基于ADAMS—ENGINE的曲轴轴承润滑分析

针对主轴承,建立了含油膜润滑的曲柄连杆机构动力学模型,建立了曲轴主轴承的耦合模型,得到了曲轴轴心轨迹曲线,最小油膜厚度。同时分析了发动机转速、温度及轴承间隙对轴心轨迹和油膜最小厚度的影响。     

计入曲轴倾斜时曲轴-轴承系统动力学摩擦学和弹性力学耦合分析

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,辅以手工编程相结合的方法,研究了计入曲轴倾斜时某4缸柴油机曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和弹性力学(曲轴的刚度和强度)耦合分析问题.根据耦合特点,先解决曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和刚度耦合析问题,再解决曲轴动应力计算问题的解耦方法.研究结果表明:计入曲轴颈倾斜,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度上升,曲轴动力学响应也发生变化,曲轴疲劳寿命下降23.24 %.     

曲轴系统多体动力与油膜动力润滑耦合的数字化仿真研究

利用ADAMS以及MATLAB建立了某四缸机曲轴轴系与流体动力润滑的主轴承耦合多体动力学模型,得到了主轴承载荷、轴心轨迹及油膜最小厚度等数据。研究分析得出:与使用简化的转动约束轴承及线性轴承相比,考虑流体动力润滑耦合作用后,轴系得到的主轴承载荷及轴心轨迹的工作规律更接近实际系统。仿真得到的油膜轴承最小厚度及其工作特性为曲轴轴系动力学耦合分析和优化设计以及判断轴承工作的可靠性提供了重要依据。     

具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合分析

以实测示功图为计算依据,以4缸柴油机的曲轴-轴承系统为研究对象,应用动力学仿真软件ADAMS耦合分析了具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学行为和摩擦学特性,提出了"等效直径法"建立具有不同深度裂纹的弹性曲轴有限元模型.由于裂纹的扩展是曲轴动力学响应的慢变参数,从启裂到曲轴断裂采用线性插值法,分别建立具有不同深度裂纹的曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析ADAMS模型并求解.结果表明,裂纹对其附近的曲轴轴承的动力学和摩擦学性能影响较大,随着裂纹深度的增加,裂纹附近的主轴承反力、最大油膜压力峰值和最小油膜厚度均减小,但曲轴轴颈中心径向振动响应振幅增加.     

曲柄连杆机构多体系统动力学与油膜动力润滑耦合仿真研究

笔者针对某柴油发动机的曲柄连杆机构系统,使用adams中的engine模块,引入柔性的液压轴承,建立了曲柄连杆机构柔性多体系统动力学与油膜动力润滑的耦合模型,进行了忽略油膜动力润滑和考虑系统动力学与油膜动力润滑耦合两种情况下的仿真分析,并对仿真结果进行了比较。而且进一步得到了曲轴轴心轨迹曲线,最小油膜厚度等参数,为后续内燃机整机噪声分析和预测,提供更为准确的边界条件。     

供油提前角对内燃机曲轴主轴承动力学的影响

为研究内燃机曲轴主轴承动力学的影响因素,建立曲轴一轴承柔性多体系统动力学仿真模型,在不同供油提前角的基础上建立曲轴主轴承轴心轨迹运动方程,采用有限差分法与欧拉方法相结合求解有限长滑动轴承雷诺方程,得出曲轴主轴承轴心运动轨迹及整周油膜压力分布。分析结果表明:曲轴主轴承轴心轨迹随供油提前角的增大而有向轴承中心移动的趋势,最小油膜厚度随供油提前角的增大而增大,因而在内燃机设计初期应当充分考虑供油提前角对内燃机曲轴主轴承动力学的影响。     

发动机曲轴主轴承液体动力学分析

以某直列四缸发动机为研究对象,采用AVL_EXCITE Designer软件计算分析曲轴主轴承的液体动力学特性。根据经验公式计算主轴承载荷,建立润滑仿真模型对曲轴主轴承进行动力学仿真及润滑计算。根据对最小油膜厚度和最大油膜压力的仿真结果分析,为轴承优化设计提供了依据。     

曲轴轴承不同仿真模型的比较分析

本文针对轴承润滑的不同计算模型进行了比较,由简单到复杂,对曲轴轴承的润滑特性进行了仿真分析。具体仿真模型包括Holland和Butenschoen传统方法以及基于动力学（HD）、弹塑性动力学（EHD）、热弹塑性动力学（TEHD）润滑理论的数学模型。文中以单一曲轴主轴承为研究对象,对轴承润滑参数进行比较分析,包含：油膜压力峰值（POFP）、最小油膜厚度（MOFT）和机油流量,以及计算时间的比较。     

曲轴平衡率对主轴承润滑特性的影响

针对某型柴油机功率提升后主轴承润滑性能恶化的现象,考虑轴颈与轴瓦表面粗糙度、曲轴与轴承座弹性变形的影响,建立了12 V90°柴油机主轴承的润滑分析计算模型.根据弹性流体动力润滑、轴承动力学及平衡率计算理论,分析了不同曲轴平衡率对主轴承的润滑性能的影响.采用正交试验研究了平衡率、轴承宽度及轴承间隙对最小油膜厚度、最大油膜压力、平均摩擦损失功和峰值粗糙接触压力的影响,并提出了改进方案.结果表明:曲轴平衡率对主轴承润滑性能有很大的影响,对最小油膜厚度、最大油膜压力和峰值粗糙接触压力的影响权重与轴承间隙相接近,均低于轴承宽度;平衡率对平均摩擦损失功的影响权重最大;相比轴承宽度、轴承间隙等影响因素,曲轴平衡率在强化柴油机主轴承润滑设计阶段也应重点考虑.     

耦合油膜的柴油机曲轴-主轴承系统冲击响应仿真与试验研究

为了获得一种耦合油膜的柴油机冲击响应建模方法,开展了落锤高度0.5m和0.9m,曲轴转速分别为550、900和1 500r/min的冲击试验,测得了曲轴主轴颈的运动轨迹。采用冲击响应谱的方法,将实测的基础加速度转化为双三角形加速度,以此作为仿真计算的冲击输入。基于AVL-EXCITE和ABAQUS软件,建立了耦合油膜的柴油机曲轴-主轴承系统冲击动力学模型,并计算了上述试验条件下系统的冲击响应,仿真与试验值的误差小于8%,验证了模型的准确性。仿真和试验结果表明:曲轴转速越高,冲击作用对油膜厚度的影响越小,最大主轴颈偏心距在14~30μm之间,说明落锤高度0.9m产生的冲击也未造成油膜破坏。利用冲击动力学模型计算发现,冲击相位不同时,最小油膜厚度可相差1μm。