曲轴轴颈型线对主轴承润滑特性的影响

以内燃机曲轴主轴承为研究对象,基于Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触理论,考虑曲轴倾斜和弹性变形,建立其弹流润滑模型,分析不同轴颈型线对主轴承润滑特性的影响。结果表明:不同轴颈型线对主轴承润滑特性的影响有着明显的差异,相比于无型线轴颈,轴颈型线为鼓型时,主轴承的最小油膜厚度增加了38.12%,最大油膜压力减小了32.73%,平均摩擦损失降低了8.4%,并改善了曲轴倾斜现象;而轴颈型线为马鞍型时,主轴承的最小油膜厚度下降了24.64%,最大油膜压力增加了4.56%,平均摩擦损失增加了2%,曲轴倾斜加剧;当曲轴轴颈型线为鼓型时,随着曲轴倾斜角度的增加,主轴承的最小油膜厚度减小、最大油膜压力增加、平均摩擦损失减小,随着转速的增加,主轴承的最小油膜厚度增加、最大油膜压力减小、平均摩擦损失增加。     

大功率密度柴油机主轴承混合润滑分析

针对某型柴油机功率提升后主轴承润滑性能出现恶化的现象,计及表面形貌和弹性变形等因素影响,建立12V150柴油机主轴承润滑分析模型。运用弹性流体润滑、轴承动力学及Greenwood-Tripp微凸峰接触理论,分析功率提升后的主轴承润滑性能,提出需要改进的参数。分析表明:主轴承润滑性能变差的原因主要是功率提升后,曲轴和主轴承承受载荷加剧,油膜压力增加,引起轴颈弯曲或倾斜,导致主轴最小油膜度减小。研究曲轴平衡率、轴承宽度和润滑油黏度等参数对主轴承润滑性能的影响,提出了将曲轴平衡率由70%增大至90%,轴承宽度由46 mm增大至48 mm,并合理增加润滑油黏度的改进方案。结果表明:曲轴平衡率能有效地减小主轴颈倾斜角度,而轴承宽度和润滑油黏度对轴颈倾斜几乎没有影响;改进后主轴承最小油膜厚度提升了16.08%,峰值粗糙接触压力减小了37.11%,平均摩擦损失总功减小了13.08%。     

滚动轴承在曲轴磨床改造中的应用

正我公司是发动机曲轴专业生产企业,年产各类型号曲轴能力达百万根。随着科学技术的进步,对发动机零部件的技术要求越来越严,诸如曲轴轴颈形状公差圆度0.005mm,圆柱度0.01mm,止推挡距尺寸公差0.047mm。以此便知,在其加工工艺中,轴颈磨削是至关重要的工序,我公司从采用普通曲轴磨床到现今高端数控CBN磨床,从国产到进口,     

平衡率对柴油机曲轴轴承润滑与振动特性的影响

在柴油机强化设计过程中,曲轴的不平衡惯性力会引起轴颈倾斜加剧,因此研究平衡率对曲轴振动和主轴承、连杆轴承润滑特性的影响尤为必要。基于含机油填充率的平均Reynolds方程、Greenwood-Tripp粗糙接触和平衡率计算理论,计入表面粗糙度和弹性变形等因素的影响,以12V150柴油机为例分析不同平衡率对曲轴润滑与振动特性的影响。结果表明:在一个工作循环内,随着平衡率的增加,主轴承和连杆轴承的最小油膜厚度在大部分时间内均有所增加,最大油膜压力和摩擦损失功在大部分时间内均有所减小,而主轴颈和连杆轴颈水平弯曲振动和自由端扭转振动在大部分时间内整体减小;在高功率密度柴油机曲轴轴承润滑设计及振动控制中,应综合考虑曲轴平衡率的影响。     

基于误差转换的汽车曲轴圆度及圆柱度误差评价数学模型构建研究

针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的汽车曲轴轴颈形状误差检测试验台,针对测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,从而导致连杆轴颈图像域检测数据存在坐标不归一问题,以曲轴法兰端特征孔为基准,通过模板匹配特征与孔边缘提取实现了连杆轴颈圆度和圆柱度测量数据空间坐标归一化处理。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与三坐标测量机测得的结果进行对比,数据分析表明提出的曲轴轴颈形状误差检测方法的精度为1μm,且重复检测误差在0.1μm以内,证明了其理论上的正确性及实践操作的可行性。     

轴颈倾斜对内燃机主轴承润滑和磨损的影响

建立内燃机主轴承热弹性流体动力润滑模型,考虑轴颈倾斜,以粗糙接触压力表征轴颈与轴瓦的磨损程度.通过对不同工况下主轴颈倾斜角度、粗糙接触压力等的计算,研究轴颈倾斜对主轴承润滑和磨损的影响.结果表明,轴颈不对中倾斜角度较小时,主轴承仍能够处于流体润滑状态;轴颈倾斜角度较大时,轴承处于边界润滑状态,出现偏摩擦磨损.转速和负荷对轴颈倾斜影响较大,高转速和满负荷时轴承的润滑不良,磨损较大.     

磨削六拐曲轴分度平衡装置

曲轴是发动机的重要零件之一,该零件的特点是几何形状复杂,几何精度、位置精度要求都比较高。一般主轴颈、曲拐轴颈的外径公差为-0.02;圆柱度0.01;平行度0.01;径向跳动0.01;表面粗糙度     

形状误差对内燃机主轴承润滑性能的影响

基于平均流量模型的广义Reynolds方程,推导考虑轴承形状误差的综合油膜厚度表达式;针对内燃机主轴承,建立其润滑分析计算模型,研究轴颈和轴瓦上的直线度误差和圆度误差对主轴承润滑性能的影响。结果表明:同种误差类型不同的素线线型影响差异较大,相较理想轴颈,都使得油膜压力增加,最小油膜厚度减小,摩擦损失功增加,其中线形峰值影响显著,线形对称性有利于改善轴颈倾斜;轴颈和轴瓦形状误差对润滑性能存在耦合的作用,其两者形状误差线形方向的差异使得部分地方油膜厚度出现增加或减小的情况;不同工况下形状误差对润滑性能的影响差异较大,随着转速的增加形状误差影响润滑性能程度加剧,最大油膜压力增加,最小油膜厚度减小,摩擦损失总功增大。     

汽车生产高端装备——MQL技术在典轴油孔加工中的应用

曲轴仡发动机内高速旋转时与瓦座之间产生相对运动及摩擦,此处采用稀油循环润滑来保证曲轴的弘轴颈平11曲轴连杆颈轴颈处良好的滑动摩擦。瓦座与曲轴之间的外部供油只能供应到主轴颈上,而连杆颈的润滑油是通过润滑油孔从就近的主轴颈传输的。这就对曲轴润滑油孔的结构提出了特殊的要求——主轴颈上有直油孔,拐颈上有斜油孔,斜油孔要与直油孔连通（有的曲轴斜油孔从连杆颈直接贯穿到主轴颈上）。     

滑动轴承形貌误差对其润滑特性的影响

为探索轴颈圆度、圆柱度误差对轴承润滑性能的影响机制,建立轴颈存在圆度、圆柱度误差的径向轴承模型,推导对应误差下的轴承液膜间隙函数,并分别研究轴颈圆度、圆柱度误差对润滑性能以及承载能力的影响机制。研究表明:轴颈圆度、圆柱度误差会导致轴承液膜润滑特性下降,并引起轴承的承载力和摩擦力出现周期性的波动,进而影响轴承的回转精度和轴系运行平稳性;重载情况下轴颈圆度、圆柱度误差对轴承润滑性能的影响更加显著,甚至会导致液膜破裂,轴承失效。     

精密磨床主轴轴颈形状误差对动静压轴承性能的影响

考虑主轴轴颈制造中的圆度误差和圆柱度误差,应用FLUENT软件,对精密数控磨床砂轮主轴深浅油腔动静压轴承的性能进行了分析。结果表明:主轴轴颈圆度误差和圆柱度误差的种类对动静压轴承性能的影响各不相同,随着轴承间隙的变化而变化。动静压轴承承载能力、功耗以及油膜最高温升等性能参数都会随着主轴轴颈误差幅值的增加而增加;但动静压轴承流量的变化趋势却相反。要提高磨削加工精度,必须考虑精密数控磨床主轴轴颈的形状误差的影响。     

凸轮轴和曲轴制造的自动控制和质量检查

<正> 曲轴的主轴颈和曲轴颈的磨削质量很重要。意大利MARPOSS公司专门设计的过程中测量仪,可在切削过程中同时对一个或几个主轴颈进行检查,且对被检查的直径进行实时监控。首先将小型的测量头放在各个支承表面上,然后将尺寸控制数据反馈到机床的PLC控制器,待达到期望的尺寸时,控制器令各精密磨削装置逐个停止。这样可得到极窄小的公差带,并改善圆度,因此无需选配轴承,就可提高发动机寿命和各种性能。通常对主轴颈和曲轴颈进行磨削后,要求全部进行     

主轴承径向轴颈型线对润滑状态的影响

以某型柴油机主轴承为研究对象,计入主轴承表面粗糙度和弹性变形等因素,建立主轴承润滑状态的分析模型,分析了主轴承径向轴颈型线对润滑状态的影响.结果表明,与不考虑径向轴颈型线的计算结果相比,计入径向轴颈型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了25.95％,最大油膜压力减小了17.69％,平均摩擦损失减小了6.14％,主轴颈倾斜现象有所改善.随着轴颈表面粗糙度的增加,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力几乎不变,平均摩擦损失增加.     

曲轴连杆颈圆度误差的测量与评定方法研究

曲轴轴颈圆度是评价曲轴合格性和加工精度的一项重要指标。针对曲轴综合测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,导致连杆轴颈的检测数据无法直接用于圆度误差评定的问题,建立基于运动坐标系的圆度误差检测模型,实现了连杆轴颈检测数据转换处理。同时,深入分析用于圆度误差评定的3种最小二乘法的适用条件,结合采样数据的特点实现了连杆轴颈圆度误差的高精度检测。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与最小区域评定结果进行对比,偏差在1μm以内。数据分析表明了所提出的曲轴连杆轴颈圆度误差检测方法理论上的正确性及工程实践的可行性。     

稳定工况下曲轴轴颈与轴瓦间隙机油流动模拟分析

针对发动机在使用过程中,由于曲轴主轴颈、连杆轴颈与轴瓦间的配合间隙设计不合理,出现供油不足或局部缺油,无法形成动压油膜而导致的烧瓦问题,以某型柴油发动机为研究对象,利用流体分析前处理软件GAMBIT建立理想稳定工况下机油流场的三维几何模型,并通过计算流体力学FLUENT软件对曲轴主轴颈、连杆轴颈与轴瓦间的机油进行模拟仿真。结果表明:通过仿真能够直观地了解发动机在理想稳定工况下曲轴主轴颈、连杆轴颈与轴瓦间隙间的机油流动情况和压力分布,这为进一步优化曲轴润滑系,改进润滑方案,提高润滑效率提供了参考依据。     

主轴承表面型线对曲轴润滑与振动特性的影响

以某六缸柴油机主轴承-主轴颈为研究对象,基于弹性流体润滑理论和微凸峰接触理论,考虑轴颈倾斜和主轴承表面粗糙度等因素,建立柔性整机体下的主轴承润滑特性模型,分析了主轴承表面型线对主轴承润滑特性与主轴颈振动特性的影响。结果表明,相比于不计入主轴承表面型线的结果,计入主轴承表面型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了75.53%,最大油膜压力减小了6.15%,平均摩擦损失降低了2%,主轴颈的水平弯曲振动幅值减小了6%,竖直弯曲振动幅值减小了5%,轴向振动和扭转振动幅值均减小了2%。随着主轴承表面型线高度的增加,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力减小,平均摩擦损失降低,最大粗糙接触压力的幅值和出现次数均降低;主轴颈的弯曲振动、轴向振动和扭转振动幅值均减小。     

整机体下主轴承-轴颈型线对润滑性能的影响*

为分析整机体下主轴承-轴颈型线对润滑性能的影响,运用Reynolds流体润滑方程和Greenwood-Tripp微凸峰接触理论,计入轴颈倾斜和弹性变形的影响,建立基于柔性整机体的主轴承弹性流体动力润滑模型,通过仿真计算研究主轴承和轴颈型线对轴承润滑性能的影响。结果表明:相较于无型线和只考虑轴颈型线,同时考虑主轴承和轴颈型线下的主轴承最小油膜厚度明显增加,最大油膜压力减小,平均摩擦损失减小;同时考虑主轴承型线和轴颈型线时,在研究的范围内,随着轴颈倾斜角度的增加,主轴承的最小油膜厚度减小,最大油膜压力增加,平均摩擦损失减小;转速增加时,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力减小,平均摩擦损失增加。因此在主轴承和轴颈型线设计时,需要考虑轴颈倾斜和工作转速2个因素。     

非道路两缸柴油机轴承热弹性流体动力润滑特性研究

基于热弹性流体动力润滑理论和多体动力学理论,针对自主研发的非道路2D25卧式两缸柴油机,采用AVL Excite Power Unit软件建立曲轴轴承的多体动力学模型,探讨柔性整机体模型下轴瓦与轴承座的弹性变形、润滑油的黏温及黏压特性、轴瓦及轴颈的表面粗糙度及热效应等因素,建立轴承的润滑模型并计算不同工况下各轴承的载荷、油膜厚度、油膜压力和摩擦功耗。研究结果表明:随着转速的升高,主轴承的总摩擦功耗增加,轴瓦的热负荷增大;高转速下,第一主轴承(MB1)和第三主轴承(MB3)存在轴颈倾斜不对中,出现偏磨现象,导致第二缸爆发时主轴颈振动加剧;连杆轴承油膜压力分布均匀性较好,轴瓦热负荷低,在高转速下润滑效果更佳。     

轴承结构参数对曲轴主轴承润滑性能的影响

针对曲轴主轴承润滑性能的影响因素研究,建立考虑轴颈直径、轴承宽径比和轴承间隙3种轴承结构参数的曲轴主轴承热弹性流体动力润滑模型,分析不同轴承结构参数下的主轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、最高轴承温度和最大摩擦功率损失。计算结果表明：轴承结构参数对主轴承润滑性能有很大影响;当轴颈直径和轴承宽径比变大时,主轴承最大油膜压力会出现减小的情况,最小油膜厚度变大、最高轴承温度升高和摩擦功率损失增加;内燃机主轴承的轴承间隙会随着轴颈直径和轴承宽径比的不同而有不同影响,且轴承间隙对主轴承最高温度和最大摩擦功率损失的影响较为显著。     

解决磨削连杆轴颈长度尺寸超差的新方法

图1是我公司为上柴配套生产的D6114曲轴,其连杆轴颈长度尺寸是以第四主轴颈挡宽的两个凸肩侧面为连杆轴颈长度尺寸基准,并且要求较严。在实际生产中,很难保证其连杆轴颈的长度尺寸在图样要求的公差范围之内。长期以来,这一问题一直困扰着我们的生产,影响了上柴曲轴产品的配套率