分体式凸轮轴球轴承座优化设计及研究

为最大限度提升凸轮轴球轴承的减摩收益,重点优化了分体式轴承座结构设计,采用CAE和工艺试验手段验证了球轴承变形量、轴承座上下盖的贴合间隙以及凸轮轴盘动扭矩。结果表明,轴承座与球轴承外圈过盈量、轴承座固定螺栓的位置、轴承座的刚度对球轴承的减摩有显著影响,优化后的分体式轴承座结构能显著降低球轴承的外圈变形,降低轴承座上下盖的贴合间隙,从而降低球轴承内部的卡滞效应,提升滚动摩擦减摩收益。     

结构参数对活塞环-缸套系统润滑的影响

以某型号直列式6缸机为载体,用数值方法求解活塞环．缸套三维润滑模型,分析了表面粗糙度、活塞环桶面高度和缸套椭圆度等结构参数对润滑状态的影响,给出了不同参数下最小油‘膜厚度的对比,以及几个曲轴转角下油膜压力和油膜厚度的分布情况。结果表明,结构参数对润滑有显著的影响;在做功冲程上止点附近油膜厚度最小,其值为0．559μm,油膜压力最大;在整个运行过程中,凸峰接触主要出现在做功冲程上止点附近。     

活塞裙部流体动力润滑数值分析

对内燃机活塞-缸套系统的流体动力润滑与动力学行为进行了耦合分析,在考虑活塞二阶运动的基础上建立了活塞裙部润滑的数值模型。运用龙格-库塔方法求解二阶运动模型,并采用有限元方法求解裙部润滑的平均雷诺方程。分析了裙部不同型线、活塞销不同偏置的油膜厚度、油膜压力和活塞摆角等二阶运动状况。在润滑油不同粘度以及是否考虑粘压特性条件下,对油膜摩擦力和摩擦功率进行了对比。结果表明,裙部采用中凸椭圆型线,活塞销向主推力侧偏置,可减小二阶运动,改善润滑状态,润滑油粘度对裙部摩擦损失有较大的影响,而粘压特性则对裙部润滑的影响较小。     

燃油泵凸轮相位对正时驱动系统影响的研究

为探求燃油泵凸轮相位对正时驱动系统的影响,本研究建立了正时驱动系统CAE模型,在原有设计的基础上,对比分析了不同燃油泵凸轮偏移角下正时链条载荷、液压张紧器载荷和活塞位移。研究结果表明,燃油泵凸轮偏移角在很大程度上影响正时链条的可靠性和液压张紧器的动态响应,当燃油泵凸轮最大升程位置处于两个气门升程重叠区域时链条载荷小,可靠性高,液压张紧器载荷小,动态响应小,有利于系统可靠、稳定地工作,对改进燃油泵凸轮设计具有指导意义。     

DLC涂层改善气门挺柱摩擦学性能的试验研究

为探求DLC涂层对气门挺柱摩擦学性能的影响,制备了三种不同表面处理的气门挺柱,搭建了配气机构试验台架,对比分析了不同顶面处理方法的气门挺柱在不同转速和缸盖温度下的摩擦功耗;测试了试验前后气门挺柱和凸轮的表面形态,研究了DLC涂层表面特性及其耐磨损特性。试验结果表明,DLC涂层能够减小气门挺柱表面粗糙度,含Si的DLC涂层表面粗糙度极小;气门挺柱与凸轮之间的摩擦力矩随着凸轮轴转速上升逐渐减小,随着缸盖温度上升逐渐增大;相对于传统碳氮共渗气门挺柱,DLC涂层能有效减小摩擦损失,含Si的DLC涂层能减小高达20%的摩擦损失;无涂层气门挺柱和不含Si的DLC涂层气门挺柱的耐磨性较差,含Si的DLC涂层具有极好的耐磨性。     

空穴效应对倾斜轴颈轴承润滑性能影响的研究

为更准确地分析倾斜轴颈轴承的润滑性能,基于控制体积质量守恒原理,综合考虑宏观空穴和微凸体间空穴的影响,建立包括空穴区域在内的统一润滑控制方程,分析了宏观空穴和微凸体间空穴对润滑性能的影响。研究结果表明,空穴现象对最大油膜压力影响不大;宏观空穴现象使得轴承润滑油进口低压区域面积增大,形成较大的空穴区域,同时油膜出口边界滞后;微凸体间空穴使进口空穴边界和出口空穴边界均略微提前;在空穴区域,润滑介质密度低,空穴程度较大;微凸体间空穴对全润滑区域的润滑介质密度分布影响较大,特别是在空穴边界附近;宏观空穴对端泄流量、油膜力矩和油膜承载力有较大的影响,微凸体间空穴的影响可以忽略。     

EMD-ICA联合降噪在滚动轴承故障诊断中的应用

滚动轴承早期故障信号具有能量小、频带分布宽等特征,易受到其他能量较大的振源信号的干扰,致使传统滤波降噪方法存在很大的局限性。针对这一特点,提出经验模式分解(EMD)和独立分量分析(ICA)相结合的联合降噪新方法。将单通道振动信号进行EMD分解,基于互相关准则对分解后的本征模函数进行重组,构造虚拟噪声通道,并以此作为ICA的输入矩阵,采用FastICA算法实现源信号和噪声信号的分离,从而达到降噪的目的。将该方法应用于滚动轴承故障诊断中,对降噪后的重构信号进行频谱分析,进而判断滚动轴承的运行状态。仿真和试验分析结果表明该方法有效可行。