上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司淺析 建立了內(nèi)燃機(jī)主軸承熱彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑模型,對(duì)3種不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油品的潤(rùn)滑性能進(jìn)行了計(jì)算研究。使用3種潤(rùn)滑油,在低速和小負(fù)荷工況下,主軸承處于流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài),潤(rùn)滑性能良好;在中等轉(zhuǎn)速中等負(fù)荷工況下,油膜厚度減小,油膜溫度上升,摩擦功耗增加,但軸承仍能維持流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài);在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下,使用潤(rùn)滑油時(shí),主軸承處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài),表明該潤(rùn)滑油不適合在模型機(jī)上使用。
現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)性能的強(qiáng)化促使氣缸爆發(fā)壓力不斷增加,活塞運(yùn)動(dòng)速度越來越快,迫使主軸承要承受更大的沖擊性載荷,這對(duì)主軸承和潤(rùn)滑油的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

上海昌吉SYD-1884A-1石油產(chǎn)品低溫密度試驗(yàn)器

主要技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)
潤(rùn)滑油在內(nèi)燃機(jī)中的作用是:潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件,在主軸承等滑動(dòng)軸承中形成良好的潤(rùn)滑油膜,并將摩擦產(chǎn)生的熱量帶走。潤(rùn)滑油性能不良或使用不當(dāng)都有可能加劇活塞環(huán)、連桿軸承、主軸承等的磨損,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
主軸承的潤(rùn)滑性能關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性和使用壽命。通過試驗(yàn)可以檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)主軸承的油膜厚度、油膜壓力、油膜溫度和軸心軌跡等潤(rùn)滑參量,但試驗(yàn)往往會(huì)在不同程度上破壞油膜,造成試驗(yàn)誤差,所以通過數(shù)值模擬對(duì)主軸承的潤(rùn)滑性能進(jìn)行計(jì)算、分析、研究,在內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中起著重要作用
采用瞬態(tài)的熱彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑計(jì)算方法,計(jì)入軸瓦、軸承座和軸頸的熱變形和彈性變形4,以及潤(rùn)滑表面的粗糙度,通過在多缸柴油機(jī)上模擬使用不同等級(jí)的潤(rùn)滑油來研究其對(duì)主軸承潤(rùn)滑性能的影響,為潤(rùn)滑油道和主軸承的設(shè)計(jì),以及新型潤(rùn)滑油的研究提供理論依據(jù)。
模型的建立和求解
首先,建立數(shù)學(xué)模型,油膜厚度方程、彈性位移方程、粗糙接觸方程、能量方程、軸瓦熱傳導(dǎo)方程、載荷平衡方程等。求解這些方程可求得主軸承在每一個(gè)工作周期內(nèi)的油膜厚度、油膜壓力、油膜溫度、摩擦功耗等潤(rùn)滑參量。
考慮多種影響因素,基于熱彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論,計(jì)算研究了3種牌號(hào)潤(rùn)滑油對(duì)內(nèi)燃機(jī)主軸承潤(rùn)滑性能的影響,得出以下結(jié)論:
1)在低轉(zhuǎn)速和小負(fù)荷工況下,3種牌號(hào)潤(rùn)滑油的油膜厚度都較大,油膜溫度較低,摩擦功耗較小。這表明軸承處于流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài),潤(rùn)滑性能良好。
2)在中等轉(zhuǎn)速中等負(fù)荷工況下,雖然油膜厚度都有所減小,但油膜溫度和摩擦功耗還處在一個(gè)較低的水平,軸承仍能維持流體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)。
3)在高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況下,⒉種潤(rùn)滑油,除摩擦功耗大幅增加外，仍能維持軸承的流體潤(rùn)滑狀態(tài);潤(rùn)滑油則有最小的油膜厚度、最高的油膜溫度和巨大的摩擦功耗,此時(shí)軸承處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài),摩擦和磨損大，機(jī)械效率低,表明潤(rùn)滑油不適合在模型柴油機(jī)上使用。