发动机曲轴磨损特性研究

发动机曲轴磨损特性研究

摘要:利用摩擦磨损试验机对速度、载荷、间隙等因素对发动机曲轴磨损特性的影响进行研究。在不同工况下(速度、载荷、间隙)进行了正交试验,试验结果表明,在完全润滑状态下,速度对曲轴磨损量的影响较显著,载荷和间隙对磨损量的影响相对较小。

关键词:柴油机曲轴摩擦磨损正交试验

Abstact:The influence of speed ,load,gap etc on wear characteristics of crankshaft in engine was studied by testing machine. We conducted orthogonal test under different conditions. The results show that: In the full lubrication situation, the influence of the speed on wearing capacity is obvious, the load and gap is smaller.

Keywords:Engine；Crankshaft；wear；Orthogonal test

近些年来发动机摩擦副的摩擦磨损问题越来越突出。由于发动机使用条件和要求的严酷性,曲轴是发生故障较多的构件之一。在实际工程中发动机越来越向重载、高速的方向发展,如何使发动机曲轴在高速、重载的情况下仍然能够保持良好的摩擦润滑性能对发动机的寿命起着很重要的作用。本文通过摩擦磨损试验,研究在工况条件下速度变化、载荷变化、间隙对连曲轴磨损特性的影响。

1 试验方法

试验内容:通过磨损特性试验,研究速度、载荷、间隙对发动机曲轴磨损特性的影响。

试验装置及试验步骤:摩擦磨损试验机,摩擦磨损试验机由动力系统、数据采集系统和控制系统三部分组成。电子天平:精度为0.1mg。千分尺:外径测量仪。(1)用千分尺测量试验前、后装配过盈配合的曲轴的外径。(2)用电子天平测量试验前、后曲轴的重量得出磨损量。

(1)确定目标函数:以曲轴的磨损量为目标函数。(2)确定因素、水平:以速度、载荷、间隙为试验三因素,并且每个因素有三个水平。(3)确定正交实验表:设计三因素三水平的正交实验表最终得出实验表。按照正交表中规定的水平组合,要进行9组试验。

2 正交试验结果分析研究

在试验前后,用电子天平测量曲轴的重量,得出试验的磨损量,将数据计入该表格。根据正交试验方法计算各水平的水平和、水平值。

由表1可以得出,速度因素:.载荷因素:.间隙因素:.各因素各列的极差差距较大,表明每个因素的水平变化对结果影响不一样。极差越大,表明该因素数值的变化对试验目标函数数值的影响越大。因此影响发动机曲轴磨损量的因素主次顺序为:速度、载荷、间隙。

在实际工况中,要以适当的小磨损量为目标,所以9号试验组合磨损量最小,即是最佳试验方案,为以后凸轮的磨合磨损提供了基础。并

不是随着载荷的逐渐增大,磨损量也无限制增加,当所施加的载荷到达一定数值时,曲轴的磨损量会随着载荷的增加而呈现减小的趋势。

3 结语

(1)对曲轴磨损量影响从大到小依次为:速度、载荷、间隙,为曲轴的优化设计提供了理论依据。

(2)在摩擦磨损初期,载荷对曲轴磨损量影响较大,但到一定程度后,随着载荷逐渐变大看,磨损量逐渐下降。

(3)正交试验能够很好的确定优化参数组合。

参考文献

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