柴油机用曲轴止推滑动轴承结构设计与承载特性数值模拟

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曲轴止推滑动轴承安装在发动机主轴承座上,用来平衡外部轴向力,起到轴向定位的作用。与其他内燃机相比,柴油发动机输出扭矩大,在工作过程中曲轴止推滑动轴承承受的轴向载荷大,尤其是在路况恶劣时,止推轴承润滑更困难,工作环境更加恶劣,承受的轴向力更大,而且温度更高。这对于传统的承载能力低、工作温度高的平面型止推滑动轴承来说是一个挑战。为提高柴油机用曲轴止推滑动轴承的承载特性、可靠性以满足在更加恶劣的工作环境下正常工作,本文基于流体动压润滑理论,使用单向热流-固耦合的方法,在考虑润滑油粘温特性的条件下,研究了斜-平面结构、双斜-平面结构以及双封油边斜-平面结构止推滑动轴承在不同结构不同工艺参数下的承载特性。具体工作如下:首先,因斜-平面结构曲轴止推滑动轴承与传统的斜-平面结构推力轴承相比,其尺寸小属于窄型推力轴承,因此传统斜-平面推力轴承的结论可能不适用于该结构,所以本文采用有限元分析方法,使用ANSYS软件,详细分析了轴瓦坡高比、斜面占长比、瓦块数、油膜厚度对斜-平面结构曲轴止推轴承承载特性的影响规律。因轴瓦尺寸小,宽度窄,所以又分析了不同瓦块数不同轴瓦坡高比的承载特性,并得出斜-平面结构设计的最优参数。其次,其它参数相同时,分析了斜面占长比、轴瓦坡高比对双斜-平面结构承载特性的影响规律,并对比了最优结构参数下双斜-平面结构与斜-平面结构的承载特性。最后,分析了双封油边斜平面结构宽度比对其承载特性影响规律,得到最优结构参数,并与斜-平面结构最优结构参数下承载特性做了对比。
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