[发明专利]一种发动机主轴承的磨损型线修正方法及装置

说明书

本发明公开了一种发动机主轴承的磨损型线修正方法及装置，属于发动机轴承动力技术领域，其中，方法的实现包括：建立主轴承的弹性液体动力润滑分析模型，对主轴承的弹性液体动力润滑情况进行仿真分析；基于主轴承的弹性液体动力润滑仿真分析结果，利用有限差分网格，对主轴承的设计型线进行修正，建立主轴承的磨损型线，以模拟主轴承磨合后所达到的一个稳态；利用主轴承的磨损型线对主轴承的弹性液体动力润滑分析模型进行优化分析。本发明通过主轴承的磨损型线，模拟主轴承磨合后所达到的一个稳态，更加符合主轴承的实际工作状态，从而提高主轴承弹性动力润滑分析的仿真精度，降低主轴承可靠耐久性能的误判率。

技术领域

本发明属于发动机轴承动力技术领域，更具体地，涉及一种发动机主轴承的磨损型线修正方法及装置。

背景技术

主轴承是将内燃机活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动的主要承载零部件，同时也是内燃机工作过程中的重要摩擦副。在实际工作中，由于轴颈倾斜、变形及轴承表面形貌效应等因素的作用，轴承边缘磨损，这严重恶化了主轴承的润滑情况，缩短主轴承的使用寿命，直接影响内燃机可靠性与耐久性。

主轴承结构形式特殊，工作中承受气体爆发压力和活塞连杆组惯性力等周期性变化的动载荷作用，同时承受高速、高压、高温以及机油变质等恶劣的工作条件，主轴承润滑不良会导致振动恶化，主轴承的振动又作为激励源引起整机的附加振动，从而导致整机振动噪声特性恶化，严重时可能发生整机功率下降，甚至可能导致曲轴断裂。可见，曲轴主轴承弹性动力润滑的响应状况是影响内燃机可靠性与耐久性、整机振动、噪声水平的关键因素。

目前，主轴承弹性液体动力润滑的仿真是通过分析粗糙接触压力、平均热载、最小油膜厚度等参数，判断主轴承的润滑情况。若仿真结果显示主轴承发生偏磨，边缘热载过高，则判定主轴承存在过度磨损、烧瓦的风险，可靠耐久性能不满足设计开发目标。

参考专利申请CN107665286A，公开了一种发动机轴承动力学分析方法，首先确定发动机及连杆组件相关三维数据，统计发动机结果信息以及连杆系零部件的相关信息，选取EHD专用模块，建立发动机轴承动力学分析模型，对模型进行网格划分并进行缩减，利用缩减后的发动机动力学模块，exb动力学文件进行动力学仿真，从仿真结果中得到特定工况下的轴承的油膜、机油等结果，对其结果进行评价，如不满足要求，则对发动机轴承座结构、轴承的结构及参数进行优化，再重新分析。

但现有主轴承的弹性动力润滑仿真分析，并未考虑到在发动机的实际运转过程中，主轴承与主轴颈之间存在磨合过程，且在磨合过程中，主轴承会产生一定的磨损量，这就容易造成对主轴承可靠耐久性能评价的误判。误判后，主轴承则需要重新选型，主要手段是主轴承材料升级或加厚，或优化主轴承的结构参数，包括主轴承宽度、直径、油孔、油槽等。主轴承的材料升级或加厚，则会导致零件成本增加并导致主轴承布置困难等问题；优化主轴承的结构参数，则会延长主轴承设计及验证的周期，造成开发资源浪费。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种发动机主轴承的磨损型线修正方法及装置，基于主轴承的弹性液体动力润滑仿真分析结果，利用有限差分网格，建立主轴承的磨损型线，模拟主轴承磨合后所达到的一个稳态，更加符合主轴承的实际工作状态，从而提高主轴承弹性液体动力润滑分析的仿真精度，降低主轴承可靠耐久性能的误判率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种发动机主轴承的磨损型线修正方法，包括：

S1：建立主轴承的弹性液体动力润滑分析模型，对主轴承的弹性液体动力润滑情况进行仿真分析；

S2：基于主轴承的弹性液体动力润滑仿真分析结果，利用有限差分网格，对主轴承的设计型线进行修正，建立主轴承的磨损型线，以模拟主轴承磨合后所达到的一个稳态；

S3：利用主轴承的磨损型线对主轴承的弹性液体动力润滑分析模型进行优化分析。

在一些可选的实施方案中，步骤S1包括：