主轴颈圆柱度对发动机轴承润滑特性的影响

基于制造效率和成本的平衡考虑,发动机曲轴的轴颈圆柱度不可避免地产生公差,从而对轴承副润滑状态、摩擦功耗和服役性能产生重要影响。本研究针对某三缸发动机,基于弹性流体润滑(EHD)理论分析曲轴主轴颈圆柱度对主轴承润滑性能的影响。首先将主轴颈圆柱度分解为沿轴颈径向的圆度和轴向的腰鼓度及轴心直线度,通过Kriging方法建立形位尺寸与轴承摩擦功间代理模型;然后基于遗传算法进行优化求解,进而评估轴颈圆柱度尺寸在公差范围内对轴承润滑的影响规律。结果表明,轴颈圆柱度对于轴承润滑状态有重要影响,在公差范围内会使得轴承摩擦功明显增大,但是提供了轴承润滑状态小幅度改善的可能性。其中腰鼓度的影响最大,使得轴承摩擦功变化27.7%;直线度的影响次之,导致摩擦功变化18.9%;而轴颈圆度的影响十分微小,仅为3.1%。