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发动机轴承设计的发展FA马丁一些关于发动机的重要轴承设计技术的最新发现被突出了。但增加的计算能力的可用性,使轴承的条件被认为是更现实的假设。这些包括供油特性、油膜的历史,非圆轴承、惯性,由于期刊的影响,提高了预测中心的运动主要轴承载荷、灵活的轴承座和特殊轴承。这些参考文献进步了,连同他们如何影响预测插图轴承性能。实验证据也正在得到,这有助于验证,并给予信任的分析预测。关键词滑动轴承,轴承设计,流体动力润滑,轴承的压力,轴承座,油槽从发动机的机械配置石油电影流体力学看来,发动机轴承性能取决于许多依赖因素。这个文件强调了更重要的考虑因素,并且与他们最近的进展,发表和未发表的,遍布世界各地。在审查试图引用不只是这些进步,而是想说明他们如何延长性能预测,实验验证和特种轴承设计领域。从历史上看,在动态加载轴承设计的最初尝试,是根据特定的最大允许负荷(如适用从预测的最大承载面积除以负载定义),这仍然是一个有价值的参数。随着技术的图形和数字。虽然仍高度简化的解决水动力轴承模型,精干的到来,最小油膜厚度可作出估计,并作为判断一个比较新的发动机上使用的问题的可能性。对那些早先的预测方法的综合研究可以发现,在1967年由坎贝尔审查文件等我;作为案例,这曾经是一个拉斯顿和HORNSBYVEB的谷三600马力,600转/分柴油机大端轴承。近二十预测和各种来源的实验轨道杂志,其中以一,机械量讨论。大肠杆菌的法律程序中所包含的文件,同样的研究案例至今仍在使用的工人在这一领域今日(极性负荷图,图1(A)条;完整的数据,参考文献1)。它已经被用于在本次审查的预测能力,说明在随后提出了一些。在早期的预测方法所用的主要假设,许多人肯定不太现实,但作为权宜之计用于获取一个数学模型,可以在有限的计算能力,然后提供解决。这些假设包括圆形刚性轴承和一个完美的ISOVISCOUS牛顿石油供应。在许多情况下,轴承表面被假定为在发达地区供油油膜压力的特点和外部的关系不受干扰,主轴承载荷计算没有采取任何曲轴和曲轴箱的刚度帐户。在过去十年中增加计算能力,这就意味着那些早期的许多假设不再需要工作已进行了23对轴承形状弹性连杆轴承4,供油特性S6,油膜历史7,更现实的主轴承负荷分担89。这一点,在保持虽然有点晚了,与1967年的预言,从坎贝尔,其中指出这是作者的相信,通过持续不断的计算方法,并与强大的设计技术的迅速发展而日益认识正成为可用,在未来十年将显示进度,甚至比这本文试图描述更大。在设计技术作为改进的计算能力和更严格的方法结果的进步,开辟了一体化工作,将直接有利于更广泛领域的设计师。这包括考虑更现实的条件瞄准二少假设数据表示理解,以便更好地结果经营状况较好的预测(负载共享,热平衡)实验验证在这些类别各自的发展进程是非常重要的,每个部分补充了其他。由于需要节约能源和燃油经济性的大问题,许多引擎现在正在设计具有较高的功率重量比。对轴承的影响,减少由此产生的轴承尺寸,高比负荷和使用低粘度油。所有这些变化带来接近设计极限的轴承工作条件,从而把一个更大的重要性,不仅上材料和润滑剂的选择,但我也切合实际承载能力的预测。改进的水动力计算简化和快速的方法许多数据编制方法显示在此文件;有关VEB的大头钉,搵工时使用的短轴承的移动解决方案。在流动的概念已成功应用于在过去15年,是在其他地方详细解释。其强大的吸引力是它的方式分裂成两个部分期刊挤压和旋转,这使富力轨道计算并在每个时间步没有反复计算非常迅速的运动。为了完整的短轴承VEB的轴颈中心的轨道是在新的调查,包括在图2A(参考我在补充者)自动对焦的轨道,并在不同时期的变化新生力量最小油膜厚度各地。负载周期(由曲柄角度定义)如图3。这本书的作者的工作的第二部分是电影制作间隙圆压分布图12给出的最大动水压力比在任何特定负载点间隙圆。在图4插入的图表显示了与VEB的间隙循环轨道叠加膜压力图。请注意,这个轨道是不绘制相对空间传统的方法但在清关的地图,实际上是被一个角无动于衷整个周期,这样,应用负载方向始终向下。这是一个重要和宝贵的技术,当使用移动方法。最小油膜压力是从这些关系,并在整个负载周期变化的图4所示的主要部分。里奇在英国通用电力公司开发出一种新的半杂志为中心的轨道预测分析方法;它采用短轴承容易得到优化的解决方案,已经改善了短轴承的标准方法,在高偏心率准确性的VEB的大端轴承轨道如图2(B)项。这看起来非常类似于一个普通轴承有限的轨道,显然只发生在一个IBM145分之370计算机(前几年)16秒运行。最低油00033毫米(000013英寸)薄膜厚度比较表1与其他来源(包括有限的全球环境变化影响使用存储的数据的做法方案的结果见下一节)值。它被认为是在较严格的方法分布带轴承有限,但仍保持了快速解决方案的优势。油中的最小完整的运作周期膜厚度是最重要的参数来判断轴承的表现之一。它通常用来作为比较,代表了在有关预测与现有的类似经验型发动机轴承性能的主要因素。这是很难给出精确值最小油膜厚度的轴承损坏时可能出现的诸如高的轴承温度,不对中,供油不足,安排和不利的环境条件等因素都会产生效果。布克会给予一定的薄膜厚度对危险水平连杆轴承(适用于短轴承预测方法的使用)的指导。有限轴承理论用有限元法(有限元)解决有限轴承理论,通用汽车公司研究实验室2有能力考虑有不同的形状和也让在场的开槽。对于一个普通的圆轴承通用轴承从他们的有限元模型成功地曲线拟合的基本数据,并以此来建立一个快速的方法,通常计算时间从数小时缩短到数秒。这两INTERMAIN种方法已应用于马丁发动机轴承设计。拉斯顿VEB的大底,图2(C)和(D)显示了有限元程序和曲线拟合程序分别轴颈中心的轨道。这两个轨道上看起来非常相似,虽然有一个对曲线拟合程序显着节省计算时间。薄膜厚度比和我的两个最大油膜压力,部门首长进行了比较,图5(A)和(B)项。还要注意的是,从短轴承理论(图4)薄膜压力非常类似从有限的轴承有限元理论(图5B)这一点。现在有许多机构或有限差分有限元的2D解决方案,使供油特性上动水压力的能力产生影响。在标准VEB的案例,结合它的圆周凹槽,是不是说明了这样的效果适合,而不是一个18升汽油发动机INTERMAIN轴承将被使用。开头的图如图6所示,并进一步行动组可发现引用6和7。在图7的轨道上图显示了薄膜的厚度减少作为一个石油洞的存在而在本体。但是应当指出,在周期的最小油膜厚度不一定受到损害。一个设计方法已经制定了在冰川金属有限公司允许,在一个更完整的方式,在轴承的FEED功能的影响。它认为分为两类这些法利效果。第一个问题涉及到发达国家的压力过油养区(孔,槽等),轴承的传递地区产生不利影响。第二个涉及石油运输轴承内的其他投资收益电影的研究,并考虑到了有害的影响程度时,油膜耗尽而由于没有足够的石油可供菲力的承载轴承的面积。这第二类是有时被称为“油膜历史”。油膜历史关于历史和油膜轴承油膜的动态加载边界的基础性工作很多是率先在英国国家工程实验室,由已故机管局米尔恩,他的早逝留了一个空缺在这个非常专业的知识领域。米尔恩的做法视为是不断变化的模式和移动网相匹配的电影界。琼斯在冰川开发的另一种方法考虑节间流通,使用每个节点控制周围空间的边界固定的有限差分网格。后一种方法是比较容易通过,并已用于在INTERMAIN轴承分析(一孔馈送)在18升发动机。正如图7图所示的右手,与电影的历史轨迹形状一般的预测有很大的不同,当油膜史上的影响被忽略。尽管在最小的负载周期膜厚度的影响不大时,又是考虑油膜史,人们可以感知的案件(对于低供油压力实例)在该杂志的额外中心径向偏移可能会产生危险的小薄膜厚度。这强调了使用油膜史上节目中可能会遇到这些问题的重要性。同样的原则也被应用到VEB的大底承载力的研究和预测的情况下杂志和无油膜历史的中心路径显示在图2(E)和(F)分别。这个油膜史上降级为一个完全圆周槽轴承的影响不是一开始撰文预期。然而,效果相当显着的轨道上的右手边看到,图2(E)项和当地膜厚度(见表1)。从00036毫米(000014英寸)降低到00023毫米(000009英寸),一个重要的数额。薄膜厚度在整个负载周期(比)不同的趋势进行了比较,图8。顶部图显示(由线条的粗细)之间的有限轴承预测从不同来源(包括珀金斯发动机有限公司17)相似。瓦图中显示从VEB的发动机,我的实验结果,下图显示的预测考虑油膜历史。标记的点。甲,乙,丙帮助每个图进行比较的趋势。在这两个电影史上的预测和在B点的峰值比在一个较高的实验结果显示,与传统的方法(上图),他们几乎相同的高度。此外,随着电影史上另一个高峰是在C显然其中有与实验一致。而所有这一切都给出了电影的历史模型,有一种思想流派,这可能是偶然的广泛协议,因为轴承形状各不相同,但在实践中一直不断在理论假设为刚性和循环支持。惯性的影响在苏塞克斯大学的,有几个动态加载的发动机轴承方案已经开发了考虑对从轴心运动导致轴承间隙内装载质量加速度效应。德德14的方案有所不同,较近期的油膜力,导出的方式。基本方案认为,一个完整的2D溶液的雷诺方程和18升发动机轴承从这个结果非常相似,冰川(图7,上图)预测的。德德还制作了一个更快的方法,假设在轴向压力分布是抛物线。此相关的方程代入,让雷诺方程式二阶常微分方程,可通过直接矩阵求逆解决。系数矩阵是一个三对角之一,解决的办法是加速只用对角线,而不是所有的矩阵元素打交道了。这种方法只需要几分钟来计算。它不是像快速移动的方法,但大规模的惯性和槽影响,使一些优势。一个普通UNGROOVED轴承,一个完整的环形沟,或单洞(如狭窄的延长轴承宽度插槽充分考虑),可容纳在这个快速1D溶液。对于一个完整的部分沟2D溶液必须使用。表1比较实验和理论之间的最小油膜厚度为6VEB的X的谷三连杆轴承。为18升引擎使用德德的快速解决方案轴承轴颈中心的路径显示在图7左手图。无论是使用理论,有限或快速的方法,预测之间的滑动轴承,并与供油特点之一差异非常相似。这本期刊的群众运动关内的空间效果似乎并不在18升发动机轴承具有重要意义。作为一个练习,以显示一个大期刊质量的影响,选择了极端值(不一定意图信息研究所)表示趋势。较低的图7下雪的极端情况下,轨道的
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