曲轴-轴承系统计入曲轴变形的轴承摩擦学性能分析

内燃机工作中曲轴与轴承之间存在直接的相互作用,而目前曲轴轴承的润滑分析一般都是在摩擦学学科领域内,仅考虑轴承自身因素的影响。以曲轴-轴承系统为研究对象,进行计人曲轴受实际负荷作用产生变形的曲轴轴承润滑分析。分析中采用整体曲轴梁单元法计算曲轴变形和曲轴轴承负荷,采用变形矩阵法计算油膜压力作用下轴瓦表面的变形,采用动力学法计算轴承的轴心轨迹。结果表明,计人曲轴变形的影响时,轴承前后端面上轴心轨迹在局部位置有明显变化,某些时刻附近轴承最大油膜压力增加明显,绝大部分时间轴承最小油膜厚度有不同程度减小,轴承油膜压力的分布状况发生了变化,产生了偏布。     

增压内燃机主轴承载荷计算方法及其对轴心轨迹的影响

介绍了多缸增压内燃机主轴承载荷的简支梁和连续梁计算方法,分别用两种载荷计算了某4缸涡轮增压内燃机的轴心轨迹、最小油膜厚度和最大油膜压力。连续梁法计算出的主轴承载荷与简支梁法算出的结果相比,其最大值较大,最小值较小;两种方法计算出的轴心轨迹不同,最小油膜厚度和最大油膜压力也不同。连续梁法算出的最大油膜压力和最小油膜厚度比较接近于实际测量值。精确的润滑计算应采用连续梁轴承载荷计算方法。     

单缸机主轴承轴心轨迹的测量

介绍了采用电涡流传感器组成轴心轨迹测试系统。该系统可测量内燃机主轴承的油膜厚度、油膜温度、曲轴转角、转速、轴心轨迹和最小油膜厚度。在S195柴油机上进行了多工况的实测，分析了负荷对油膜厚度和轴心轨迹的影响。为了提高测量精度，采取了一系列有效的措施，并对测量结果进行了误差分析。     

柴油机主轴承磨损理论计算与分析

以X4105G柴油机为研究对象进行了主轴承负荷、轴心轨迹、纵横向挤压、旋转油膜力及主轴颈纵向加速度的理论计算及分析,得到了主轴承负荷、间隙、润滑油温度对主轴承磨损的影响,其中第4档主轴承负荷最大,第3档主轴承纵向加速度最大,纵向油膜力与轴承负荷密切相关。理论计算与分析的结果可为监测主轴承的磨损状态提供理论依据。     

内燃机主轴承热弹性流体动力润滑研究

建立了内燃机主轴承热弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型.依此模型,对某4缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的最大油膜压力、最小油膜厚度、最高油膜温度、摩擦功耗和轴心轨迹.计算结果表明:3号主轴承所受到的载荷峰值最小,一个工作周期内的平均载荷最大,平均油膜厚度最小,油膜温度最高,平均油膜压力和摩擦功耗最大.3号主轴承的润滑状况不佳,应对其进行优化设计.     

12V240ZJ型柴油机继续强化后曲轴轴承模拟评价

对12V240ZJ型柴油机进一步强化后,主轴承和连杆大端轴承的可靠性进行了分析计算。采用Southwest Crank/Bearing轴承计算程序进行数值计算,然后用EXCEL表做图形分析,得出最小油膜厚度、最大油膜压力、空载负荷线变化角、轴心轨迹、油膜分布等参数和图形。由油膜分布图确定轴颈最佳油孔位置,并对其余参数进行了评价。分析了两种发火次序(即连续和间断)对轴承可靠性的影响。     

动载轴承温度平衡和轴心轨迹计算（Ⅱ）：进油压力不为零的情况

本文提出了直接计算进油压力不为零时带油槽(孔)的动载轴承的全油膜压力分布来计算其热平衡和轴心轨迹的算法。由于充分利用了雷诺方程的线性迭加原理,使油膜压力分布的计算量减小了三个数量级。实例计算及计算结果与本文的试验结果的比较表明,本方法不仅在数学原理上比较严格,物理模型上比较合理,而且计算快速稳定,通用性强,是一个能直接用于工程设计的较好算法。     

船用柴油机曲轴轴心运动特性分析及试验研究

基于AVL Excite Designer软件建立了6150型柴油机曲轴动力学模型,得到主轴承在标定工况下的轴心轨迹图及最小油膜厚度图,并据此对轴承的工作状况进行分析。试验结果和理论结果比较表明,最小油膜厚度理论值与试验值接近,但轴心运动轨迹的计算结果同试验结果有一定的偏差;同时试验也验证了所开发的试验装置可以方便地进行曲轴轴心轨迹的试验测量和分析,可以实时对船用柴油机的轴承工作状态进行评估。     

船用柴油机曲轴轴心运动特性分析及试验研究

基于AVL Excite Designer软件建立了6150型柴油机曲轴动力学模型,得到主轴承在标定工况下的轴心轨迹图及最小油膜厚度图,并据此对轴承的工作状况进行分析。试验结果和理论结果比较表明,最小油膜厚度理论值与试验值接近,但轴心运动轨迹的计算结果同试验结果有一定的偏差:同时试验也验证了所开发的试验装置可以方便地进行曲轴轴心轨迹的试验测量和分析,可以实时对船用柴油机的轴承工作状态进行评估。     

基于柔性多体动力学的发动机主轴承润滑仿真分析

针对某发动机的主轴承,在ADAMS/Engine模块中建立了其曲轴系柔性多体动力学与动力润滑耦合的仿真模型.通过计算得到了曲轴的轴心轨迹、最小油膜厚度,并比较了转速、温度和轴承间隙对最小油膜厚度的影响,从而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.     

Concentration of plastic strains in steel liners due to concrete cracks in the containment wall

A substantial part of nuclear containments in US and Europe are designed with an outer bearing concrete structure and an inner sealing consisting of a tight-welded steel liner. The liner constitutes the ultimate leak-barrier, which prevents leakage at high internal pressure loads. The purpose of this paper is to show which influence a through-wall concrete crack may have on the strain level in the liner. A non-linear bar model is used to evaluate the liner behavior. It is shown that the effect from friction between the concrete and liner could be significant and cause high concentration of plastic strain. The influence of friction on the liner is verified by an experimental program presented in this paper. One of the conclusions is that concentrations of strain due to friction increase with decreasing liner thickness. This is important to consider when results from scale tests are interpreted. Scale models, which have thinner liners, could get significantly higher liner strain than the actual full-scale containment.     

润滑理论在曲轴轴承设计中的应用

本文论述了曲轴轴承的油膜压力分布、油膜承载力、油膜最小厚度、轴承的摩擦损失与粘性耗散损失、以及轴承副的磨损等方面的流体动力润滑理论与弹性流体动力润滑理论的分析方法,还讨论了轴承副磨损因素的确定方法。应用示例的分析结果表明,这些计算方法能更好地表征曲轴轴承的工作状况。     

不同开槽方式的椭圆瓦轴承润滑性能对比研究

为解决某电厂开槽椭圆瓦轴承在运行过程中存在温度过高的问题,考虑紊流、质量守恒边界等效应建立了轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元法求解了轴承性能,对比得出了四种不同开槽方式的椭圆瓦轴承对润滑性能(膜厚、膜压、膜温、功耗和流量等)的影响规律。结果表明:相对于上下瓦均不开槽(光滑表面)轴承,下瓦开中心槽导致油膜承载面积减小,油膜厚度大幅降低,油膜压力和油膜温度均显著升高;上瓦开槽对轴承性能影响较小,整体上降低了摩擦功耗,但略微增加油膜温度。     

MLX系列减速机用扇形可倾瓦滑动推力轴承润滑性能分析

以MLX系列减速机用扇形可倾瓦滑动推力轴承为研究对象,建立基于计算流体动力学(CFD)的有限元仿真分析模型和基于数值分析方法的数值分析模型分析流体润滑性能,利用有限元分析模型研究分析了轴承中润滑油膜压力场和温度场的分布及其随轴承转速、润滑油粘度的变化情况。利用数值分析方法建立轴承油膜厚度模型,分析了轴承扇形瓦块倾角的变化对轴承润滑性能的影响。结果表明：随着轴承转速和润滑油粘度的增加,油膜最高压力和最高温度持续线性增大;扇形瓦块的周向、径向倾角对轴承油膜压力和厚度会造成影响,且径向倾角的影响更大。     

增压中冷柴油机主轴承润滑特性研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了4缸柴油机主轴承润滑仿真模型,研究了不同转速下内燃机轴瓦与轴承座的弹性变形、轴瓦与轴颈粗糙度对主轴承润滑特性的影响。研究结果表明:5个主轴承膜厚比均大于1,其中第5主轴承峰值油膜压力与其他4个主轴承相比明显偏大,而且存在偏磨现象,润滑相对恶劣;优化后第5主轴承峰值油膜压力平均降低了20%,最小油膜厚度平均增加了25%,摩擦功耗平均降低了43%。     

船用轴流压气机推力轴承特性计算及试验研究

为获得某新型推力轴承在某船用轴流压气机中的工作特性并进行试验验证,基于ARMD Bearings软件及自编程序对推力轴承特性进行了模拟计算,在全尺寸高速大推力滑动轴承试验台上进行了轴承特性试验研究,并在实机台架试验中对轴瓦温度进行了监测。计算分析了15种工作条件下油膜的压力、厚度、温度、刚度、阻尼及能量损失与推力和转速关系。轴承特性试验主要包括9种稳定工况下的性能试验,以及轴承超载、超速试验中每块轴瓦表面温度及油膜压力的测量。结果表明：模拟计算结果及试验测试得到的油膜温度、压力随推力及转速变化规律基本一致;轴瓦表面最大油膜压力位于支承块背部附近,与推力基本呈线性关系;转子转速越低、推力越大,则油膜厚度越小、油膜刚度及阻尼越大;转子转速越高、推力越大,则油膜温度越高、能量损失越大;在设计点轴承运行参数均有一定安全裕度,该推力轴承可以满足机组使用要求。     

Thermal studies of steadily loaded surface-textured noncircular journal bearing profiles to investigate the performance characteristics

The present research study is carried out to study the performance characteristics of two noncircular journal bearing profiles. Experiments are conducted on a phosphorous bronze hydrodynamic journal bearing test rig to measure the circumferential oil film pressure as well as on the temperature profile at different radial loads and constant rotational speeds to measure bearing performance characteristics, such as oil flow rate, maximum temperature, and pressure. Results reported that noncircular bearings can withstand higher load and minimum power losses than circular bearings. Also, with an increase in the radial load, the oil film pressure and temperature also increased. However, a reduction in negative pressure gradient is reported along the circumference of the lobe resulting in lesser thermal degradation in comparison with the cylindrical bearing.     

基于润滑油颗粒效应的柴油机轴系扭振特性研究

以船用中速机顶环为研究对象，基于混合润滑模型、微凸体接触模型和颗粒承载模型，引入颗粒的粒径和质量浓度，提出了一种活塞环-缸套液固两相润滑模型，分析了颗粒的承载能力、摩擦力、摩擦功耗，探究了固体颗粒对中速机润滑性能的影响。在此基础上，以往复摩擦机为研究对象建立了考虑摩擦力矩的轴系扭振计算模型，以此分析含颗粒润滑状态对扭振的影响并进行了试验验证。研究表明:固体颗粒使活塞环-缸套间的最小油膜厚度和摩擦力增大；柴油机轴系的扭振增大，其中2、4谐次对应扭角增大的比例最大。     

船用柴油机主轴承盖对轴承油膜润滑的影响研究

基于AVL Excite PU软件,采用弹性流体动力学耦合有限元法对某20V船用柴油机主轴承油膜进行了仿真分析。研究了不同材料、不同结构的主轴承盖对油膜润滑工作状态的影响。结果表明:同样结构的主轴承盖,采用铁材料比钢材料对轴承润滑更加有利;主轴承盖承压面两侧挖槽,在保证刚度的前提下,可以有效降低主轴承边缘压力峰值和平均热载峰值。