车用发动机轴承低摩擦涂层技术的发展动向

近年来．为改善发动机的燃油经济性和减少排放，汽车制造商趋向于采用怠速一停止系统、混合动力、小型化发动机、低黏度机油等新技术，发动机轴承的工作环境也因此而变得更为苛刻。通常情况下，轴承在流体润滑状态下工作，但在采用上述技术的情况下，要在不影响轴承可靠性的前提下延长其工作寿命，就必须使轴承在混合润滑或边界润滑状态下工作。为应对轴承工作环境的变化，必须降低轴承摩擦。通过二硫化钼喷丸处理、固体润滑涂层等应用实例，介绍近年来降低轴承表面摩擦因数的相关技术发展动向。     

适用于混合动力车及起动一停车系统的带有聚合物涂层的发动机轴承

内燃机零部件禁止使用铅作为合金元素的法规和降低发动机排放的法规相继实施，对轴瓦的设计和功能产生了十分重要的影响。现已证明，由于制造商趋向于采用起动一停车系统、混合动力、发动机小型化和低黏度机油等各种技术来降低发动机的燃油耗和排放，轴瓦的工作环境变得更具挑战性。发动机轴承通常是在液力润滑状态下工作的，但是，在采用上述技术的同时，要在不危及轴承系统耐久性的情况下延长轴承使用寿命，就不得不在混合润滑或边界润滑状态下工作。可以认为，商用车领域也将开始采用这些技术策略来达到规定的目标。针对这种颇具挑战性的轴承工作环境，Mahle公司开发了一种获专利的无铅聚合物轴瓦表面涂层。这种涂层的基体材料是一种高强度、耐高温、耐化学腐蚀的聚合物。在添加固态润滑剂、金属填充物、黏合增进剂和固化剂后，能使轴瓦具备理想的性能。试验台和发动机试验的结果证实，与传统无表面涂层的轴瓦材料相比，新开发的聚合物涂层材料具有良好的耐磨性和耐疲劳性。这种涂料适用于涂覆在被广泛使用的铝基和铜基底材上。着重阐述新技术对轴瓦工作环境的影响，并介绍一种能改善轴承系统可靠性和完整性的无铅聚合物涂层解决方案。     

降低汽车燃油耗的摩擦学技术

降低发动机燃油耗和减少二氧化碳排放是满足日趋严格的排放法规要求的必经之路。针对降低发动机燃油耗的课题,以发动机周边零部件为中心,着重介绍丰田汽车公司开展的摩擦学相关研究。就利用摩擦学技术降低燃油耗的具体方法,阐述了在优化气缸内圆面（工作表面）、改进活塞组件、优化气门机构及曲轴轴承等方面采用的新技术和新工艺,评价了上述技术措施对降低燃油耗及二氧化碳排放的效果。同时指出,即便是当代先进的内燃机。在利用摩擦学技术与手段优化其内部摩擦及降低燃油耗方面．仍具有很大的发展潜力。     

以优化曲轴为目的的创新轴承设计

由于发动机功率和缸内最高燃烧压力不断提高，在相同甚至较小尺寸的情况下，对发动机零件的要求越来越高。轴承的承载能力和曲轴的结构强度越来越接近临界线。ThyssenKrupp和IAV公司提出一种创新的轴承理念，可明显改善曲轴的强度。     

柴油机曲轴轴系的柔性多体动力学仿真分析

以曲轴有限元模型为基础,建立了包括活塞、连杆、飞轮和减振器皮带轮在内的三维实体曲轴系统多体动力学模型.通过进行曲轴系统在发动机工作状态下的柔性多体动力学仿真计算,求出了柴油机在不同工况下的扭矩输出特性和各主轴承在一个工作循环内的载荷变化情况,分析了曲轴在实际安装和运行状态下的扭振响应特性,并将计算与实测的结果进行了比较,证明柔性多体动力学仿真分析的结果是可靠的.     

柴油机轴承穴蚀原因分析及预防措施

往复式发动机里使用的滑动轴承在某些工作条件下有可能受到穴蚀的影响。由于小气泡的产生和随即破灭引起高压脉冲，所以轴承表面易局部受损。这种现象主要发生在当对现有发动机进行强化或改变轴承设计及其周围环境时。 受环保法规的推动，发动机设计师进一步提高了甚至更小型和更轻量化发动机的效率和功率密度。结果，整个曲轴机构及其轴承座的弹性变形增大，从而恶化了轴承的工作条件。 虽然现在通过广泛使用计算流体动力学（CFD）方法能够成功地模拟某些型式的穴蚀，但是轴承内的机油流动情况仍然太复杂以致其不可能被一个全尺寸模型所涵盖。 适用于标准轴承评价的最普通的方法是采用基于雷诺方程数值解的弹性流体动力学程序。与此同时，还扩展采用了可使机油平衡更为精确的质量守恒定律。通过结合使用某种观察曲轴机构机油流动定时的工具，可以分析大多数轴承穴蚀现象。 本文论及与引起轴承穴蚀有关的主要因素。通过给出若干实例，描述最常见的轴承穴蚀现象，并展示了其与模拟结果之间的相互关系。接着，编制了一个各种影响因素的结构矩阵，并推导出一个关于防止穴蚀的轴承设计工作流程。 为了证明所介绍方法的优点，对一新设计的发动机进行了预防连杆大端轴承穴蚀的分析。在文章的最后进行了总结并对未来发展进行了展望。     

通过分析机油中的磨损颗粒诊断柴油机的故障

为了通过对发动机中所用的机油进行分析来诊断柴油机的内部状态，故障地造成了下述两种型式的发动机故障并对其进行了分析研究．一种是使曲轴和主轴承或连杆大端轴承之间咬死；另一故障是使活塞和气缸套之间过热、通过应用铁粉记录图来分析抽取的机油试样中的磨损产物，从而揭示了柴油机损坏的严重程度与在的每一阶段中产生的磨损产物之间的相互关系。     

Mahle公司作为技术示范的小型化发动机——方案、设计和结构

发动机小型化是指减小排量和增压相结合。它使得汽油机完全有可能在获得良好行驶动力性能的同时降低燃油耗和CO2排放量。为了展示创新发动机小型化方案的可能性及其核心技术,Mahle公司开发出一台独具特色的发动机。该发动机排量1．2L,其全负荷性能指标使小型化效果达50％,同时具有将新欧洲行驶循环燃油耗和CO2排放量降低30％的潜力。     

利用虚拟发动机进行发火次序优化

现代发动机机械负荷和热负荷不断增大,迫切需要在多个方面大范围地对发动机结构进行优化。许多发动机零部件的开发过程是由计算机仿真支持的,目前这类开发技术相当先进和成熟,高度优化的产品不断涌现。不过,有些设计变量的优化(诸如发火次序)对发动机运行的影响涉及多个学科,目前仍具挑战性。在施加高燃烧压力的情况下,多缸商用发动机发火次序的合理布局对于减轻曲轴乃至整机振动和减轻主轴承负荷是一种有效的手段,与此同时,还能在保持进、排气系统良好流体动力学特性的情况下控制发动机的平衡。推荐的四冲程柴油机通用发火次序选择方法(尤其是其第一部分—基于曲轴系统扭转振动的发火次序优化法)是文章主题。德国FEV公司开发专用算法,为预定的曲轴布局产生一系列发火次序,然后针对其结果进行发动机仿真。此种方法可减少理论上可能的发火次序方案数,只剩下与给定发动机设计边界相符且技术上可行的方案。最后,对每种给定发火次序的影响,利用多准则优化技术(例如所推荐的愿望指数法)进行分析评估。针对典型的发动机结构和曲轴布局,给出技术上可行的发火次序方案数,是上述算法的一种进一步改进。文章介绍了确定发火次序方案数的方法,并以V16商用柴油机为例,介绍了发火次序对曲轴扭转振动的影响。     

内燃机曲轴电子综合测量仪的研制

内燃机机车轴孔径综合电子测量系统用以解决内燃机曲轴主轴颈、连杆颈的综合测量 ;机体轴承座孔、连杆座孔的综合测量 ;主轴承、连杆轴承的选配及装配后曲轴油隙是否合格的判定等问题 ,并可通过微机转储     

运用柴油机主轴承故障诊断系统仪准确判断化瓦故障

柴油机主轴承作为曲轴的动力承载部件，其运用状态的优劣对柴油机整体的正常工作具有重大的影响。其载荷状态、润滑条件在某种程度上来说是恶劣的，一旦主轴瓦出现严重磨损故障，就可能造成曲轴主轴颈的严重     

DF48型曲轴检修中常见的质量问题及解决方法

DF48型曲轴是柴油机中的重要部件之一．柴油机工作时，它承受着较大的周期交变的弯曲作用和扭转作用，使曲轴产生弯曲和扭转振动；又由于曲轴的高速回转及承受气体压力作用，造成曲轴主轴颈等处严重磨损，因此要求曲轴具有较大的抗弯和抗扭刚度，良好的动力平衡性能，较小的轴承载荷和扭转振幅以及较高的轴颈耐磨性。为此，保养、检修好曲轴就显得尤为重要。     

制造中速柴油机轴瓦的创新工艺

文章分析了现行中速柴油机发动机轴瓦的加工工艺,并介绍了针对曲轴轴瓦的创新加工工艺。论述了提供加工质量、改善零件的技术性能、降低制造工作量、节约材料以及提高劳动生产率等方面的途径。     

内燃机车柴油机曲轴电子综合测量仪的研制

在内燃机车柴油机检修过程中 ,柴油机曲轴的装配质量要求很高 ,实践证明 ,在现场测量中 ,由于用内、外径千分尺测量存在很大的客观因素和人为因素 ,致使测量的一致性、准确性较差 ,直接影响柴油机检修质量。为提高检修质量 ,我们设计了一套柴油机曲轴电子综合测量仪 ,用以解决柴没机曲轴主轴颈、连杆颈的测量 ;机体轴承座孔、连杆座孔的测量 ;主轴承、连杆轴承的选配及装配后曲轴油隙是否合格的判定等问题 ,可记忆有关数据及进行微机转储。1　曲轴电子综合测量仪的设计方案1.1　柴油机曲轴组件的技术要求 (以东风4 型机车为例 )1.1.1　主轴…     

铁道车辆用滚动轴承及其润滑技术——车轴用轴承(1)

在铁道车辆中,滚动轴承用作走行装置的车轴轴承及动力发生和传递的牵引电动机和驱动装置等的轴承,分别发挥着重要作用。这些轴承的故障对车辆的运行影响很大,因此,对滚动轴承的设计、生产和维护一向都特别重视。另外,各轴承在载荷、转速和润滑方法等方面不尽相同。本文在叙述各轴承特点的同时,就与高速化、轻量小型化、减少维护和提高耐久性等车辆新理念相适应的轴承和润滑技术进行了介绍。     

柴油机小型化

发动机小型化是一种趋势,在汽油机上已被广泛实施。柴油机研究人员在这方面已迈出了第1步,当然,在降低燃油耗和废气排放之间存在着尖锐的目标冲突,这已被成本核算所证实。Daimler汽车公司概略地阐述了柴油机小型化的可能性,但同时也面临挑战。     

CAE在柴油机设计开发中的应用

介绍了CAE在发动机研发中的作用,对某柴油机设计开发过程中所进行的整机热力学计算,轴系、阀系、燃油喷射系统分析,曲轴、连杆、主轴承壁、气缸盖一气缸套机体组的有限元计算,以及水套、气缸内气侧CFD分析的计算内容和方法进行了介绍.     

MTU柴油机新技术开发计划

ＭＴＵ公司是最近向专业新闻界公布了他们公司组成情况及在９０年代柴油机的开发计划。其开发目标是：降低柴油机有害排放物，使之符合未来的环境保护法；提高寿命，简化维修和降低费用；扩大电子技术的应用。具体项目有：“未来的轴承”，高疲劳强度曲轴，高强度全纤维铝活塞，优化喷射的电子装置，可变压缩比活塞以及采用陶瓷涡轮，全纤维压气机叶轮和空气轴承等。     

铁道车辆用轴承

轴承在铁道车辆上被广泛应用，例如车轴、主电动机、发动机、齿轮装置、辅助机械、受电弓及空调机等等。广义地说，销子、轴套也是轴承。轴承是在铁道车辆诞生时就开始的最重要零件之一。因此，目前轴承技术业已成熟，从而确保了当今轴承的高可靠性。     

12V240ZJ型柴油机曲轴烧瓦的原因及对策

概述了１２Ｖ２４０ＺＪ型柴油机曲轴主轴承，连杆轴承的工况及润滑原理，分析了可能导致轴承烧瓦失效的主要原因，并提出在检修时应采取的对策。