农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

陈继锟, 雷基林, 刘阳, 邹梁楠, 莫瑞, 张海丰, 陈丽琼

农业工程学报. 2024, 40(02): 208-216

农业工程学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (02) : 208-216. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202308053

农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

  • 陈继锟, 雷基林, 刘阳, 邹梁楠, 莫瑞, 张海丰, 陈丽琼
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Pin-hole lubrication in steel piston of agricultural diesel engine

  • CHEN Jikun and LEI Jilin and LIU Yang and ZOU Liangnan and MO Rui and ZHANG Haifeng and CHEN Liqiong
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摘要

为解决钢活塞销孔-销摩擦副因同种材料摩擦配副问题以及钢材密度大和导热性能差所带来的润滑特性差的问题，该研究以D25TCIF农用柴油机钢活塞为对象，建立钢活塞连杆组传热模型和热弹性流体动力学模型，并开展钢活塞温度场测试试验与仿真验证。结合单因素扫值法和Box-Behnken多因素优化算法分析了销孔轴承间隙、销孔表面粗糙度和销孔指数型线内外半径增量变化对销孔轴承润滑特性的影响。结果表明：销孔结构对轴承的润滑特性有很大影响，销孔指数型线内半径增量的影响最大，而外半径增量的影响较小。最优参数组合为销孔轴承间隙0.021 mm、销孔表面粗糙度0.798μm、销孔指数型线内半径增量0.008 mm、销孔指数型线外半径增量0.010 mm，此时预测的最小油膜厚度为0.979μm；最大粗糙接触压力为249.406 MPa，与该方案下仿真值的相对误差小于5%。该研究优化方法效果好，且预测准确，可为后续的钢活塞销孔结构设计提供理论依据。

关键词

柴油机 / 润滑 / 钢活塞 / 销孔轴承 / 油膜厚度 / 粗糙接触压力 / Box-Behnken试验方法

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陈继锟, 雷基林, 刘阳, 邹梁楠, 莫瑞, 张海丰, 陈丽琼. 农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析. 农业工程学报. 2024, 40(02): 208-216 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202308053
CHEN Jikun and LEI Jilin and LIU Yang and ZOU Liangnan and MO Rui and ZHANG Haifeng and CHEN Liqiong. Pin-hole lubrication in steel piston of agricultural diesel engine. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2024, 40(02): 208-216 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202308053

基金

国家自然科学基金资助项目（51965027）

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