接觸應(yīng)力及潤(rùn)滑油膜對(duì)凸輪磨損影響的研究.pdf

1、凸輪是配氣機(jī)構(gòu)氣門實(shí)現(xiàn)精確開(kāi)閉的主要構(gòu)件，發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪由于設(shè)計(jì)使用等原因，常發(fā)生表面磨損失效現(xiàn)象。本文以柴油機(jī)凸輪為研究對(duì)象，采用動(dòng)力學(xué)單質(zhì)量模型在MATLAB軟件環(huán)境下編程，在ADAMS軟件下建立動(dòng)力學(xué)仿真模型，分別計(jì)算分析了凸輪在柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的接觸應(yīng)力，并進(jìn)行了相互驗(yàn)證，討論了兩種計(jì)算結(jié)果存在差異的原因。根據(jù)得到的凸輪接觸應(yīng)力，判斷凸輪易發(fā)生磨損的區(qū)域及磨損形式。運(yùn)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)編制了程序，計(jì)算了潤(rùn)滑油溫度在90℃時(shí)，凸輪

2、在標(biāo)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(duì)凸輪磨損的影響，并對(duì)凸輪的設(shè)計(jì)及改進(jìn)提出了建議。
　　建立了配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)單質(zhì)量模型，根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)參數(shù)，擬合挺柱升程函數(shù)，并應(yīng)用MATLAB軟件編寫柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速下凸輪接觸應(yīng)力程序。仿真結(jié)果顯示，接觸應(yīng)力最大值處于凸輪桃尖部位。標(biāo)定轉(zhuǎn)速下，凸輪接觸應(yīng)力曲線變化幅值較大，表明在此工況下配氣機(jī)構(gòu)的振動(dòng)較大。
　　根據(jù)柴油機(jī)配氣機(jī)構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用ADAM

3、S軟件建立配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型。對(duì)柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下接觸應(yīng)力進(jìn)行模擬，并與動(dòng)力學(xué)單質(zhì)量模型計(jì)算結(jié)果相互驗(yàn)證。仿真結(jié)果證明理論計(jì)算與模擬分析結(jié)果基本吻合；由接觸應(yīng)力曲線可知，接觸應(yīng)力是周期性變化的，在凸輪桃尖發(fā)生接觸時(shí)，接觸應(yīng)力達(dá)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(dòng)力潤(rùn)滑的最小油膜厚度、膜厚比的計(jì)算方法，應(yīng)用MATLAB編寫柴油機(jī)標(biāo)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(shí)接觸位置處的潤(rùn)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(rùn)滑狀態(tài)，摩擦表面不足以被油膜隔開(kāi)。同時(shí)，該區(qū)域內(nèi)的滑動(dòng)速度和內(nèi)載荷相對(duì)較大，容易導(dǎo)致凸輪失效的產(chǎn)生。由凸輪-挺柱在柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的接觸應(yīng)力計(jì)算結(jié)果可知，最大接觸應(yīng)力位置與最小油膜厚度的位置基本吻合，這時(shí)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(duì)凸輪磨損的影響，當(dāng)粗糙度減小時(shí)，膜厚比呈增大趨