文档介绍：毕业设计(论文)外文资料翻译
外文出处:  Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 
(用外文写)
Technical Review  () 
附件: ;。
基于三维 Elasto 水力润滑理论的曲轴设计 
Takero Makino 
Toshimitsu Koga 
长崎研究和发展中心,技术总部
通用机械和特种机车总部
高效率的要求造成了大量柴油机引擎曲轴的设计困难。当轴承油膜厚度不到几微米
时,由于轴承负荷而产生的变形量也仅为几毫米。本论文详细叙述了三维 Elasto 水力润
滑理论理论在 4 冲程柴油机引擎的曲轴设计上的应用。这些理论包括曲轴的变形和曲轴间
隙中油膜的产生原因。
⒈绪论
近一个时期以来,内燃机的出口量有所增加,但其比重却在下降。这是因为,轴承在
恶劣的的环境下使用,大式轴承和主要的轴承连杆的机架变形在轴承的特征上产生重大影
响。为解决这一问题,三菱重工业有限公司(以下简称MHI)为这些动态轴承负荷开发了一
种应用elastohydrodynamic  lubrication(EHL)原理的轴承特性预报方法,并且使用这种方法
来对MHI公司的大负载柴油机引擎进行设计和评估。
EHL 技术分析轴承表面弹性形变导致的油膜压
力,假设轴承刚体机构,既考虑轴承局部表面变形的
影响,同时又准确预测特征相对于传统的分析
此外,在这些年里, 三菱重工引进  EHL  技术分
析研究由于油膜压力而产生的轴承变形的油膜历史
记录,同时追踪轴承清除根据时间历史记录的油填充
比例来改善评估的准确性。
这份报告介绍了这一技术在大型连杆轴承上的
应用实例和对三菱重工的四冲程柴油发动机的主要
影响。
⒉理论图 1 坐标系统
基本公式
图 2 显示了这份论文中采用坐标系统。
影响油膜压力的参数 p 可用方程(1)来表示。 
U  ∂( ρ h )  ∂( ρ h ) 
∇ e −α p ρ h 3∇  p − 12(   + )  (1)
2  ∂θ∂t  
当方程(1)和下面的力平衡组合成一个相对于时间 t 的联立方程组,这样一来就可以
得到轴中心局部和槽油膜厚度的信息。 
p ( − cos θ) d Ω− W  = 0  (2)
∫ x 
Ω
p ( − sin θ) d Ω− W  = 0  (3)
∫ y 
Ω 
由于开始的几何间隙,轴的偏心率和弹性形变,所以公式(4) 这样来表示油膜厚度 h。
(4)
h = c r + (e x  + a y Z ) cos θ + ( e y  + a x Z ) sin θ+ Lp 
其中:
:粘度压力系数 
a x :x 轴的偏心率 
a y :y 轴的偏心率 
c r  :轴承半径间隙 
e x :X 方向的离心率 
e y :Y 方向的离心率 
h:油膜厚度 
L:变形 
N:引擎速度
:面积 
p:油膜压力
:油填充比例
:轴承圆周坐标 
t:时间 
U:滑动速度 
W x :X 方向负荷 
W y  :Y 方向负荷 
X:X 轴方向坐标 
Y:Y 轴方向坐标 
Z:Z 轴方向坐标
分析技术
考虑油膜历史记录曲线的 EHL 技术分析
我们开发了一个基于 JONES 提出的油膜历史记录曲线概念的 EHL 分析技术,来考虑
在轴承间隙中的油的运动。三菱重工的常规 EHL 技术分析,计算假设在整个轴承表面覆盖
润滑油的情况下的压力分布,替代由于计算周围压力获得的负压力区域,并且把油膜断裂
边界视为分界线。在以这个边界为条件下,油膜断裂区域的流动连续性不能被满足。另一
方面,EHL 分析技术研究随着油填充比率和时间的推移而变化的油膜历史记录曲线,则显
示流动连续性满足。
至于受到波动负荷的轴承,如发动机轴承,在轴承上实际油膜压力增长受限制的区域,
在下文中 EHL 分析可以得出比常规 EHL 分析更高的压力结果。这是主要用于检验三菱重
工的大型船用柴油机引擎的实际尺寸的。EHL 
技术分析油膜压力历史记录曲线是作为一个有
益的分析工具来用于设计和评价的。
计算方法
油膜压力P和轴偏心率 e x 、e  y 的结果可以从
联立方程(1)到(4)中获得。由于方程(1)和油膜
压力的非线性关系,我们用“牛顿-拉斐尔”方
法来确定它们。我们用有限元方法
(FEM)