多缸內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承三維軸心軌跡的試驗研究.pdf

1、目前進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承軸心軌跡試驗測試一般都僅是測量曲軸軸頸中心在軸承橫截面中的運動軌跡。對于實際內(nèi)燃機(jī)工作情況,曲軸軸頸在軸承截面中進(jìn)行平面(二維)運動的同時,由于受多種因素(如曲軸受載變形等)的影響,還存在沿軸承軸線方向的運動。
　　 本文以某車用四缸四行程柴油機(jī)為對象,在內(nèi)燃機(jī)試驗臺架上進(jìn)行了多工況下的內(nèi)燃機(jī)曲軸主軸承三維(即同時包括軸頸在軸承截面中的平面運動和軸線方向運動)軸心軌跡實際測量。軸頸在曲軸軸承中的位置采用電

2、渦流傳感器測量并通過后處理計算獲得。此外,還進(jìn)行了不同工況下內(nèi)燃機(jī)各主軸承溫度主油道溫度和油底殼溫度等的試驗測量。研究結(jié)果表明:
　　 內(nèi)燃機(jī)工作中,曲軸軸承軸頸存在沿軸線方向的運動;實際內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承的軸心軌跡為三維空間曲線;一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的曲軸軸承軸心軌跡曲線是不封閉曲線;在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相同的情況下,轉(zhuǎn)速對曲軸軸承軸心軌跡曲線的總體形狀影響較大;在轉(zhuǎn)速相同的情況下,負(fù)荷對曲軸軸承軸心軌跡曲線的總體形狀的影響較小。曲軸軸承軸

3、頸沿軸線方向存在較大的移動量,其數(shù)值大于軸承徑向間隙;轉(zhuǎn)速越高,曲軸軸頸的最大軸向移動量越大。高轉(zhuǎn)速時,曲軸軸頸的最大軸向移動量隨著負(fù)荷的增加有較明顯的增加趨勢;較低轉(zhuǎn)速時,隨負(fù)荷的變化趨勢不明顯。負(fù)荷相同時,隨著轉(zhuǎn)速的升高,曲軸軸頸的最大軸向移動量基本呈現(xiàn)增加的變化趨勢。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速較低時,軸承軸頸的軸向運動在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的變化規(guī)律具有一定的周期性,變化周期數(shù)等于內(nèi)燃機(jī)的氣缸個數(shù),而高轉(zhuǎn)速情況下沒有明顯的變化規(guī)律性。轉(zhuǎn)速相同時,

4、在不同負(fù)荷下,曲軸軸承最小油膜厚度在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中有基本相同的變化趨勢。在低轉(zhuǎn)速下,曲軸軸承最小油膜厚度在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的最小值出現(xiàn)在靠近做功上止點時刻附近;轉(zhuǎn)速較高時,曲軸軸承最小油膜厚度在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的最小值一般出現(xiàn)在靠近進(jìn)氣上止點時刻附近。在轉(zhuǎn)速較低的情況下,負(fù)荷較大時曲軸軸承最小油膜厚度在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的最小值較小;而在較高轉(zhuǎn)速下,曲軸軸承最小油膜厚度在一個內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的最小值出現(xiàn)在負(fù)荷較小時。當(dāng)負(fù)

5、荷較小時,隨轉(zhuǎn)速增加,曲軸軸承最小油膜厚度的數(shù)值減小;負(fù)荷較大時,隨轉(zhuǎn)速升高,曲軸軸承最小油膜厚度的數(shù)值呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。
　　 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速相同時,隨負(fù)荷增加,主軸承溫度依次增加,主油道溫度和油底殼溫度也相應(yīng)增加。負(fù)荷相同時,隨轉(zhuǎn)速增加,主軸承溫度、主油道溫度和油底殼溫度都相應(yīng)增加。轉(zhuǎn)速較低時,主軸承溫度低于主油道溫度,轉(zhuǎn)速越低它們的差別越大;隨轉(zhuǎn)速升高,主軸承溫度逐漸接近主油道溫度;達(dá)到高轉(zhuǎn)速時,主軸承溫度將高于主油