关于连杆结构对大端轴瓦性能影响的研究

A Study Considering the Influence of the Connecting Rod Structure on Big End Bearing Performance

发动机提高输出功率的趋势,带动了连杆结构的发展。例如,在大端为水平切口的两段式连杆,又由斜切口大端演变为船舶型的三段式连杆。它具有水平切口大端和轴承座与杆身之间的二次切口。这些改变允许更大的轴承直径以适应增大的功率,还使得活塞连杆组可通过缸孔向上抽取而保持易于检修的优点。这种结构的改变会大大影响轴承的性能。连杆轴瓦的额定载荷和最小油膜厚度,一般采用简单的刚性元件模型和迁移率轴承计算法进行计算。使用这些方法作为非常可靠的指南,一般能够有把握地预期连杆轴瓦的耐久性。但是,这些方法不考虑轴承组装的稳定性和轴承组装后的圆度误差以及对轴承性能具有决定性影响的轴颈圆度误差的影响。这些影响,只能采用包括连杆结构在内的弹性流体动压轴承分析进行研究。本文提出对几种不同连杆结构的弹性流体动压轴承分析,并考虑每种结构因不同的轴承座稳定度而对大端轴承基本性能的影响。对于采用一致的轴承几何形状、发动机几何形状和发动机工作条件的对称和非对称切口的大端以及三段式连杆结构进行了讨论。使用有限元法对每种情况下的静态装配轴承形状的影响作了研究。油槽形状和尺寸的影响也是只能通过采用弹性流体动压分析论及的另一个重要考虑。这是对连杆结构之一的讨论。每种结构的优点,通过考虑最小油膜厚度和最大油膜压力值以及预期轴承磨损型式来进行评价,这些磨损型式以包括在数学模型中的流体动压润滑和边界润滑模型为基础。由模型得到的结果同一般采用的来自于研究之中的连杆结构之一的磨损轴承作了比较。