接觸應力及潤滑油膜對凸輪磨損影響的研究.pdf

1、凸輪是配氣機構(gòu)氣門實現(xiàn)精確開閉的主要構(gòu)件，發(fā)動機凸輪由于設計使用等原因，常發(fā)生表面磨損失效現(xiàn)象。本文以柴油機凸輪為研究對象，采用動力學單質(zhì)量模型在MATLAB軟件環(huán)境下編程，在ADAMS軟件下建立動力學仿真模型，分別計算分析了凸輪在柴油機標定轉(zhuǎn)速下的接觸應力，并進行了相互驗證，討論了兩種計算結(jié)果存在差異的原因。根據(jù)得到的凸輪接觸應力，判斷凸輪易發(fā)生磨損的區(qū)域及磨損形式。運用MATLAB軟件設計編制了程序，計算了潤滑油溫度在90℃時，凸輪

2、在標定轉(zhuǎn)速下的最小油膜厚度和膜厚比。探討了凸輪與挺柱表面粗糙度的變換對凸輪磨損的影響，并對凸輪的設計及改進提出了建議。
　　建立了配氣機構(gòu)動力學單質(zhì)量模型，根據(jù)配氣機構(gòu)參數(shù)，擬合挺柱升程函數(shù)，并應用MATLAB軟件編寫柴油機標定轉(zhuǎn)速下凸輪接觸應力程序。仿真結(jié)果顯示，接觸應力最大值處于凸輪桃尖部位。標定轉(zhuǎn)速下，凸輪接觸應力曲線變化幅值較大，表明在此工況下配氣機構(gòu)的振動較大。
　　根據(jù)柴油機配氣機構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用ADAM

3、S軟件建立配氣機構(gòu)動力學仿真模型。對柴油機在標定轉(zhuǎn)速下接觸應力進行模擬，并與動力學單質(zhì)量模型計算結(jié)果相互驗證。仿真結(jié)果證明理論計算與模擬分析結(jié)果基本吻合；由接觸應力曲線可知，接觸應力是周期性變化的，在凸輪桃尖發(fā)生接觸時，接觸應力達到了最大值，并且由于該處凸輪輪廓線的曲率半徑最小，容易引起凸輪的磨損。
　　根據(jù)凸輪彈性流體動力潤滑的最小油膜厚度、膜厚比的計算方法，應用MATLAB編寫柴油機標定轉(zhuǎn)速下凸輪最小油膜厚度及膜厚比程序，仿真

4、得出凸輪-挺柱工作時接觸位置處的潤滑油膜厚度及膜厚比。結(jié)果顯示，凸輪桃尖區(qū)域的油膜厚度最小，處于邊界潤滑狀態(tài)，摩擦表面不足以被油膜隔開。同時，該區(qū)域內(nèi)的滑動速度和內(nèi)載荷相對較大，容易導致凸輪失效的產(chǎn)生。由凸輪-挺柱在柴油機標定轉(zhuǎn)速下的接觸應力計算結(jié)果可知，最大接觸應力位置與最小油膜厚度的位置基本吻合，這時的油膜容易刺破，使凸輪-挺柱摩擦表面直接接觸，發(fā)生磨損。論文探討了凸輪-挺柱表面粗糙度對凸輪磨損的影響，當粗糙度減小時，膜厚比呈增大趨