船用柴油机供油凸轮-滚轮副弹流润滑分析

凸轮-滚轮是柴油机供油系统核心摩擦副,通常处于周期性瞬变载荷、瞬变速度及瞬变曲率苛刻服役环境下,接触界面弹流润滑特性复杂,表面点蚀、磨损故障频发,降低使用寿命。本文以某船用柴油机供油凸轮机构为研究对象,建立考虑凸轮副瞬变动力学的弹流润滑分析模型,验证了基于单质量动力学模型的凸轮副弹流润滑结果的准确性,并研究了工作行程内工况变化对凸轮-滚轮副动态接触及弹流润滑性能的影响规律;讨论了凸轮转速和接触载荷的改变对凸轮-滚轮摩擦润滑状态的影响。结果表明:一个工作周期内,最大接触应力出现在供油结束角处,润滑状态最差,回程段结束处表面摩擦闪温最大,低速、重载情况下润滑膜厚明显降低,导致摩擦系数较大及表面闪温过高问题;此外,通过优化偏心距及基圆半径等结构参数,可使得凸轮-滚轮间摩擦润滑接触状态明显改善。

船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副混合热弹流润滑分析

凸轮-滚轮副是大功率船用发动机配气机构的关键摩擦副,除受到弹簧力和自身的惯性力之外,还受到来自喷油器的极高燃油压力,工作条件极为苛刻。为了分析该摩擦副的性能,建立船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副的混合热弹流润滑模型,计算燃油压力作用下的摩擦副油膜润滑、摩擦温升和磨损性能。结果表明:喷油器的燃油压力会显著降低凸轮-滚轮摩擦副之间的油膜厚度,同时产生较为严重的微凸体接触;随着环境温度的提高,凸轮-滚轮副的油膜厚度以及油膜温升会有所下降,而微凸体接触压力、摩擦力以及摩擦功率均会显著增加;滚轮打滑会造成凸轮-滚轮摩擦副的油膜厚度下降,同时导致油膜温升以及微凸体接触压力增大和并且致使表面磨损显著加剧。

内燃机排气凸轮-滚轮副异常工况下热弹流润滑分析

以某型号内燃机排气凸轮-滚子副为研究对象,建立有限长线接触条件下瞬态热弹流润滑数学模型及完全数值求解方法。依据实际载荷谱等工作参数下,给出凸轮-滚子间的滑动模型,获得凸轮-滚子副在凸轮旋转周期内润滑特性,并分析凸轮与滚子之间的打滑、滚轮偏斜和滚轮凸度对接触副润滑的影响。结果表明:打滑导致接触区温度和摩擦因数明显升高,从而弱化接触区润滑状态;滚子偏斜时油膜厚度明显减小,增加润滑失效的可能性。研究表明,在设计滚子凸度时考虑滚子偏斜问题的影响,可以在一定程度上缓解其负面影响。研究结果为凸轮-滚子副的润滑设计提供了一定的理论依据。