考虑表面形貌的连杆衬套润滑特性分析

【摘要】连杆小头轴承又称活塞销轴承，是内燃机中的关键摩擦副之一，其流体动压润滑性能的优劣对内燃机的工作状态有着非常重要的影响。在正常工况下，全浮式活塞销连接着活塞和连杆，且在活塞销孔和连杆小头孔之间可以转动。连杆衬套和活塞销的表面都不是绝对光滑的，是由许多不同形状大小的微凸峰和凹谷组成。因此，连杆衬套表面形貌对研究活塞销轴承的摩擦磨损和润滑起着决定性影响。本文首先从分析活塞销轴承的运动学和动力学入手，根据活塞式内燃机的工作循环过程，计算出活塞销轴承在一个工作周期里的载荷。其次，对三个不同表面粗糙度的连杆衬套试件进行三维数据采集，采用小波分析法，通过小波的分析和重构原理，提取小波基准面和表面的粗糙度。将计算出的三维表面粗糙度与计算机测量值相比较，得出的相对误差极小，说明了小波分析法的可行性。最后，结合平均流量模型和微凸体峰元接触理论建立了连杆衬套表面粗糙度对活塞销轴承润滑影响的模型。利用有限差分法对这个模型进行数值求解，然后计算出活塞销轴承润滑特性参数。文中分析了活塞销轴承在一个工作周期内，在相同的气缸压力和相同的曲柄转速下，三个表面粗糙度不相同的连杆衬套对活塞销轴承润滑特性的影响。得出了三种表面粗糙度下的膜厚比、油膜承载力、微凸体承载力、油膜摩擦力和微凸体摩擦力的变化规律。
【作者】胥超；
【导师】樊文欣；
【作者基本信息】中北大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】连杆衬套；表面粗糙度；小波分析法；平均流量模型；润滑特性；

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