基于多体动力学及弹流润滑理论,建立含填充率考虑热效应的发动机连杆小头轴承-活塞销摆-转运动副的润滑力学模型,分析动力学和润滑力学耦合作用下连杆小头轴承的载荷特性,运用EXCITE仿真平台研究轴承装配过盈量对松脱的影响规律,再结合试验验证结果。表明过大的装配过盈量会导致轴承塑性变形、摩擦力矩减小,轴承发生松动甚至脱落。研究结果对高功率密度柴油机活塞销-连杆小头轴承的摩擦学设计奠定了理论基础,同时为运动副的结构设计和装配工艺优化具有指导意义。

分析某型发动机连杆小头衬套发黑变色的原因,指出高温是衬套发黑变色的主要原因,且高温是由于连杆和活塞销摩擦引起的。为研究连杆小头轴承的润滑情况,建立活塞销、连杆和活塞的有限元模型,并对其进行自由度缩减;建立连杆小头轴承EHD仿真分析模型,对连杆小头轴承油膜压力、粗糙接触压力、油膜厚度和润滑油泄油量等润滑特性参数进行分析。结果表明,润滑油流动不畅是导致衬套发黑变色的主要原因。提出了匹配连杆小头孔型线和调整活塞销刚度的综合改进措施,结果表明采用匹配孔型线的连杆小头衬套及增加活塞销刚度均可降低最大粗糙接触压力,改善润滑。