第3期（总第224期） 2016年6月
车用发动机 VEHICLEENGINE
No .3 (Serial No .224 )
Jun.2016
直线度误差对活塞销轴承润滑性能的影响
周玮，廖日东，郭珍
（1：北京理工大学机械与车辆学院，北京100081：2中国北方发动机研究所（天津），天津300400）
摘要：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；研究了维形、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，有导致村套脱落、烧蚀的危险。
关键词：活塞销：轴承：直线度：误差：润滑 DOI: 10.3969/j.issn.1001-2222 .2016 .03 .009
中图分类号：TK421.33
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)03-0047-05
随着发动机强化程度的提高.活塞销轴承频频
出现衬套脱落、过度磨损等故障，严重影响了发动机工作可靠性。全浮式活塞销轴承运动规律复杂，工作条件恶劣，且由于采用飞溅润滑2了，即便正常工作时也常常处于混合润滑状态3，这使得对活塞销轴承的润滑分析非常困难，因此以往常常使用试验研究的方法，数值研究较少。
张俊岩等5采用引入了平均流量模型的扩展 Reynolds方程，计入活塞销的弹性变形，但不考虑充油率，对活塞销轴承的摩擦力和活塞销转动速度进行了数值求解，其转速与2006年Fridman等6利用谱分析方法得到的活塞销转速变化规律一样，而后者计算的该转速条件下的活塞销轴承接触压力分布与衬套磨损试验结果基本一致，说明了活塞销轴承润滑性能研究中数值计算的可靠性。出于加工制造工艺水平和经济性的考虑,形状公差在机械制造安装过程中是允许且不可避免的。形状公差的数量级与油膜厚度同是微来级，其数值和型式对轴承润滑产生的影响不可忽略。邹林峰等以发动机主轴颈为研究对象，研究了形位误差对滑动轴承润滑性能的影响机理。
为了探明形位误差是否影响到活塞销轴承工作可靠性，本研究针对圆柱度为0.006mm这一综合指标，研究了误差最大值都为0.006mm，但具体型
收稿日期：2015-12-24；修回日期：2016-06-15
式不同的形状误差对某活塞销轴承润滑性能的影响，为公差控制和设计提供理论依据
计入形状公差的油膜润滑控制方程
本研究用引人了润滑油填充率和平均流量模型的扩展Reynolds方程来计算轴承润滑性能5：
a1
hap+al
Yh
ax/+a12m
axl12n
a
()。(1)
Vi-a
（）+
2ax
式中：和2分别为轴承展开周向和轴向坐标；"为润滑油动力黏度：为润滑油填充率：h为油膜厚度；Vi和V分别为轴颈和轴瓦旋转的线速度；s 和分别为x方向和z方向的压力流量因子；9为剪切流量因子；为综合表面粗糙度。使用有限差分法解此方程。采用JFO质量守恒边界条件，具体参见文献5
形状公差的存在改变了轴承两接触表面的间隙形状，从而对润滑性能产生影响.其影响机理通过油膜厚度h体现，则包含形状公差的油膜厚度方程为
=()(の+()(。(2) 式中：（の)为刚性假设下的最小油膜厚度；（の）为压力起的弹性变形：§（伤为由表面粗糙度弓起的油膜厚度变量。
对沿轴向的公差Q（），本研究通过模拟不同
作者简介：周玮(1984—），女，博士，研究方向为结构强度与振动噪声；wei_8438@163.com。
通讯作者：离甘东（1972—），男，博士生导师，教投，研究方向为结构强度与振动噪声;liaord@bit.edu.cn，