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船用柴油机曲轴主轴承润滑性能数值分析

2021-07-03邓飞云

舰船科学技术 2021年5期

邓飞云,蒋 磊

(1. 海军装备部驻上海地区第一军事代表室,上海 201913;2. 中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064)

0 引 言

曲轴主轴承是柴油机关键部件,其工作环境较为恶劣,运行时承受着较大的交变载荷[1-3]。随着柴油机技术发展和性能不断提高,曲轴主轴承所承受的负载越来越大。在运行过程中,需要在曲轴主轴颈表面形成一定厚度润滑油膜,必将增加摩擦损耗,加剧轴瓦磨损,降低机械效率。因此,相关特性研究对提高柴油机整机效率及可靠性具有非常重要的意义。

国内外针对柴油机曲轴主轴承润滑性能开展了大量工作[4-5]。随着研究不断深入,越来越多影响因素被考虑,数值仿真结果与曲轴主轴承实际运行状态逐渐接近。

本文针对某型船用柴油机,开展曲轴主轴承流体动压润滑数值分析。基于计算结果,对曲轴主轴瓦发生过度磨损的原因进行了对比分析,为曲轴主轴承进一步改进设计提供参考。

1 数值建模

1.1 几何模型

针对某16缸V型船用柴油机开展曲轴主轴承润滑特性数值分析。该机基本结构参数如表1所示。

根据设计图纸,建立柴油机曲柄连杆机构各零件三维实体模型。在此基础上,根据装配关系,完成三维装配体模型建立,如图1所示。

1.2 基本假设

建立柴油机曲轴主轴承流体润滑模型时,进行如下假设[1]:

表1 船用柴油机结构参数Tab. 1 Structural parameters of marine diesel engine

图1 曲柄连杆机构装配体三维模型Fig. 1 Three dimensional model of crank connecting rod mechanism assembly

1)润滑流体为层流运动;

2)润滑流体为牛顿流体;

3)由于膜厚较薄,沿油膜厚度方向忽略油膜压力的变化。……

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