柴油機(jī)軸系主要摩擦副潤(rùn)滑機(jī)理研究及主軸承潤(rùn)滑對(duì)噪聲的影響分析.pdf

1、“能源”與“環(huán)境”是21世紀(jì)車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的兩大研究主題,發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排已經(jīng)成為社會(huì)普遍關(guān)注的挑戰(zhàn)性問(wèn)題之一。世界工業(yè)部門(mén)的1/3~1/2能源是以摩擦形式被消耗,磨損失效方式占機(jī)械零件失效的60％~80%,造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。本文通過(guò)基礎(chǔ)理論研究、試驗(yàn)分析、數(shù)值算法、仿真計(jì)算、優(yōu)化分析等手段,系統(tǒng)的分析了軸系中主要摩擦副的潤(rùn)滑機(jī)理和動(dòng)力學(xué),全文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　運(yùn)用正交試驗(yàn)和遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法

2、,開(kāi)展以降低摩擦功耗為目標(biāo)的活塞環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì);在傳統(tǒng)潤(rùn)滑模型的基礎(chǔ)上,運(yùn)用控制體積的質(zhì)量守恒原理建立宏觀空穴模型和微凸體空穴模型,分析油膜破裂區(qū)域、油膜壓力分布、摩擦性能隨轉(zhuǎn)角變化規(guī)律;結(jié)合SVR磨損試驗(yàn)機(jī),研究不同邊界條件對(duì)摩擦系數(shù)的影響,總結(jié)了磨損較大的原因。
　　采用有限元法求解活塞裙部潤(rùn)滑控制方程,分析各個(gè)參數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)、摩擦功耗的影響;在潤(rùn)滑模型的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)結(jié)合回歸算法,評(píng)價(jià)了各參數(shù)對(duì)摩擦功耗的影響權(quán)重,并開(kāi)展了線

3、性與非線性回歸對(duì)比;將活塞環(huán)載荷和活塞熱變形考慮于活塞裙部潤(rùn)滑研究中,使模型更為貼近實(shí)際,分析了活塞環(huán)載荷和活塞熱變形對(duì)活塞裙部潤(rùn)滑影響。
　　以多階梯軸為研究對(duì)象,將簡(jiǎn)單彈性力學(xué)理論與摩擦學(xué)理論耦合,建立熱流體動(dòng)壓潤(rùn)滑模型,分析撓度不對(duì)中引起的角度對(duì)油膜壓力分布和機(jī)油溫度場(chǎng)分布的影響;運(yùn)用控制體積的質(zhì)量守恒原理建立滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑空穴模型,對(duì)比分析了傳統(tǒng)模型、宏觀空穴模型和微凸體空穴模型的油膜壓力分布和密度分布,該項(xiàng)研究為后續(xù)連桿軸

4、承和主軸承的潤(rùn)滑研究奠定基礎(chǔ)。
　　建立曲柄-連桿彈性流體動(dòng)態(tài)液壓潤(rùn)滑模型,結(jié)合雙正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),分析影響摩擦平均有效壓力、最大油膜壓力和最小油膜厚度的參數(shù)的權(quán)重;根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合線性回歸和逐步回歸對(duì)摩擦平均有效壓力、最大油膜壓力和最小油膜厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)和響應(yīng)面分析;采用支持向量機(jī)對(duì)干摩擦進(jìn)行識(shí)別,這對(duì)柴油機(jī)曲柄-連桿避免干摩擦和減少摩擦功耗具有積極意義。
　　對(duì)比分析三種曲軸-主軸承模型下的曲軸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)角,結(jié)果表明采用

5、準(zhǔn)確的計(jì)算模型對(duì)曲軸應(yīng)力預(yù)測(cè)和疲勞分析是非常重要;基于彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑模型開(kāi)展了各潤(rùn)滑參數(shù)對(duì)主軸承潤(rùn)滑特性影響的機(jī)理研究;采用正交試驗(yàn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合主軸承干摩擦進(jìn)行識(shí)別和摩擦功耗進(jìn)行優(yōu)化。
　　基于模態(tài)縮減理論建立曲軸-機(jī)體動(dòng)力學(xué)模型,研究曲軸-機(jī)體在不同耦合模型下柴油機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲,結(jié)果表明該3種耦合算法預(yù)測(cè)的振動(dòng)差異不大,噪聲分布有一定差異,并總結(jié)了引起噪聲差異的主要原因;建立剛性曲軸和柔性曲軸下整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)果表明剛