柴油機連桿襯套潤滑計算分析

北方通用動力集團有限公司羅雪瑩高峰張彥崗閆金香曹海軍

柴油機連桿襯套潤滑計算分析

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通過對某型號柴油機連桿襯套進行研究計算，建立了適用于連桿襯套動壓潤滑的Reynolds方程。采用有限差分法求解分析連桿襯套的潤滑性能。結果表明：油膜壓力的大小直接影響了連桿襯套軸承的承載能力，偏心率對油膜壓力的影響不容忽視。

柴油機；連桿襯套；動壓潤滑；偏心率

1 引言

連桿襯套作為柴油機的重要組成部分，在柴油機工作時受到較高的作用力、較高的溫度以及很大的摩擦作用，而良好的潤滑可以改善連桿襯套的工作狀況，因此，對其潤滑性能進行研究具有重要的意義。

2 計算分析的數學模

計算分析時，通過求解Reynolds方程可以得到潤滑油膜的壓力分布，由于該方程為含有多個未知表達式的偏微分方程，一般情況不能通過解析法對其進行求解，只能采用數值方法對偏微分方程進行求解。

2.1 連桿襯套動壓潤滑的Reynolds方程

剛性連桿襯套的油膜壓強所滿足的Reynolds方程是：

2.2 模型的求解

對Reynolds方程進行數值求解時，通過不斷迭代來求得潤滑油膜的壓力分布。根據連桿襯套流體動壓潤滑理論以及對曲柄連桿機構的運動進行分析，建立連桿襯套的潤滑分析模型。通過編制相關的程序，利用專業計算仿真軟件來求解計算。

3 潤滑結果的分析

3.1 不同偏心率時無量綱油膜壓力分布

由計算結果圖分析可知，在圓周方向上，并不是在全部油膜覆蓋區域內都存在有壓力，潤滑油膜的壓力達到最大值時，角度在180度左右，在軸向上，呈拋物線分布；連桿襯套偏心率對潤滑油膜壓力的分布也有一定影響，在其他參數不發生改變的條件下，當偏心率不斷變大時，最大油膜壓力將變大。

圖1 偏心率為0.7時的無量綱油膜壓力分布圖

圖2 偏心率為0.9時的無量綱油膜壓力分布圖

圖3 不同偏心率下沿軸向的無量綱油膜壓力分布

4 結論

偏心率對油膜壓力的大小有一定影響，在活塞做功行程上止點后的某個角度時偏心率最大，此時連桿襯套與活塞銷最容易直接接觸，在進行相關設計分析時這個位置需要特別注意。

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羅雪瑩，女，1992年出生，山西忻州人，本科，助理工程師，研究方向：柴油機制造工藝技術。