考虑活塞-活塞销系统结构变形及空穴机理的活塞销润滑分析

• 来源期刊: 浙江大学学报（英文版）（A辑：应用物理和工程）
• 学科: 工学
• 关键词: 活塞销 活塞销座 轴承 润滑 空穴
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 页码范围: 443-463
• 页数: 21页
• 分类号: TH133.31
• 语种: 英文
• DOI: 10.1631/jzus.A1400105

摘要

目的：建立柔性结构下的活塞-活塞销耦合系统的润滑模型，分析活塞销的形貌和结构对活塞销的摩擦磨损的影响，为活塞销的设计提供参考依据。创新点：1.建立柔性结构下的活塞销多体动力学模型，将空穴理论与活塞销润滑模型耦合，研究活塞销的润滑情况；2.考虑活塞的热变形，使得活塞销润滑情况更贴近于实际；3.将活塞销的干接触位置与实际活塞销磨损位置进行对比，验证活塞销的易磨损部位。方法：1.基于有限元理论构建活塞-活塞销耦合系统润滑分析所需的有限元模型（图3）；2.基于模态缩减理论建立活塞-活塞销耦合系统多体动力学仿真模型，将热变形耦合于活塞销型线中（图4）；3.分析活塞销的基本润滑特性，比较空穴现象对润滑的影响（图12–15）；4.分析不同型面的活塞销的润滑特性，比较各种型线下活塞销的润滑情况（图16–18）；5.分析不同销孔内径下活塞销的润滑特性（图21和22）。结论：1.在活塞销润滑问题分析中，考虑到有限差分网格密度和有限元网格密度不一致，采用节点插值算法解决压力不收敛问题；2.从压力作用于活塞顶部的形式方面分析，研究活塞销易发生干接触的部位；3.对比分析是否考虑空穴机理的活塞销润滑特性；研究结果表明，由于油膜破裂导致油膜不能承受载荷，且承受油膜压力位置的密度为油膜密度，其它区域小于油膜密度；4.对比不同型线下活塞销的干接触情况，为活塞销的设计提供参考依据；5.研究不同活塞销孔内径下的润滑，考虑活塞销的热变形，使得润滑分析更贴近实际。