连杆轴承润滑空化过程动态仿真与抑制

以某重型柴油机的连杆轴承为研究对象,引入运动边界和动网格smoothing网格光顺方法来探究不同入口条件对油膜空化现象的影响,研究了用于抑制轴承润滑空化现象的轴瓦开槽方法,对比开槽数量、深度及开槽形式对抑制油膜空化现象的影响.研究发现,润滑空化的范围和程度是一个动态变化的过程,引起空蚀的并非在空化形成阶段,而在空化溃灭的过程中.因而如果空化现象频繁发生和溃灭,相比持续存在的稳定空化状态,将更易破坏轴瓦表面,引发明显空蚀现象.由于重型柴油机的连杆轴承润滑油来自于主轴承,连杆轴承润滑油入口压力存在显著波动,导致空化程度波动剧烈,进一步恶化空蚀现象,这也解释了重型柴油机连杆轴承穴蚀损伤往往更甚于主轴承.通过轴瓦开槽可以有效缓解空化,从而达到抑制空蚀的效果;增加开槽数目和深度都可以强化抑制效果,但提升的程度有限.相比全槽模型,半槽模型可以强化油膜的轴向流动,对空化的抑制效果更好,可将油膜的气相体积分数最高值从0.94(未开槽)降至0.39.考虑到轴瓦的厚度与强度需求,选择适当槽深的半环单槽即可有效地抑制轴承运动过程中油膜的空化现象.

运行参数对内燃机主轴承动载荷影响规律仿真分析

针对内燃机服役过程中主轴承动载荷变化特性和运行参数对其影响机制不明,进而无法根据服役内燃机服役过程制定可变控制策略的问题,以某型号汽油机为研究对象,建立了曲轴系多体动力学与主轴承润滑耦合仿真模型。服役期间,在间隙增大和运行转速、轴力输入改变的条件下,利用稳态理论进行了计算,并进行了对比分析和规律总结,验证了仿真结果的可信度。研究结果表明:随着转速的增加,轴承总力先增加后减小,局部最大总压先减小后增大;随着轴力放大系数增加,轴承总力增加,局部最大总压先减小后增加;间隙增加会导致轴承总力和局部最大总压均增加,可通过适当匹配输入轴载荷和转速的方式缓和轴承受载。

循环次数对主轴承磨损仿真结果的影响研究

为确定主轴承磨损预测中的仿真工况参数—循环次数的合适取值,将动力学仿真技术和主轴承润滑分析运用到了内燃机曲轴系仿真计算中,建立了某型服役柴油机曲轴系的多体动力学和润滑耦合模型。基于经典Archard磨损理论模型,设置多组循环次数值分别对主轴承磨损进行了仿真计算;选取部分主轴承的最大磨损深度和磨损轮廓进行了比较分析,总结了最大磨损深度及轴瓦磨损轮廓随着循环次数增加的变化规律。研究结果表明:为兼顾计算成本和可信性,在仿真简化工况设计中选取循环次数为3时进行磨损仿真计算较为合适;以上结论为主轴承磨损仿真预测工作的优化提供了指导和建议。

某柴油机气缸体辐射噪声计算分析

本文以某气缸体为研究对象,在设计阶段,利用有限元、边界元、多体动力学计算手段对气缸体辐射噪声进行仿真分析,并提供改进方案,提出了低噪声气缸体的解决方案。

一种同构双缸串联调平机构的铰点布置研究

调平机构铰点的布置对高空作业平台整机性能具有影响,目前仍采用试凑方法,缺乏指导铰点布置的一般性规律。本文将同构双缸串联调平机构的铰点布置概括为有约束非线性多目标数学规划问题,发现调平油缸运动始状态和终状态的前铰点位置与后铰点位置共线时油缸受力最小,同时调平误差也容易满足要求,从而揭示出同构双缸串联调平机构铰点的布置规律。

基于AVL-EXCITE的发动机连杆轴承空化特性模拟

空化现象在流体动压润滑中常见而又重要,空化的产生通常会造成润滑膜的破裂,影响润滑性能,甚至引起气蚀。这在柴油发动机连杆轴承中尤其需要关注,因此对其空化特性进行准确模拟具有重要意义。该文基于AVL-EXCITE软件平台,建立了发动机的柔性多体动力学耦合弹性流体动压润滑(EHL)仿真模型。结果表明,连杆大端轴承在做功冲程中空化区域在出口区,呈"手指形"分布,并且轴径油孔快速经过空化区域,可能会导致空化区域内的气泡破裂,发生气蚀。这为气蚀位点的预测提供了一种潜在的方法。此外,还考察了润滑油黏度和供油压强对空化特性的影响,指出适当提高润滑油黏度及供油压强可减缓空化效应。