Page 194 - 《振动工程学报》2025年第11期

=50 ℃
径向部分最小油膜厚度 / μm
=40 ℃
=30 ℃
周期
2652 径向部分 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

60 T in =50 ℃ SVL 2.00875 油膜厚度提升 12.3%~24.9%，表明热-振-润滑耦合效

CVL
40
止推部分最小油膜厚度 / μm 60 0 0 0 0 T in =40 ℃ 2.3675 0.6 SVL 0.8 2.00875 1.0 模型与 SVL 模型中，止推部分最大油膜压力降低 900 r/min
应在高温工况下不可忽略。在高转速工况下，CVL
20
3.516
模型的差异尤为显著，在转速为
0.2
0.4
18.5%，
CVL
时，CVL
40
20
而最小油膜厚度提升
43.9%，可以说明耦合效应在恶
0.2
1.0
0.4
0.8
0.6
劣工况下具有更强的调控作用。
60
CVL
40
20
0 T in =30 ℃ 2.5835 SVL 2.00875 参考文献：
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
周期
(b) 止推部分 [1]
(b) Thrust part JANG G H，LEE S H，KIM H W. Finite element analysis of

the coupled journal and thrust bearing in a computer hard disk
图 15 进油温度对各部分最小油膜厚度的影响
drive[J]. Journal of Tribology，2006，128（2）：335-340.
Fig. 15 The influence of inlet oil temperature on the minimum
[2] WANG Y S， WANG Q J， LIN C. Mixed lubrication of
film thickness of each part
coupled journal-thrust-bearing systems including mass
5 结 论 conserving cavitation[J]. Journal of Tribology， 2003，
125（4）：747-755.
[3] XIANG G， HAN Y F， CHEN R X， et al. A numerical
本研究建立了柴油机曲轴振动模型和轴瓦热弹
method to investigate the mixed lubrication performances of
流混合润滑模型，以轴瓦时变刚度为耦合媒介，建立
journal-thrust coupled bearings[J]. Industrial Lubrication and
了曲轴纵弯振动与径向-止推轴瓦润滑双向耦合关
Tribology，2019，71（9）：1099-1107.
系，开展了耦合曲轴纵弯振动的径向-止推轴瓦润滑
[4] XIANG G， WANG J X， ZHOU C D， et al. A tribo-
性能研究。采用商业仿真软件对曲轴振动模型进行
dynamic model of coupled journal-thrust water-lubricated
了验证，基于试验台测试数据对瞬态润滑模型进行
bearings under propeller disturbance[J]. Tribology Interna-
了验证。具体结论如下： tional，2021，160：107008.
（1）与传统单向耦合模型（SVL）相比，本研究所 [5] STEFANI F. THD analysis of a coupled journal and tilting pad
建立的双向耦合振动-润滑模型（CVL）能够更准确地 thrust bearing system[C]//International Conference on Tribol-
反映曲轴振动与轴瓦润滑之间的交互作用。CVL 模 ogy，2006：20-22.
型下，翻边轴瓦在 1 个工作周期内的润滑性能曲线 [6] HAGEMANN T，BLUMENTHAL H，KRAFT C，et al. A
形状发生明显变化，具体表现为：周期最大油膜压力 study on energetic and hydraulic interaction of combined jour-
平均降低约 6%~18%，周期最小油膜厚度平均提升 nal and thrust bearings[C]//Proceedings of Volume 7A：Struc-
tures and Dynamics. American Society of Mechanical Engi-
约 5%~44%。该变化主要由时变油膜刚度对曲轴振
neers，2015：V07AT31A019.
动的抑制作用引起，刚度升高导致振动位移减小，进
[7] 孙启国. 扭-纵耦合对曲轴系统固有特性的影响 [J]. 机械设
而改善润滑状态。
计与制造，2011（8）：121-123.
（2）各参数对润滑性能的影响程度存在显著差 SUN Qiguo. Effects of the coupled torsional-axial vibration on the
异，其主次关系为：转速 > 径向间隙 > 进油温度。转 natural characteristics of a crankshaft[J]. Machinery Design &
速对止推部分润滑行为影响最为突出，尤其在高速 Manufacture，2011（8）：121-123.
工况（900 r/min）下，CVL 模型中止推部分最小油膜 [8] 龚云轩. 柴油机曲轴系统弯纵扭耦合振动研究 [D]. 哈尔
厚度提升超过 40%，表明高转速下轴向窜动加剧，耦 滨：哈尔滨工程大学，2020.
合效应更为显著。 GONG Yunxuan. Study on the bending-axial-torsional
（3）径向间隙增大时，CVL 模型下，径向与止推 coupling vibration of the diesel engine crankshaft system[D].
部 分 最 大 油 膜 压 力 分 别 降低 5.6%~9.8% 与 9.8%~ Harbin：Harbin Engineering University，2020.
[9] 唐有绮，周星宇，陈玲，等. 轴向运动梁的横纵耦合非线性
13.7%， 最 小 膜 厚 则 分 别 提 高 6.7%~10.5% 与 9.6%~
振动 Galerkin 截断研究 [J]. 振动与冲击，2024，43（21）：
22.2%。径向间隙较大时，刚度时变特性对振动的抑
237-244.
制效果更明显，润滑性能改善幅度更大。进油温度
TANG Youqi，ZHOU Xingyu，CHEN Ling，et al. Nonlin-
升高导致润滑油黏度下降，CVL 模型中由于振动响
ear transverse-longitudinal coupled vibration of axially moving
应受刚度反馈调节，润滑性能变化较 SVL 模型更为 beam using Galerkin method and truncation technique[J]. Jour-
复杂。进油温度从 35℃ 提高至 45℃ 时，CVL 模型 nal of Vibration and Shock，2024，43（21）：237-244.
中，止推部分最大油膜压力降低 16.9%~30.7%，最小 [10] 梁兴雨，舒歌群，卫海桥，等. 基于瑞利法的内燃机曲轴