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34 北京，2009年10月 APC联合学术年会论文集 内燃机工况对连杆轴承润滑性能影响的研究 刘利平，孙 军 （合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 230009） 摘 要：以某一四行程四缸柴油机为研究对象，基于实测的不同工况下气缸压力和动力学方法计算的连杆轴承负荷， 进行了不同工况下的连杆轴承润滑分析。结果表明，在全负荷不同转速情况下，低转速时轴承最大油膜压力很大，额定转 速时最小油膜厚度值最小；在相同转速下，轴承最大油膜压力随负荷增加逐渐增大，平均摩擦功耗也随之逐渐增大。 关键词：柴油机；连杆轴承；润滑；工况 内燃机曲轴轴承是内燃机的主要摩擦副之 润滑油动力粘度η(Pa.s) 0.014347 一。近年来随着新型内燃机性能要求的提高，内 曲柄半径r(m) 0.059 燃机轴承的设计也在日益不断地更新和完善[1] 。 连杆长度l(m) 0.192 现代内燃机设计者追求的目标是：提高工作寿命 进油压力p (Pa) 2000 及可靠性，降低燃油耗，尽可能地提高输出功率， 0 连杆大头质量J (kg) 1.357 降低摩擦损失等等，对应于曲轴轴承来说，就要 2 连杆小头质量J (kg) 0.647 求减小尺寸，使用低粘度润滑油，在负载更高、 1 活塞质量J (kg) 1.459 油膜更薄的条件下工作，导致轴承的工作条件更 0 加苛刻，因此精确地预测曲轴轴承性能，对于提 高内燃机整机的寿命及可靠性具有十分重大的意 1 连杆轴承负荷计算 义。内燃机曲轴轴承的润滑性能将直接影响上述 [2,3] 目标能否实现，因此润滑性能的研究是内燃机曲 连杆轴承负荷采用动力计算方法 计算。 轴轴承最重要的研究方面之一。 计算中气缸压力通过内燃机台架试验实测获得， 以往曲轴轴承设计中的润滑分析一般都是在 结合作用的惯性力进行曲柄连杆机构受力分析得 同一工况（额定工况）下进行的，但在内燃机使 到连杆轴承负荷。分别计算了全负荷时转速为 用中由于环境等因素的影响，不同用途的内燃机 n=1200r/min、1600 r/min、2000 r/min、2200 r/min、 （特别是车用内燃机）很少工作在标定工况下， 2400 r/min 、2800 r/min 、3200 r/min 和转速 工作中其工况是不断变化的，因此对不同工况下 n=1800r/min 时负荷依次为0%、20%、40% 、60%、 的内燃机曲轴轴承进行润滑分析有一定的实际和 80%、100%的连杆轴承负荷。 学术价值。研究不同工况下的内燃机曲轴轴承润 计算得到全负荷下转速为 1200r/min、1600 滑性能，可以为轴承设计提供更全面的参考依据。