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基于EEMD和模糊C均值聚类算法诊断发动机曲轴轴承故障 被引量:35
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作者 张玲玲 廖红云 +2 位作者 曹亚娟 骆诗定 赵懿冠 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期332-336,共5页
针对发动机振动信号的非平稳性以及特征参数的模糊性特点,提出了一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和模糊C均值聚类(Fuzzy Center Mean,FCM)的故障诊断方法,通过对已知故障样本信号进行EEMD分解,... 针对发动机振动信号的非平稳性以及特征参数的模糊性特点,提出了一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和模糊C均值聚类(Fuzzy Center Mean,FCM)的故障诊断方法,通过对已知故障样本信号进行EEMD分解,形成初始特征向量矩阵;对该矩阵进行奇异值分解,将矩阵的奇异值组成故障特征向量,标准化后作为FCM的输入,得到分类矩阵和聚类中心;最后通过计算待测故障样本与已知故障样本聚类中心的贴近度实现故障模式识别.故障诊断实例表明,该方法能有效地诊断柴油机曲轴轴承故障. 展开更多
关键词 模糊C均值聚类算法 奇异值分解 经验模式分解 故障诊断 曲轴轴承
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故障树分析法在船舶柴油机故障诊断中的应用研究 被引量:19
2
作者 吴欠欠 王直 董贺 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第1期77-78,共2页
论述了船舶柴油机故障诊断的意义,研究了船舶柴油机故障树分析法的基本原理,并结合某型船柴油机出现的典型故障实例,应用故障树分析法构筑相应的故障树。并在成功排除故障的基础上,总结了应用故障树分析法分析排除故障的特点。
关键词 船舶柴油机 故障树分析法(FTA) 曲轴
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内燃机曲轴——轴承系统曲轴变形引起的轴承润滑状态变化对曲轴强度的影响 被引量:15
3
作者 孙军 桂长林 潘忠德 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期109-114,共6页
在计及曲轴变形的轴承润滑分析的基础上,应用得到的轴承油膜压力分布作为载荷边界条件计算曲轴应力和强度,以分析目前曲轴强度计算中作用在轴颈上的载荷普遍采用假设的轴承油膜压力分布形式对结果精度的影响。计算中采用整体曲轴梁单元... 在计及曲轴变形的轴承润滑分析的基础上,应用得到的轴承油膜压力分布作为载荷边界条件计算曲轴应力和强度,以分析目前曲轴强度计算中作用在轴颈上的载荷普遍采用假设的轴承油膜压力分布形式对结果精度的影响。计算中采用整体曲轴梁单元法计算曲轴变形和轴承负荷,采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析,应用有限元法计算曲轴应力。结果表明,计及曲轴受载变形的影响时,轴承油膜压力产生偏布且最大油膜压力明显增加,导致曲轴轴颈过渡圆角表面局部区域的应力数值明显增大,曲轴安全系数减小。因此为使曲轴设计更加合理、更接近实际,曲轴强度计算时应取曲轴-轴承系统为研究对象,根据轴承润滑分析实际计算结果,确定作用在曲轴轴颈上的载荷分布。 展开更多
关键词 内燃机 曲轴 强度 变形 轴承 润滑
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基于正交试验和神经网络的轴系主轴承润滑特性优化 被引量:14
4
作者 张俊红 张桂昌 +2 位作者 何振鹏 马梁 马文朋 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期461-467,共7页
选取影响发动机轴系主轴承润滑特性的13个主要参数,每个参数取3个不同的值,按照正交试验的要求共得到27组不同的组合,运用仿真计算的方法得到此27种组合下的最小油膜厚度、最大油膜压力和摩擦损失功率.采用极差分析的方法确定了影响最... 选取影响发动机轴系主轴承润滑特性的13个主要参数,每个参数取3个不同的值,按照正交试验的要求共得到27组不同的组合,运用仿真计算的方法得到此27种组合下的最小油膜厚度、最大油膜压力和摩擦损失功率.采用极差分析的方法确定了影响最小油膜厚度、最大油膜压力和摩擦损失功率因素的主次关系,利用BP神经网络理论建立了轴系主轴承润滑特性的神经网络模型并进行了训练和验证,然后利用该模型对影响润滑特性的主要参数进行了优化.结果表明,运用正交试验和神经网络相结合的方法进行轴系主轴承润滑特性的优化设计,减少了工作量并能得到满足精度要求的结果,对主轴承的优化设计有一定的指导意义. 展开更多
关键词 柴油机 轴系 润滑特性 正交试验 神经网络 优化设计
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基于高阶累积量的柴油发动机曲轴轴承故障特征提取 被引量:14
5
作者 夏天 王新晴 +1 位作者 赵慧敏 梁升 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期77-81,共5页
利用基于高阶累积量降维处理的1.5维谱、2.5维谱分析曲轴轴承不同磨损间隙下的发动机振动信号,提取曲轴轴承磨损故障的特征参数,有效地解决了高阶累积量计算量巨大,难以实现在线应用的缺点。试验时将振动加速度传感器放置在发动机缸体的... 利用基于高阶累积量降维处理的1.5维谱、2.5维谱分析曲轴轴承不同磨损间隙下的发动机振动信号,提取曲轴轴承磨损故障的特征参数,有效地解决了高阶累积量计算量巨大,难以实现在线应用的缺点。试验时将振动加速度传感器放置在发动机缸体的5个不同的位置测取振动信号并分析,提取高阶谱降维处理后的特定频段内的频带能量作为特征值。结果表明,所提出的方法能够有效地抑制噪声的干扰,提取出的特征参数能够较好地反映曲轴轴承的技术状态,且当发动机转速达1 300 r/min以上,振动加速度传感器置于油底壳与缸体接缝处的左右两侧时,采集的振动信号最能反映曲轴轴承的技术状况。 展开更多
关键词 高阶累积量 1.5维谱 2.5维谱 柴油发动机 曲轴轴承 故障诊断
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不同工况下内燃机曲轴轴承的润滑性能 被引量:13
6
作者 赵小勇 孙军 +4 位作者 刘利平 黄保科 单文斌 张建波 柴晓辉 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期348-354,共7页
以4冲程4缸柴油机为研究对象,进行了不同工况下的曲轴轴承负荷计算和润滑分析.连杆轴承负荷计算采用动力计算方法,应用整体曲轴梁单元有限元方法计算曲轴各主轴承负荷,采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析.结果表明:不同内燃机工况下,... 以4冲程4缸柴油机为研究对象,进行了不同工况下的曲轴轴承负荷计算和润滑分析.连杆轴承负荷计算采用动力计算方法,应用整体曲轴梁单元有限元方法计算曲轴各主轴承负荷,采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析.结果表明:不同内燃机工况下,曲轴轴承负荷和润滑性能在一个内燃机工作循环中的变化规律和对应时刻的数值存在较大差异;曲轴轴承润滑性能的最不利情况不一定出现在内燃机标定工况;相同工况下连杆轴承与主轴承润滑性能之间以及各主轴承的润滑性能之间也存在较大的差异.因此,内燃机曲轴轴承设计时,如果仅分析标定工况下的某一曲轴轴承润滑性能将不够全面合理,需要进行不同工况下各曲轴轴承润滑性能的分析计算. 展开更多
关键词 内燃机 工况 曲轴轴承 润滑
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表面织构对曲轴轴承润滑性能的影响 被引量:12
7
作者 刘成 吕延军 +2 位作者 李莎 刘万万 杨茹 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期65-74,共10页
考虑凹槽与凹坑织构之间的协同润滑效应,在曲轴轴承表面设计了抛物线凹槽-球形凹坑复合织构,以改善轴承的润滑性能;为了分析抛物线凹槽-球形凹坑复合织构对曲轴轴承润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方... 考虑凹槽与凹坑织构之间的协同润滑效应,在曲轴轴承表面设计了抛物线凹槽-球形凹坑复合织构,以改善轴承的润滑性能;为了分析抛物线凹槽-球形凹坑复合织构对曲轴轴承润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方程构建了曲轴轴承的混合润滑模型,并采用质量守恒的边界条件处理油膜的破裂和再形成行为,分析了凹槽织构、凹坑织构与凹槽-凹坑复合织构的摩擦学性能,研究了凹槽-凹坑复合织构的分布位置和结构参数对轴承承载力和摩擦力的影响。分析结果表明:凹槽-凹坑复合织构具有高于凹槽织构的承载力和低于凹坑织构的摩擦力;存在最优的凹槽宽度为1.3mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为25μm,凹坑数量为6,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为20μm,使得轴承量纲为1的承载力最大;存在最优的凹槽宽度为2.6mm,凹槽面积率为0.7,凹槽最大深度为30μm,凹坑数量为15,凹坑面积率为0.7,凹坑最大深度为35μm,使得轴承量纲为1的摩擦力最小;当凹槽-凹坑复合织构的分布位置、结构参数取最优值时,相对于无织构轴承而言,轴承的承载力提高了4.1%,摩擦力减小了19.6%。 展开更多
关键词 表面织构 曲轴轴承 数值模拟 平均Reynolds方程 质量守恒边界条件
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基于整体曲轴梁单元法的曲轴变形和轴承负荷计算 被引量:6
8
作者 孙军 桂长林 汪景峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期6-9,共4页
以某四缸内燃机曲轴为研究对象,探讨了多缸内燃机曲轴轴承负荷和曲轴变形计算的整体曲轴梁单元有限元方法。与计算多缸内燃机曲轴轴承负荷的传统方法比较,该方法更接近实际,可以直接且同时计算所有主轴承负荷。与整体曲轴体单元法加以比... 以某四缸内燃机曲轴为研究对象,探讨了多缸内燃机曲轴轴承负荷和曲轴变形计算的整体曲轴梁单元有限元方法。与计算多缸内燃机曲轴轴承负荷的传统方法比较,该方法更接近实际,可以直接且同时计算所有主轴承负荷。与整体曲轴体单元法加以比较,可见整体曲轴梁单元有限元方法是一种简单、方便、省时,计算精度满足要求的曲轴变形计算方法。 展开更多
关键词 内燃机 曲轴 变形 轴承 负荷 梁单元
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基于混合遗传算法的径向滑动轴承表面织构优化 被引量:9
9
作者 张永芳 刘成 +3 位作者 李莎 李贤伟 严冬 吕延军 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期90-98,共9页
在内燃机曲轴系统的径向滑动轴承表面设计了球形凹坑织构,以改善润滑性能;为了获得最大的轴承承载力和最小的摩擦因数,提出了基于序列二次规划算法和遗传算法的混合进化优化方法,构建了径向滑动轴承球形凹坑织构的优化模型,对凹坑织构... 在内燃机曲轴系统的径向滑动轴承表面设计了球形凹坑织构,以改善润滑性能;为了获得最大的轴承承载力和最小的摩擦因数,提出了基于序列二次规划算法和遗传算法的混合进化优化方法,构建了径向滑动轴承球形凹坑织构的优化模型,对凹坑织构的分布位置和结构参数进行了全局寻优,得到了给定工况下最优的织构角度和最大深度;为了求解径向滑动轴承的承载力和摩擦因数,考虑曲轴和轴承表面粗糙度对油膜流动的影响,采用质量守恒的JFO空穴算法处理油膜的破裂和再形成行为,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方程构建了球形凹坑织构径向滑动轴承的混合润滑模型,分析了球形凹坑织构的分布位置和结构参数(数量、面积率和最大深度)对径向滑动轴承承载力和摩擦因数的影响。分析结果表明:径向滑动轴承的承载力和摩擦因数是凹坑面积率的单调函数;存在最优的凹坑织构角度和最大深度使得径向滑动轴承的承载力最大与摩擦因数最小;当偏心率由0.3增加到0.7时,轴承承载力的提升量由13.38%下降到0.62%,摩擦因数的降低量由0.73%逐渐下降至负数,因此,当偏心率较小时,球形凹坑织构能够有效降低径向滑动轴承的摩擦因数,增大承载力,当偏心率较大时,球形凹坑织构无益于轴承摩擦因数的降低。 展开更多
关键词 内燃机 径向滑动轴承 表面织构 数值模拟 曲轴轴承 质量守恒边界条件 遗传优化
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内燃机曲轴轴承的润滑状态计算分析 被引量:8
10
作者 肖绯雄 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期228-234,共7页
提出分析计算曲轴轴承润滑状态较为精确的方法。介绍了改进的轴心轴迹计算程序的计算模型、原理及方法,并应用该程序对16240柴油机的曲轴轴承进行分析计算。计算结果表明,所得的结果比较精确。
关键词 曲轴 轴承 润滑 油膜厚度 内燃机 流体润滑
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运用小波函数对曲轴冲击响应中不同特征信号的提取 被引量:9
11
作者 易太连 欧阳光耀 +2 位作者 朱石坚 高洪滨 朱远龙 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期74-78,共5页
采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分... 采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分量的变化趋势与特征,即可以看到冲击响应信号的变化特征。针对设计的曲轴轴承冲击试验装置进行了冲击试验,采集得到的原始位移信号中包含曲轴转子的位移,以及各种干扰的噪声。为了有效区分信号中曲轴转子的位移信号、冲击位移信号和干扰的噪声,利用信息信号和噪声信号在小波变换下具有截然不同的奇异性,对测量得到的位移测量数据进行小波不同层次的分解并进行小波去噪和重构,得到了所需要的各种信号。 展开更多
关键词 内燃机 信息信号 噪声信号 小波变换 电涡流传感器 曲轴轴承
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曲轴强度的接触有限元分析与算法比较 被引量:8
12
作者 李梅 吴训成 柯俊峰 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2008年第5期55-57,共3页
运用ANSYS软件对某四缸汽油机曲轴强度进行了接触有限元计算分析,详细讨论了载荷与边界条件的处理及ANSYS接触分析方法,并将曲轴强度的接触有限元法与其他有限元计算方法进行了比较分析。
关键词 曲轴 强度 接触有限元法 支承
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多缸柴油机曲轴平衡重的合理配置 被引量:6
13
作者 李人宪 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期28-33,38,共7页
在外部平衡性能良好的曲轴上加装平衡重,通常是为了减小曲轴所受弯矩,但平衡重的安装将影响主轴承载荷的大小和分布。经过大量计算求得了一个工作循环中轴承载荷的最大值、平均值及其比值随平衡重增大而变化的规律。由此得出,合理的... 在外部平衡性能良好的曲轴上加装平衡重,通常是为了减小曲轴所受弯矩,但平衡重的安装将影响主轴承载荷的大小和分布。经过大量计算求得了一个工作循环中轴承载荷的最大值、平均值及其比值随平衡重增大而变化的规律。由此得出,合理的平衡重配置应使轴承载荷的最大值达到最小。基于此结论导出了几组平衡重计算公式,文末还给出了算例。 展开更多
关键词 曲轴 平衡机构 柴油机
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基于TRIZ理论的乳化液泵曲轴偏心问题研究 被引量:8
14
作者 孙晓盼 李晶 +2 位作者 刘红卫 王善凯 范晓健 《机电工程》 CAS 2015年第9期1206-1209,共4页
针对由乳化液泵曲轴偏心引起的曲轴强度不足、振动及寿命缩短问题,对乳化液泵曲轴偏心问题进行了研究,展开了基于TRIZ理论的冲突分析。首先利用装置复杂性与系统稳定性之间的冲突,得到导致偏心问题产生的实质,即轴颈局限于对轴心位置的... 针对由乳化液泵曲轴偏心引起的曲轴强度不足、振动及寿命缩短问题,对乳化液泵曲轴偏心问题进行了研究,展开了基于TRIZ理论的冲突分析。首先利用装置复杂性与系统稳定性之间的冲突,得到导致偏心问题产生的实质,即轴颈局限于对轴心位置的调整,通过维数变化原理加以解决,利用空气轴承或磁悬浮轴承代替原支撑结构来解决曲轴的偏心问题;然后从方案中择优,利用监控的困难程度与生产率之间的冲突继续进行分析,通过物理或化学参数变化原理确定采用磁悬浮轴承;最后对磁悬浮轴承用于此曲轴进行适用性分析。研究结果表明该方案可以满足所需支撑和减小偏心的要求,并且可对乳化液泵曲轴新型支撑结构的设计提供理论参考。 展开更多
关键词 曲轴偏心 磁悬浮轴承 TRIZ 冲突
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基于粒子群算法的内燃机曲轴轴承优化设计 被引量:7
15
作者 孙军 符永红 +1 位作者 桂长林 邓玫 《内燃机》 2008年第2期13-15,43,共4页
基于曲轴轴承润滑分析建立的轴承性能数据库,采用插值方法,获取不同结构尺寸轴承的润滑性能,应用粒子群算法,以轴承摩擦功耗为目标,对内燃机曲轴轴承进行优化设计。通过N485柴油机曲轴轴承的实例优化表明,此方法是切实可行的。
关键词 内燃机 曲轴轴承 摩擦功耗 优化设计 粒子群算法
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曲轴轴承轴心轨迹测试及分析研究 被引量:7
16
作者 易太连 欧阳光耀 +2 位作者 朱石坚 高洪滨 朱远龙 《内燃机车》 2010年第7期8-11,共4页
传感器布置困难限制了柴油机曲轴轴心轨迹试验测量方法的应用。为此,设计了曲轴轴承轴心轨迹的试验装置,采用实际柴油机的曲轴和轴承构成试验装置的主体,由电机带动曲轴旋转,模拟曲轴运转。在其中的一个轴承的同一个横截面上布置了两个... 传感器布置困难限制了柴油机曲轴轴心轨迹试验测量方法的应用。为此,设计了曲轴轴承轴心轨迹的试验装置,采用实际柴油机的曲轴和轴承构成试验装置的主体,由电机带动曲轴旋转,模拟曲轴运转。在其中的一个轴承的同一个横截面上布置了两个相互垂直的电涡流位移传感器,测试曲轴与位移传感器之间的相对位置变化,并据此得出轴心轨迹图。由于实测的位移信号存在噪声,直接利用该信号得到的轴心轨迹误差很大。设计了低通数字滤波器对位移信号进行了滤波处理,得到了符合实际轴承负荷分布规律的轴心轨迹图。实测数据验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 轴心轨迹 电感传感器 曲轴轴承
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近似熵与支持向量机在发动机故障识别中的应用研究 被引量:6
17
作者 曾文韬 张华 鄢威 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第11期46-49,共4页
针对发动机曲轴轴承极易磨损,导致发动机出现故障的问题,提出了一种基于近似熵与支持向量机相结合的故障诊断方法。发动机在工作过程中,早期故障特征信号微弱。基于此,引入近似熵算法,分别模拟发动机曲轴轴承4种磨损状态,测取各状态下... 针对发动机曲轴轴承极易磨损,导致发动机出现故障的问题,提出了一种基于近似熵与支持向量机相结合的故障诊断方法。发动机在工作过程中,早期故障特征信号微弱。基于此,引入近似熵算法,分别模拟发动机曲轴轴承4种磨损状态,测取各状态下多测点的振动信号样本,计算样本近似熵值,构建了不同状态近似熵故障特征向量。结合支持向量机算法,构造支持向量机故障分类模型,将近似熵特征量带入其中进行训练与测试,测试结果准确率达到97.5%,并与普遍使用的BP神经网络诊断方法进行了对比,结果表明该方法具有更高的诊断识别率,是一种有效且准确率较高的在线诊断方法。 展开更多
关键词 发动机 曲轴轴承 近似熵 支持向量机 故障识别
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直列4缸发动机曲轴平衡方案研究 被引量:5
18
作者 李勋 毕玉华 +1 位作者 申立中 雷基林 《内燃机车》 2011年第10期12-16,33,共6页
针对某直列4缸发动机曲轴不同平衡方案,运用AVL EXCITE Designer进行了仿真计算,得到了各方案下主轴承载荷随曲轴平衡率的变化情况:第13、和第5主轴承的最大轴承载荷随着曲轴平衡率的增大而增大,而平均主轴承载荷随着平衡率的增大而减小... 针对某直列4缸发动机曲轴不同平衡方案,运用AVL EXCITE Designer进行了仿真计算,得到了各方案下主轴承载荷随曲轴平衡率的变化情况:第13、和第5主轴承的最大轴承载荷随着曲轴平衡率的增大而增大,而平均主轴承载荷随着平衡率的增大而减小;第2、4主轴承的最大轴承载荷和平均轴承载荷随平衡率的增加变化不大,并通过计算结果对不同方案进行了比较。 展开更多
关键词 曲轴 平衡率 主轴承 轴承载荷
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计及曲轴强度的曲轴轴承优化设计 被引量:4
19
作者 孙军 符永红 +2 位作者 邓玫 蔡晓霞 桂长林 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期92-95,共4页
以某4冲程4缸内燃机曲轴-轴承系统为研究对象,在计及曲轴强度下进行曲轴轴承优化设计,研究轴承优化设计中考虑曲轴强度的必要性。在建立轴承优化设计模型中,将曲轴强度作为约束条件之一,采用粒子群算法进行优化计算。结果表明,相比于原... 以某4冲程4缸内燃机曲轴-轴承系统为研究对象,在计及曲轴强度下进行曲轴轴承优化设计,研究轴承优化设计中考虑曲轴强度的必要性。在建立轴承优化设计模型中,将曲轴强度作为约束条件之一,采用粒子群算法进行优化计算。结果表明,相比于原机轴承设计,在满足曲轴强度要求的情况下,通过曲轴轴承优化设计轴承总平均摩擦功耗降低了14.21%。同时进行了不考虑对曲轴影响的曲轴轴承优化设计计算,此时虽然轴承总平均摩擦功耗有明显降低,但曲轴强度已不能满足使用要求。因此,合理的曲轴轴承优化设计应从曲轴-轴承系统整体出发,计及对曲轴强度的影响,以获得满足系统要求的最优解。 展开更多
关键词 内燃机 曲轴轴承 优化设计 曲轴强度
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内燃机曲轴轴承润滑影响因素的研究进展 被引量:5
20
作者 宋现浩 段京华 +2 位作者 孙军 舒磊 许枫 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第5期1-5,共5页
论述了计及表面粗糙度、弹性变形、热效应、润滑油非牛顿性、轴颈倾斜、内燃机工况、轴承结构参数、供油状况等影响因素的内燃机曲轴轴承润滑性能研究的现状和进展,讨论并展望了内燃机曲轴轴承润滑影响因素研究中有待解决的一些问题。
关键词 内燃机 曲轴轴承 润滑 影响因素
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