原文传递
某型16V船用柴油机曲轴主轴承弹流润滑性能分析与优化研究
| 论文题名： | 某型16V船用柴油机曲轴主轴承弹流润滑性能分析与优化研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;曲轴主轴承;弹性流体;润滑性能;多目标优化 |
| 摘要： | 曲轴主轴承是发动机重要的承载与摩擦零部件，主要用于支撑曲柄连杆机构运动，实现能量的转换与输出。因此，开展曲轴主轴承润滑性能研究对减少发动机摩擦损失、提高机械效率、增加整机的可靠性及延长使用寿命均具有非常重要的意义。 本文以某型16V大功率船用柴油机为研究对象，对其曲轴主轴承流体润滑性能开展相关分析与优化研究工作。首先以流体润滑理论为基础，基于平均Reynolds方程建立了曲轴主轴承流体动压润滑数值模型。计算得到不同转速工况下各主轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、轴心轨迹以及摩擦功耗等润滑性能参数。经分析表明，标定工况下第五主轴承所承受的外载荷最大，油膜厚度最薄，润滑状态最为恶劣。在此基础上，通过计入润滑表面弹性变形，建立了曲轴主轴承弹流润滑数值模型。该模型中考虑了油槽、油孔、表面粗糙度等结构参数，滑油入口压力、流量、机油填充率以及滑油粘温粘压效应等性能参数对曲轴主轴承润滑性能的影响。经对计算结果分析发现，考虑润滑表面弹性变形时第五主轴承的油膜厚度最薄，发生磨损的几率最大，这与轴瓦磨损位置实际检测结果相吻合。 基于上述计算结果，本文建立了一个基于粒子群算法的多目标优化模型。优化变量包括主轴承间隙、轴瓦宽度、轴瓦表面粗糙度、油槽宽度及长度等，优化目标为曲轴主轴承总的摩擦损失及总的机油流量最小。通过超拉丁算法生成5000组试验样本点，并对其进行仿真计算，得到了最终的优化方案。经对比表明，优化后的曲轴主轴承，总的摩擦损失降低18.68%，总的机油流量降低了33.57%；第五主轴承最小油膜厚度增加了400.00%，最大油膜接触压力减少了54.71%，曲轴主轴承的润滑性能得到了有效地改善。本文研究工作为发动机曲轴主轴承润滑性能的分析与优化提供了参考。 |
| 作者： | 付艳 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 叶晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
