Study on the measurement of oil-film pressure of engine main bearing by thin-film sensor — The influence of bearing deformation on pressure sensor output under engine operation

In a previous paper, oil-film pressure in an engine main bearing was measured by a using thin-film Manganin sensor. This sensor had adequate sensitivity to strain and temperature in terms of measurement principle. In this study, more accurate measurement of oil-film pressure was allowed by the formation of the newly developed thin-film strain sensor made of Ni-Cr-Al at the same location as that of the Manganin pressure sensor, and the correction of measurement errors caused by strain. The characteristics of bearing metal surface strain varied by engine operating conditions are also shown in this paper.     

曲轴轴承系统动力学和摩擦学行为耦合分析

以多柔体动力学理论为基础,建立了某4缸柴油机曲轴—轴承系统考虑主轴承摩擦学特性的ADAMS动力学仿真模型,求解得到曲轴动力学响应和主轴承反力。在此基础上采用有限差分法进行主轴承润滑分析,得到各个主轴承最大油膜压力和最小油膜厚度的动态变化规律。计算结果表明,曲轴各个主轴颈的径向振动响应,各主轴承反力、最大油膜压力和最小油膜厚度具有结构对称性。     

内燃机曲轴系统动力学与动力润滑耦合仿真

建立某V8增压柴油机曲轴轴系动力学与轴承油膜动力润滑耦合仿真模型,并通过相应试验数据进行校核。通过耦合仿真计算获得各质量点扭振角位移和共振频率,以及轴承载荷、轴心轨迹、最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦功耗等参数。结果表明,主轴承5润滑性能最好,主轴承4则最差。与不考虑油膜动力润滑的计算结果对比,自由端扭振角位移幅值降低9%,扭振附加应力最大降低10.8%。     

弹性环阻尼器对涡轮增压器转子动力性能影响研究

以高速涡轮增压器滚珠轴承转子系统弹性环阻尼器(ERSFD)为研究对象,采用有限元分析以及挤压油膜理论对弹性环支承刚度、油膜压力场分布、油膜刚度阻尼以及滚珠轴承转子系统动力学特性等进行了分析研究,并与挤压油膜阻尼器(S F D)进行对比分析.研究发现,弹性环阻尼器的交叉刚度和阻尼很小,有效地改善了挤压油膜阻尼器刚度阻尼自由度耦合问题,刚度阻尼的非线性得到明显的抑制.采用六凸台弹性环阻尼器与滚珠轴承串联组合的增压器进行了台架试验,并与动力学计算结果进行了对比分析.     

车用发动机润滑系统最低润滑油供给量研究

以某1.8VVT发动机为研究对象,建立了发动机润滑系统计算模型和轴承动力学模型,对主油道压力、轴承处润滑油流量、轴承轴心轨迹、最小油膜厚度等参数进行了计算分析。通过计算轴承、凸轮和VVT系统等润滑系统关键部件的润滑油压力需求,获得了润滑系统在不同发动机转速下的最低润滑油压力,该计算结果可为润滑系统设计提供理论依据和边界条件。仿真计算结果表明:发动机润滑系统进油压力对轴承润滑的最小油膜厚度基本没有影响;原润滑系统供给润滑油的液压功率实测值超出理论需求值,最高可达72%,原润滑系统存在发动机中高转速工况下供油过量的问题。     

直线度误差对活塞销轴承润滑性能的影响

基于Reynolds润滑方程和油膜厚度方程,研究了直线度误差对轴承润滑性能的影响,建立了轴向几何型线的数学表达公式;针对某高速大功率柴油机,建立了详细的单缸计算分析仿真模型;研究了锥形、喇叭形、桶形和三角形误差对活塞销轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力、轴瓦最大摩擦力矩、平均摩擦功损失以及油膜温度变化曲线和温度场分布的影响规律.研究结果表明:不同活塞销直线度误差的素线形状对轴承润滑性能的影响不同,素线形状的极值点位置对活塞销动态特性和轴承润滑性能的影响较大,素线曲率的影响要小些;使活塞销素线形状失去对称性,或使活塞销刚度减小的误差,对轴承润滑不利,有导致衬套脱落、烧蚀的危险.     

考虑非稳态传热的高速汽油机主轴承润滑分析

针对一款高速汽油机主轴承内部润滑与摩擦磨损问题,考虑到轴承承载不均导致的轴瓦与润滑油非稳态传热,基于弹性流体动力润滑(EHD)和轴承动力学理论方法,通过迭代计算,得出该高速汽油机具有代表性的第三主轴承在最大转速(9500 r/min)时轴承内部精确的温度场与热变形,并以此为轴承新的几何轮廓边界条件分析轴承的实际润滑情况.结果表明,与未考虑轴瓦温度场及热变形相比,轴承润滑状态明显恶化,具体表现为轴承最小油膜厚度减小、最大油膜压力增大,且出现较严重的磨损.最后通过发动机台架试验测得轴承的实际工作情况,并与计算结果进行对比,计算结果与实际摩擦磨损情况吻合,验证了所用方法和所得研究结论的正确性.     

基于整体模型的发动机主轴承壁强度分析

对采用局部模型进行发动机主轴承壁强度分析的不足进行了研究,提出了包含完整机体与主轴承盖的整体模型的分析方法。针对某直列4缸柴油机,根据标定转速与最大转速2个工况下主轴承载荷曲线选取曲轴危险转角,以危险转角下主轴瓦的油膜压力与燃烧压力作为工作载荷,进行了基于整体模型的主轴承壁强度分析。结果表明,整体模型法能够更真实地反映主轴承壁的受力情况,提高了计算精度。     

基于压磁效应的汽车发动机机油压力检测方法研究

为准确检测汽车发动机润滑系统的机油压力,对一种利用铁基非晶态合金压磁效应实现发动机机油压力检测的方法进行了可行性研究.首先,设计了一种膜片压磁电感式压力传感器,论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.然后,通过试验,分析了传感器的静态特性以及温度、激磁电流强度、频率对输出的影响.试验结果表明,本文...     

柴油机连杆小头与活塞销轴承润滑特性分析

利用活塞连杆弹性流体动力学润滑(EHD)模型,研究了活塞销与连杆小头轴承的润滑特性。首先建立了活塞销、连杆及活塞的有限元模型,并对其进行了自由度缩减,然后建立了连杆小头轴承EHD仿真模型。通过分析连杆小头轴承油膜厚度、油膜压力、粗糙接触压力等轴承润滑特性参数,研究了不同配合间隙、活塞销和连杆小头刚度匹配等参数对润滑的影响,分析了柴油机在工作过程中出现连杆小头衬套异常烧蚀的故障原因。结果表明,活塞销与连杆小头刚度匹配、连杆小头间隙对连杆小头轴承润滑特性有较大的影响。     

应用Excite Designer对汽油机进行曲轴轴系分析

为解决曲轴轴瓦间隙不合理而造成的轴瓦易磨损问题,本文运用AVL—Excite Desirer对直列四缸汽油机机曲轴轴系进行了模拟分析,得到曲轴主轴承设计间隙下限情况下（目前设计间隙0．024-0．048）的各主轴承相关参数。同时就主轴承间隙对最小油膜厚度和最大油膜压力的影响进行了对比分析,得到了最佳的主轴承设计间隙,为曲轴主轴承的间隙设计提供了依据。     

Numerical modeling of journal bearing considering both elastohydrodynamic lubrication and multi-flexible-body dynamics

This study uses an elastohydrodynamic lubrication model coupled with multi-flexible-body dynamics (MFBD) to analyze dynamic bearing lubrication characteristics, such as pressure distribution and oil film thickness. To solve the coupled fluid-structure interaction system, this study uses an MFBD solver and an elastohydrodynamics module. The elastohydrodynamics module passes its force and torque data to the MFBD solver, which can solve general dynamic systems that include rigid and flexible bodies, joints, forces, and contact elements. The MFBD solver analyzes the positions, velocities, and accelerations of the multi-flexible-body system while incorporating the pressure distribution results of the elastohydrodynamics module. The MFBD solver then passes the position and velocity information back to the elastohydrodynamics solver, which reanalyzes the force, torque, and pressure distribution. This iteration is continued throughout the analysis time period. Other functions, such as mesh grid control and oil hole and groove effects, are also implemented. Numerical examples for bearing lubrication systems are demonstrated.     

基于气电转换的发动机缸体在线测量系统

工业计算机控制的发动机缸体测量系统是由气动测量芯轴和差压式测量回路等组成,系统采用气电转换技术,在线自动测量发动机缸孔和主轴承孔并分组打号,满足了生产现场高精度测量的要求。     

同步器摩擦传动机理建模与材料参数影响研究

为探明摩擦副材料参数对同步器同步过程的影响,建立了油膜压力、微凸体压力、同步环轴向力和同步转矩4个模型。利用4阶Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合求解,求得同步过程中油膜厚度、转速差、黏性转矩、粗糙接触转矩以及总转矩变化曲线。对所建模型进行试验验证后,利用所建模型研究了摩擦材料渗透性、摩擦副表面联合粗糙度、摩擦副当量弹性模量、摩擦因数变化规律对同步过程的影响。结果表明：摩擦材料渗透性减小导致油膜厚度变化速率下降,黏性转矩和粗糙接触响应延迟,同步时间延长;摩擦副表面联合粗糙度增大致使最小油膜厚度增大,黏性转矩峰值减小,粗糙接触转矩响应加快,同步时间缩短;摩擦副当量弹性模量增大导致最小油膜厚度增大,粗糙接触转矩增大,同步时间缩短;正斜率摩擦因数下粗糙接触转矩大于负斜率摩擦因数下粗糙接触转矩,同步时间相对较短。     

振弦式压力传感器在桥梁索力监测中的应用

从振弦式压力传感器的工作原理、结构特点和技术指标几个方面,系统地介绍了振弦式压力传感器在桥梁索力张拉过程中的检测原理与特点,结合具体的工程实例对这种传感器进行了研究分析,研究发现压力传感器读数仪测出的数值与张拉千斤顶的油表读数之间存在差值,结果表明：振弦式压力传感器在索力检测过程中所测出的数值是真实可靠的。     

气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响

以弹流润滑理论为基础,发展了一种活塞环三维弹性流体动压润滑数值分析模型。为了研究气缸套径向变形对活塞环弹流润滑性能的影响,建立了椭圆形气缸套模型,分析了气缸套不同变形量时的油膜压力、油膜厚度和润滑表面弹性变形等性能参数。计算结果表明,气缸套径向发生变形时,油膜压力分布、最大油膜压力、油膜厚度分布、最小油膜厚度以及润滑表面弹性变形等都会发生明显变化。因此,分析活塞环弹流润滑性能时考虑气缸套径向变形的影响是非常必要的。此外,为了提高活塞环润滑性能应尽量减少气缸套和活塞环的径向变形量。     

湿滑条件下基于真实纹理道面的机轮着陆滑水行为解析

湿滑条件下的着陆滑跑是航空事故的高发区。为较为真实地反映湿滑条件下机轮的滑跑行为，需要建立包含真实道面纹理特征的滑跑模型。在提取真实道面形貌特征的基础上，通过解析湿滑条件下的机轮滑跑行为进一步反算其遵循的摩擦关系，以获得更加接近真实条件的摩擦模型；然后运用欧拉-拉格朗日（CEL）算法建立基于真实纹理形貌特征的道面-水膜-轮组的流固耦合模型，以摩擦因数、动水压力为分析指标来探讨速度、滑移率、水膜厚度以及道面类型对机轮滑水行为的作用规律，进而为提高飞机着陆的安全性提供理论参考。研究结果表明：A320型飞机着陆可能滑漂的危险区段为刚刚着陆阶段，随着速度的降低，道面支撑力会逐渐增大，而动水压力将逐渐减小；随着滑移率的增加，动水压力呈现出先减小后增大的趋势，当滑移率为0.15时，动水压力达到最小；关于水膜厚度的影响，水膜厚度小于3 mm时不会发生滑漂，而水膜厚度大于10 mm时极可能发生滑漂；当水膜厚度为7 mm时动水压力与飞机滑行速度、滑移率的相关性较大，可视为机轮发生滑漂的临界状态；最后，在其他条件一致的情况下，各道面类型的抗滑性排序为SMA > OGFC > AC > 平滑道面。因此，湿滑条件下，控制飞机着陆的初始速度和滑移率是减小航空事故、提高机场安全运行的有力保障。     

发动机止推片轴向加载测试装置的开发

开发出由触摸屏、可编程控制器、止推片温度传感器、止推轴承套座组成的止推片测试装置,实现了止推片轴向负荷的加载和止推片温度的准确检测。     

柴油机主轴承座的有限元强度分析

对某直列6缸柴油机提高增压压力后主轴承座的结构强度进行了有限元分析。建立了主轴承座的局部模型,其中通过约束接触面对应节点在某些方向的相对位移来模拟接触关系,主轴瓦过盈和螺栓预紧力通过热胀冷缩实现。采用Engdyn软件中曲轴动力学模型与弹性流体动力学润滑相耦合的方法计算主轴承载荷,根据经验确定了5种危险点产生应力峰值的主轴承载荷状况;根据有限元计算结果确定了6个危险点,用Smith图得出了各危险点的疲劳安全系数。结果表明,主轴承座、主轴承盖各危险点安全系数均满足要求。     

风冷柴油发动机烧瓦抱轴故障原因分析

烧瓦抱轴是风冷柴油机的常见故障，经分析认为主要是由高温，润滑油劣化和修理不当造成的，在使用过程中应注意保持风冷柴油机各散热片通道畅通和一定的风室压力，使用生产厂家指定的润滑油和采用合理的轴承修理装配工艺。