以某六缸柴油机主轴承-主轴颈为研究对象,基于弹性流体润滑理论和微凸峰接触理论,考虑轴颈倾斜和主轴承表面粗糙度等因素,建立柔性整机体下的主轴承润滑特性模型,分析了主轴承表面型线对主轴承润滑特性与主轴颈振动特性的影响。结果表明,相比于不计入主轴承表面型线的结果,计入主轴承表面型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了75.53%,最大油膜压力减小了6.15%,平均摩擦损失降低了2%,主轴颈的水平弯曲振动幅值减小了6%,竖直弯曲振动幅值减小了5%,轴向振动和扭转振动幅值均减小了2%。随着主轴承表面型线高度的增加,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力减小,平均摩擦损失降低,最大粗糙接触压力的幅值和出现次数均降低;主轴颈的弯曲振动、轴向振动和扭转振动幅值均减小。

以某型柴油机主轴承为研究对象,计入主轴承表面粗糙度和弹性变形等因素,建立主轴承润滑状态的分析模型,分析了主轴承径向轴颈型线对润滑状态的影响。结果表明,与不考虑径向轴颈型线的计算结果相比,计入径向轴颈型线时,主轴承的最小油膜厚度增加了25.95%,最大油膜压力减小了17.69%,平均摩擦损失减小了6.14%,主轴颈倾斜现象有所改善。随着轴颈表面粗糙度的增加,主轴承的最小油膜厚度增加,最大油膜压力几乎不变,平均摩擦损失增加。

对金属橡胶减振器按照刚度参数进行选配或在最终的装配过程中,经常会发生静态或动态性能的差异.如果能以不更换金属橡胶块为前提,通过改变金属橡胶块的压缩长度来改变金属橡胶减振器的使用刚度,将可降低产品的废品率.在进行相关理论分析后,通过10组压缩试验对分析结果予以验证.试验结果还表明在刚度变化相同的情况下,金属橡胶块压缩长度改变值在“软化”处理时比“硬化”处理时要大.此方法有效地提高金属橡胶减振器的成品率,节省生产成本并提高资源的利用.

金属丝网弹性元件的阻尼具有滞后非线性特性,使得实际系统中阻尼力描述较为因难.在介绍几种非线性模型的基础上,主要分析了兼有干摩擦和线性阻尼特性的混合型阻尼模型,并以此建立了某金属丝网减振器的数学模型.参数辨识的结果表明,该模型能够合理反映兼有不同性质阻尼的滞后非线性特性.

综合考虑活塞环表面形貌、弹性变形、运动面型线影响,建立柴油机活塞环-缸套摩擦副的弹性流体动压润滑计算模型,分析活塞环表面纹理方向及粗糙度大小对活塞环窜气及摩擦功耗的影响。研究发现,随着转速的提升,活塞的窜气量及摩擦功耗会加剧,导致发动机效率降低;活塞环-缸套摩擦副的表面纹理方向影响窜气量和摩擦功耗,采用活塞环横向纹理和缸套纵向纹理配合时,对活塞环窜气量及摩擦功耗的改善效果较好;活塞环和缸套的表面粗糙度对密封和润滑特性有较大影响,当缸套表面粗糙度增大时,窜气量先减小后增大,摩擦功耗先增大后减小,而在一定范围内,当活塞环表面粗糙度增大时,窜气量和摩擦功耗都减小。

配气机构中凸轮与从动件是一对重要的摩擦副,较易出现磨损、擦伤、劈裂等破坏。针对凸轮与从动件之间容易产生破坏的情况,通过改变气门弹簧的预紧力与刚度,以降低凸轮与从动件之间的接触应力,减少凸轮从动件间的接触破坏。利用AVL EXCITE Timing Drive建立某发动机配气机构单阀系动力学模型,对不同转速下的模型进行动力学分析。在Design Explorer中进行拉丁超立方试验设计,再通过Nelder-Mead算法对得到的试验数组进行优化,得出最佳的接触应力、弹簧预紧力与刚度的组合。试验与优化过程中,通过设置接触损失角和气门落座速度两个约束条件对优化结果进行约束,以防止弹簧预紧力与刚度的变化对机构整体的影响。优化得到的弹簧预紧力与刚度使得不同转速下最大接触应力均有所降低,且未出现飞脱现象。

为了使机械电子工程专业的学生掌握专业知识和技能,自主研发了以可编程逻辑控制器（PLC）为控制核心,可进行上位机控制,实现手动或全自动一体化多功能机电控制综合实验台。该实验台是在光电开关检测到输送机上的物块时,用气爪夹取,在蜗轮蜗杆减速器和伺服电动机的带动下,旋转180°将物块放到储物盒中,并用组成十字滑台的两个步进电动机调整其位置,使物块投放到对应位置。

基于Patir和Cheng的平均流量方程和流量因子,计入表面形貌和弹性变形等因素,以流体润滑理论为基础,建立内燃机主轴承的润滑分析计算模型;研究主轴颈和轴瓦表面形貌对主轴承最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦损失总功和粗糙接触压力等润滑特性的影响。结果表明,轴颈和轴瓦表面粗糙度值大小和纹理方向对主轴承润滑性能具有显著影响,随着粗糙度值的增加,最小油膜厚度增加,油膜压力减小,粗糙接触压力增加,摩擦损失总功增大;相较横向纹理和各向同性,纵向纹理有利于提高最小油膜厚度,降低粗糙接触压力和摩擦损失总功;当粗糙度值不变时,随着内燃机转速和爆发压力的增加,粗糙接触压力增加,粗糙摩擦损失功率增加,导致磨损加剧效率降低。

基于平均流量模型的广义Reynolds方程，推导考虑轴承形状误差的综合油膜厚度表达式；针对内燃机主轴承，建立其润滑分析计算模型，研究轴颈和轴瓦上的直线度误差和圆度误差对主轴承润滑性能的影响。结果表明：同种误差类型不同的素线线型影响差异较大，相较理想轴颈，都使得油膜压力增加，最小油膜厚度减小，摩擦损失功增加，其中线形峰值影响显著，线形对称性有利于改善轴颈倾斜；轴颈和轴瓦形状误差对润滑性能存在耦合的作用，其两者形状误差线形方向的差异使得部分地方油膜厚度出现增加或减小的情况：不同工况下形状误差对润滑性能的影响差异较大，随着转速的增加形状误差影响润滑性能程度加剧，最大油膜压力增加，最小油膜厚度减小，摩擦损失总功增大。

针对高功率和高密度柴油机引起的正时齿轮啸叫现象,考虑齿轮传动误差等因素,以某12V150柴油机为研究对象,应用Romax软件建立配气机构正时齿轮传动系统模型,分析了传动误差激励下的齿面受载情况和传动误差的峰-峰值和波动幅度。以齿面单位长度载荷的大小和分布为标准,对正时齿轮系统的中间齿轮副修形,结果表明,通过齿轮修形可以使齿面载荷分布到中间部位,载荷分布面积增多且载荷值减小,传动误差值减小;并对比分析了两种不同的修形方案,振动加速度值分别降低了38%和56.9%。