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内燃机是一个复杂的摩擦学系统,其中曲轴-轴承系统的润滑特性对内燃机的动力性能具有很大的影响。由于内燃机的做功特点,曲轴正常工作时承受复杂的弯曲和扭转载荷,曲轴的运动也具有独特的动力学特性。曲轴的动力学运动和主轴承的润滑作用相互影响共同保障内燃机动力的稳定输出。目前,国内外学者针对内燃机摩擦系统的研究大多将轴系动力学和轴承润滑单独进行分析,耦合分析的研究也没有完全考虑内燃机轴系的所有受力、多种影响因素的条件下的润滑计算等问题。本文在此基础上将曲轴轴系和轴承视为一个统一的系统,以295G型柴油机为例,建立295G型柴油机的虚拟样机模型,联合MATLAB和ADAMS分析其在考虑曲轴动力学作用下的一个正常工作周期内各个主轴承的润滑特性。本文的主要研究内容如下:首先,通过对流体润滑基本理论的概述和内燃机主轴承润滑研究发展的介绍认识到现阶段内燃机曲轴轴承综合研究中存在的不足和问题。明确了本文的研究内容:分析耦合动力学的主轴承润滑特性的理论基础,以295G型柴油机为例进行一个工作周期内的润滑仿真分析。然后,从理论上逐一分析了结合曲轴动力学的内燃机主轴承润滑性能分析的可行性。根据雷诺方程的一般形式推导出了考虑轴颈挠曲变形的向心滑动轴承润滑瞬态分析的雷诺方程以及油膜反力、油膜反力矩、摩擦阻力和润滑油流量的数值积分计算公式,介绍了考虑轴颈挠曲变形的向心滑动轴承雷诺方程数值计算的步骤和方法,并基于此开发了MATLAB的向心滑动轴承瞬时状态润滑分析软件。其次,提出了结合曲轴动力学的内燃机主轴承润滑性能分析基本模型:在ADAMS中创建内燃机曲轴轴系的柔性体虚拟样机,在Simulink中创建主轴承润滑分析模块并组装“内燃机轴系-轴承”反馈控制系统,通过ADAMS/Controls模块实现Simulink对虚拟样机的实时反馈开环控制。对柔性体曲轴的主要受力分别进行分析,并总结推导了不同受力的求解公式。最后,根据以上理论基础以295G柴油机为研究对象,详细的介绍了内燃机耦合动力学的主轴承润滑分析建模的步骤:首先结合ANSYS和ADAMS建立曲轴的柔性体模型,继而对曲轴模型各个受力部位施加外部载荷,通过ADAMS/Control建立曲轴运动分析模块,在Simulink中组建“内燃机轴系-轴承”反馈控制系统。对295G柴油机主轴承润滑性能进行仿真,并对仿真结果进行分析,这证明了联合MATLAB和ADAMS分析内燃机耦合动力学的轴承润滑特性方法的理论的可行性。