发动机的流体润滑研究论文_胡晓晴

发动机的流体润滑研究论文_胡晓晴

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一、发动机流体润滑的重要性

发动机的流体润滑对于发动机的日常使用和具体的设计开发尤为重要,在实际的发动机研究中,对于发动机的流体润滑方面的研究主要集中在对于发动机的稳定性和可靠性以及经济性等方面,这几个方面的考虑因素决定着发动机的最终产出,因此在实际的发动机生产过程中,应该注意对于发动机的设计和开发,从设计的角度考虑发动机的流体润滑性能是否符合现有的要求和规范,并且最重要的要结合实际的使用感受对其进行改进和提高,从基础的层面进行细致的考虑。

(一)提高发动机的整体使用性能

发动机的使用性能主要表现在主要的动力方面,动力足够并且设计可靠的发动机最为人们所青睐,因此在实际的发动机的研究和生产过程中,应该对于发动机的流体润滑进行研究,从润滑的方面进行设计和开发,保证发动机在高速运转的情况下能够产生一定的润滑效果,保证活塞及其他零部件的使用流畅,以此就会提高发动机的使用性能。

(二)保证发动机的产能效益

发动机的使用和实际的开发以及产出依靠的是可靠的使用性能和主要的使用感受,在实际的使用过程中,发动机能否良好的运行和实际的进行动力输出是衡量发动机重要的技术指标,因此在实际的生产过程中应该考虑发动机的实际流体润滑效果是否能够符合实际的使用需求,从而可以提高发动机的产量,带来可观的经济效益。

(三)完善技术的革新

发动机的出现使得蒸汽时代得以结束,并且为人民的生活和工作带来了更大的动力来源,因此作为主要动力输出设备的发动机在实际的使用过程中,能否在最大程度上降低油耗、提高性能是最主要的开发研究技术,在这其中,提高关于发动机的流体润滑性能将在很大程度上完善现有的技术,并且对于技术是一种革新。

二、发动机流体润滑常见故障

发动机作为主要的动力设备,在实际的使用过程中难免会出现一些影响发动机运转和运行的问题,这些问题的出现一方面是由于发动机本身的质量出现问题,而另一方面就是对于发动机的流体润滑工程没有做到位,使得发动机的正常运转受到润滑方面出现问题的影响。

(一)润滑系统的压力过高

润滑系统在整个发动机当中非常重要,尤其当发动机处在快速运转的过程中,运转的速度对于润滑的要求非常高,因此,润滑不到位将使得发动机的使用受到严重影响,主要原因在于,发动机中的滤油器在正常使用的过程中容易被油污堵塞,导致机油泵限压阀无法开启或开启困难,进而导致润滑效果降低,影响发动机的正常运转。

(二)润滑系统的压力过低

发动机中润滑系统压力过高是导致发动机运转流体润滑故障中的一个影响因素,除此之外,润滑系统的压力过低也是很大的影响因素,润滑系统的压力过低将产生润滑剂的输送不及时,从而导致发动机在实际的运转过程中容易产生过热的情况,出现发动机体停转,因而就体现出在流体润滑过程中出现问题,影响发动机的正常运转和使用。

(三)润滑油消耗量过大

发动机的流体润滑系统在实际的运行过程中极易出现油耗量过大的情况,这其中主要的原因在于发动机的流体润滑设计主要根据发动机的设计进行,在基础的设计和开发过程中结合发动机的腔体进行构造的改进,从而使得流体润滑的过程中在一定程度上受到发动机的构成影响,从而产生过多的油耗量,使得流体润滑过程出现问题。

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三、发动机流体润滑具体研究

发动机的具体运行过程中需要依靠完善的润滑系统作为主要的润滑保障,因此在实际的流体润滑当中,应该结合实际的发动机运行情况对流体润滑进行研究和分析,从中发现问题并进行及时的解决,逐步的提高流体润滑在发动机中的可靠性,从而提高发动机的运行效率。

(一)形成流体润滑膜

在一定的条件下,两摩擦表面可以被一薄层粘性流体完全分开,并由所建立的流体膜压力平衡外载荷,这种状态称为流体润滑。由于两摩擦表面不直接接触,当两表面发生相对运动时,就只在流体的分子间发生摩擦,而流体润滑的摩擦性质完全决定于流体的粘性。所用的粘性流体可以是液体,如各种润滑油和水,也可以是气体,如空气、氢,氦等,前者称之为液体润滑,后者称之为气体润滑。

流体润滑有很多优点,主要是:摩擦系数很小(完全液体润滑时通常约为0.001~0.008,气体润滑时则更小),所以由摩擦引起的功率损失也小,并可大大降低磨损和改善摩擦副的工作性能,延长其使用寿命。

(二)流体润滑膜分类

1、流体静力润滑

依靠外部的油泵把压力油送入支承面,把两表面隔开,从而建立润滑油膜支承外载荷。工作时,压力油由供油孔进入油腔,然后从间隙周围流出。在流体静力润滑轴承中,油膜的承载能力决定于轴承的尺寸、供油压力Ps、间隙h及润滑油粘度η,而与两表面间的相对运动速度U无关。因此,它在很高或很低的速度下均能可靠地工作。

2、流体动力润滑

则系由摩擦表面的几何形状和相对运动,借助粘性流体的动力学作用,使其产生润滑油膜压力来支持外载荷。根据两表面间几何形状、相对运动速度和承载区表面变形等的不同,它又可分为以下几种:

(1)靠两表面间的收敛楔形间隙形成流体动力油膜。有了楔形收敛间隙,再加上运动件有足够的速度U和一定的润滑剂粘度η,就可能建立起流体动力油膜,产生压力p并支承载荷W。根据理论研究和实验验证,两表面间的形状,也可以是曲线形或一斜线和一平行直线组成的收敛形,甚至两段平行直线所组成的收敛阶梯形,它们均能产生流体动压力。

(2)靠油的压力效应及两金属表面受载时的弹性变形形成流体动力油膜。在齿轮、凸轮及滚动轴承等滚动零件工作时,由于受载前为线接触或点接触,受载时接触区内的压力很大有时(可达p=3GN/m2或更高)。在这样高的压力下,金属表面将发生弹性变形,并且润滑油的粘度也将显著增高。这二者的综合作用,可使表面建立起一层很薄的压力油膜。这种润滑称为弹性流体动力润滑。

(3)靠两表面间的法向挤压运动建立油膜压力。,上板C以速度矿=dh/dt向下板D作法向接近时,油层中将产生压力,迫使润滑油向间隙周围流出,并支承外载荷,这种油膜称为挤压油膜。因此如果两金属表面间能建立一层完整的流体润滑膜,则表面间几乎可以不发生磨损。但如果某些条件不完备,则因金属表面上有粗糙不平,就会产生局部接触,破坏润滑膜的连续性。这时的润滑状态就不再是完全的流体润滑,而变为不完全的流体润滑或边界润滑。

四、总结

总之,对于发动机的流体润滑,润滑膜的引入具有一定程度上的研究意义,但并不是全部的理论依据,因此,要结合实际的情况对其进行研究,合理的选择新型的润滑方式和润滑剂,进一步提高发动机的润滑水平。

参考文献:

[1]林琼. 基于试验与仿真分析的发动机运动件摩擦耦合动力学研究[D].浙江大学,2018.

[2]石志华,刘秀清,郭振杰.发动机滑动轴承的弹性流体润滑设计[J].轴承,2017(06):9-10+39.

[3]林克伟.发动机的流体润滑研究[J].科技经济市场,2016(03):21.

论文作者:胡晓晴

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期

论文发表时间:2019/9/19

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