
• 4.2.2 数值方法46-47
• 4.2.3 计算流程47
• 4.3 连杆轴承润滑结果47-57
• 4.3.1 连杆小端轴承48-53
• 4.3.2 连杆大端轴承53-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 织构化连杆轴承润滑分析58-69
• 5.1 织构化轴承的润滑计算方法58
• 5.2 内燃机连杆小端轴承表面织构影响58-61
• 5.3 内燃机连杆大端轴承表面织构影响61-68
• 5.3.1 球形凹坑61-63
• 5.3.2 矩形凹槽63-68
• 5.4 本章小结68-69
• 结论与展望69-71
• 结论69-70
• 展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单75-76
• 致谢76

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