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基于双向流固耦合的高压供油泵主轴润滑分析

2021-04-16马运昌徐春龙唐诗泽

机械设计与制造工程 2021年3期

马运昌,张 翼,徐春龙,裴 健,唐诗泽

(1.中北大学能源与动力工程学院,山西 太原 030051) (2.中国北方发动机研究所,天津 300400)

高压供油泵作为内燃机燃油供给系统的主要部件,其工作状态不仅对内燃机性能、燃油经济性有影响,在内燃机节能减排、降低污染进程中也起着关键作用[1]。高压供油泵工作原理为通过凸轮轴的旋转带动挺柱做往复运动,进而使柱塞发生相对位移,依靠压力供给燃油或机油。在高压供油过程中主轴、轴承、轴承套等部位承受着不同方向上的交变载荷,工作环境较为恶劣。对于这些摩擦副多采用机油润滑的方式来减少磨损。机油会使零件表面粘连上一层微米级的油膜,既可以避免零件直接接触,也会快速带走摩擦所产生的热量[2-3]。对于径向轴承的润滑问题,近年来国内外学者们纷纷展开研究:Guo等[4]首次运用了Fluent对滑动轴承流体域仿真,稳态求解出油膜静压与温度;孟凡明[5]对比ANSYS中CFX和Fluent两种流体仿真软件的计算结果,两种软件计算的油膜压力值吻合较好;林起崟等[6]用水作为润滑介质,对轴瓦-润滑剂-轴颈进行流固耦合分析,得到油膜的温度场、流场和流固界面传热量;高庆水、张楚等[7-8]采用单相流和两相流分别计算油膜,发现两相流更接近实际值。现阶段对于润滑的研究大多是针对轴承展开的,且基本采用单项流固耦合模拟工况。然而实际润滑过程中流体与固体间是互相影响的,因此需要考虑双向流固耦合下的主轴润滑情况。……

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