蜂窝状微坑对发动机性能的影响的设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 硕 士 学 位 论 文 题 目 : 蜂窝状微坑对发动机性能的影响 研 究 生 王 碧 波 专 业 机械制造及其自动化 指导教师 张 云 电 教 授 完成日期 2002年 01月 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 杭州电子工业学院硕士学位论文 蜂窝状微坑对发动机性能的影响 研 究 生： 王 碧 波 指导教师： 张 云 电 教授 2002年 01月 需要购买对应 纸 咨询 14951605 he of to of 2002杭州电子工业学院硕士学位论文 I 摘 要 缸套 活塞环摩擦副是一个集往复、冲击运动于一体的复杂的摩擦学系统，本文是在摩擦、磨损、润滑理论的基础上，研究发动机活塞和缸套运动区域内，摩擦表面减少磨损的表面形貌设计，研究缸套工作表面加工出蜂窝状微坑后对发动机性能的影响。 首先，回顾了缸套工作表面储油结构的发展历程，探讨了目前国内外缸套工作表面储油结构的发展状况。 研究了内燃机活塞运动区域缸套摩擦表面减少磨损的表面形貌设计，提出在缸套工作表面加工出蜂窝状微坑来改善缸套 活塞环摩擦副的润滑和磨损状况。分析了蜂窝状微坑的流体润滑机理。 对各种缸套工作表面微坑加工方法进行了研究，分析了它们的微坑加工原理和特点，重点分析了振动冲击加工微坑方法，并且利用这种方法控制微坑分布规律和结构参数。 完成了振动冲击加工缸套蜂窝微坑的试验条件准备，设计了数控微坑成型机，购买了珩磨机，进行了机床的布置、安装、改造，设计和制造了夹具和矩阵工具头。 利用数控微坑成型机和低频振动冲击装置，完成了对多种微坑结构参数的洛嘉牌摩托车发动机气缸套、东风 4 型机车缸套和斯太尔 油机气缸套的微坑加工。 设计并进行了洛嘉牌摩托车发动机微坑气缸套和斯太尔 油机 微坑气缸套的台架试验，台架试验表明使用微坑气缸套可明显减少缸套和活塞的磨损、机油消耗量和排放。 关键词 ：缸套，微坑，台架试验，耐磨性 杭州电子工业学院硕士学位论文 he is of of to of in of is of on of is on of to of of of is of of on of of to is be to of to is is is of of be 州电子工业学院硕士学位论文 目 录 摘 要 I 第 1 章 绪 论 套的磨损形式 套的正常磨损 蚀磨损 料磨损 着磨损 内外研究现状 面微坑加工方法的发展史 文的研究方向及所完成的主要工作 第 2 章 蜂窝状微坑的工作机理 有蜂窝状微坑储油结构的缸套的提出 窝状微坑的润滑原理 论分析 设 小油膜厚度最大瞬时值的计算 、下止点油膜厚度的计算 3 论与分析 4 窝状微坑对排放和机油耗的影响 5 放物的生成机理及危害 5 油消耗与排放物的关系 6 低机油耗和排放的措施 7 第 3 章 表面微坑加 工方法 9 激振动方法 9 激振动的产生 9 套波纹形内孔表面的形成 0 自激振动形成缸套波纹形孔面的特点 2 压方法 2 光珩磨 2 光打孔原理 2 光珩磨机床 3 光珩磨形成的储油结构 4 验结果 4 光珩磨的特点 5 杭州电子工业学院硕士学位论文 动冲击加工方法 6 面微坑振动冲击加工原理 6 工工艺过程及要求 9 坑振动冲击加工对缸套耐磨性的影响 9 油微坑对缸套活塞环耐磨性的影响 9 击微坑残余应力对缸套耐磨性的影响 0 验结果 0 第 4 章 试验条件 2 验设备 2 控微坑成型机 2 磨机 4 具 4 阵工具头 7 第 5 章 蜂窝状微坑缸套的台架试验 8 架试验方法 8 件准备 8 托车发动机气缸套 8 太尔 油机气缸套 9 验参数 2 托车气缸套试验参数 2 太尔 缸套试验参数 3 验方法及过程 3 托车气缸套 3 太尔 缸套 3 架试验结果 3 架试验结 论 4 第 6 章 总结与展望 5 致 谢 7 参考文献 8 附录 1 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 杭州电子工业学院硕士学位论文 1 第 1 章 绪 论 内燃机是机械车辆的动力源。它是一个集往复、回转、冲击等运动为一体的复杂的摩擦学系统。据统计，一台六缸柴油机有 600 多对摩擦副 1，磨损是导致内燃机零部件失效和整机性能劣化的主要原因，尤其随着高科技的发展，对内燃机的可靠性、寿命、排放、经济性等要求越来越高，使得其摩擦、磨损问题更加突出。缸套 活塞环摩擦副被汽车行业称为三大磨损副之一。它们的磨损是一个很大 的问题。每年都要消耗大量的活塞环备件，而缸套磨损后的修理也很麻烦，费用高。多年来一直列为行业攻关课题。本文在分析缸套 活塞环摩擦副的磨损机理和摩擦学特性的基础上，着重研究缸套表面储油结构对发动机缸套 活塞环摩擦副性能的影响，使设计的缸套达到最高的可靠度、最佳的经济性能和合理的使用寿命。 套的磨损形式 23 缸套 活塞环摩擦副长期在高温高压、冲击应力、腐蚀等恶劣工况下工作，磨损很严重，是影响发动机正常工作的主要原因 4。发动机缸套磨损后，活塞与缸套的配合间隙加大，气密性下降，发动机的动力性 和经济性下降，造成起动困难，机油温度和油耗增加，排气困难等后果。国内外对缸套的磨损研究表明，缸套的主要磨损形式由下面几种： 套的正常磨损 油环下止点第一环上止点活塞相对磨损量图 1 - 1 正 常 磨 损 图 1 - 2 腐 蚀 磨 损活塞油环下止点第一环上止点相对磨损量杭州电子工业学院硕士学位论文 2 如图 1示，正常磨损的位置是在活塞上止点第一道环附近，该处磨损最大 5，形成很明显的台阶，此外油环下止点处的磨损也较明显 6。这是因为活塞在这两个部位的移动速度为零，不容易建立起润滑油膜，处于边界状态，所以磨损较别处大。上止点 的磨损除上述原因外，还由于上止点处的气压大，燃气温度高，使金属的耐磨性降低，同时燃气中的酸性物质有可能对缸套内表面起腐蚀作用，所以上止点处的磨损最大。 活塞油环下止点第一环上止点相对磨损量图 1 - 3 空 气 中 磨 料 引 起 的 磨 损活塞油环下止点第一环上止点相对磨损量图 1 - 4 机 油 中 磨 料 引 起 的 磨 蚀磨损 如图 1示，由于低温启动频繁，燃油中所含硫分高，燃气中酸千较多，在冷却水温较低的情况下，在缸套内表面形成酸类，强烈地腐蚀缸套内表面，造成腐蚀磨损。这种磨损占据主导地位时，在上止点第一道环附近磨损最大，几乎为正 常磨损的 2 倍。这种磨损的特征是在缸套上部形成疏松的小洞穴。另外，被腐蚀而脱落的颗粒，在缸套中部又构成严重的磨料磨损，使中部的磨料磨损增加 45 倍，如图 1粗实线所示。 料磨损 由于空气滤清不良，空气中的灰尘被吸入缸套中，这些微细的磨料导致缸套产生磨料磨损，如图 1示。另外，落入机油的灰尘、杂质也会引起磨料磨损如图 1示。这两种磨料磨损现象的特征是进气中的灰尘使缸套造成较大的磨损，而机油中的磨粒使缸套的下部形成较大的磨损。 着磨损 当活塞与缸套内表面在润滑和冷却不良的条 件下滑动，尤其内燃机在大负荷下工作时，金属与金属间会产生直接接触，在干摩擦的情况下将导致局部产生高温，使两金属间发生熔着磨损。与前述磨损相比，这是一种杭州电子工业学院硕士学位论文 3 破坏性更大的磨损。熔着磨损一旦发生，活塞和缸套就很快报废，甚至会引发更大的事故。 在实际工作过程中，上述的磨损形式往往不是孤立存在的，他们有时是互为因果关系的，所以在判定、分析缸套的磨损时，对磨损要具体分析，从中找出磨损原因的主导方面及其相互间的关系 7。 缸套的内表面是活塞作往复运动的导行面，工作中承受高温、高压、腐蚀和经常的磨损，它的磨损程度决定了发动机 的使用寿命。为了提高发动机缸套的使用寿命，人们围绕缸套的各种磨损形式，研究缸套的磨损规律，分析引起磨损的原因和影响因素，在缸套的材质、表面处理、表面形貌、润滑状态等方面研究了多种工艺方法，来减少磨损，降低维修费用，提高发动机的使用寿命。在材质方面，采用本质上耐磨性良好的材料或对现有材料进行复性处理以提高耐磨性 ; 在表面形貌方面，改进缸套表面加工技术控制表面的有关形貌参数 ; 在润滑方面，改进润滑剂和润滑状态。本文是根据国内外的研究状况及国内的设备情况，在分析缸套 活塞环摩擦副的磨损机理、性能和常规表面形貌参数 的基础上，着重对缸套表面的形貌进行深入的研究，比较若干种不同表面形貌缸套的性能差异，以便寻求延长发动机缸套使用寿命的方法 8。 内外研究现状 9101112 缸套 活塞环摩擦副的润滑分析是摩擦学 应用的最重要领域之一 13。多年以来，许多学者进行了大量的工作。德国、美国、日本、英国等国家对平顶珩磨技术进行了大量的研究，将平顶珩磨技术作为铸铁缸套内孔表面最终加工工序，以形成交叉网纹沟槽平顶储油结构 14。许多国家一直致力于解决平顶网纹的均匀性和沟槽深度的一致性，甚至开展攻关项目研究，以期达到发动机设计者预期的目标。遗憾的是，长期以来，由于磨料形状的多样性、磨料大小的不一致性、磨料在油石中分布的不均匀性以及加工过程中各种随机因素的影响，平顶网纹无法做到均匀，沟槽深度波动很大。即使平顶网纹能够做到均匀分布、深度一致，由于平顶网纹相互贯通，存储在网状沟槽里的润滑油在缸套 活塞环摩擦副工作过程中也会被活塞环沿着沟槽挤出去，无法建立动压润滑，缸套气密性仍不理想。 德国学者 国学者 人开展了激光珩磨技术的研究，取得了有益的进 展。由于激光珩磨单激光束每分钟只能加工 1800 个小孔，加工效率很低，设备成本高（每台激光珩磨机的价格为 450 万元），导致生产成本大幅增加，更为严重的是，如果将激光珩磨用于钢质薄壁镀铬缸套，则激光将会烧蚀缸套基体局部材料，导致杭州电子工业学院硕士学位论文 4 烧蚀处与镀铬层之间丧失结合力，因此，至今还不能在发动机生产中采用。 国外研究人员采用 磨技术改进缸套内壁储油结构，取得了一定的成效，还有人探讨过石墨对缸套耐磨性的影响。 钢质薄壁缸套采用松孔镀铬方法对缸套内壁镀铬，即镀铬后进行逆电解，其表面形成沟状储油槽，再采用研磨方法对镀铬层进行 精密研磨。英国、西班牙是在薄壁缸套上采用松孔镀铬技术最早的国家。其后，日本、美国引进英国的松孔镀铬技术。我国早 1995 年分别从英国和日本引了进松孔镀铬技术。但是，松孔镀铬技术存在耗电量大（每只耗电 3 度）、时间长（镀铬时间 3 小时）、成本高（国内每只缸套镀铬镀铬成本 35 元）、废品率高达 20%30%、工艺复杂等问题，从而导致了薄壁缸套制造成本高、质量不稳定。并且松孔镀铬方法形成的储油结构是交叉网纹或不均匀点坑，也制约了薄壁缸套的性能。 日本学者 究了通过改进材质和表面粗糙度来控制磨损。国外工业 发达国家还研究了各种合金铸铁材料的缸套，如高合金铸铁、低合金铸铁、含磷铸铁（有低磷、中磷和高磷铸铁）含硼铸铁、含铌铸铁，可依据不同机型、不同的工况条件，配置不同材质的缸套，以提高其使用寿命。在缸套摩擦副中以不同材质的缸套与活塞环匹配，可得到最佳的配副性能。 对缸套内壁进行激光淬火可以提高淬硬区的硬度，而更为重要的是可以创造一个有利的润滑条件，激光淬火在缸套内壁实现了以淬硬带为筋，未淬硬带磨损后为微凹槽的微油池。提高了缸套 活塞环摩擦副的润滑效果及综合的耐磨能力。美国通用汽车公司首先建立了激光淬火生产线，对645 系列柴油机缸套进行激光淬火处理，彻底解决了擦伤现象。随后，在80 年代德国 公司对 4 型船用柴油机缸套进行激光淬火处理，端磨比一般缸套低 30%60%，比渗氮缸套的抗摩擦磨损及抗腐蚀性能高，润滑油消耗率小。 90 年代原苏联也进行了大量的激光淬火试验，结果表明耐磨性和抗擦伤性提高。 究了缸套 活塞环摩擦副工作表面形貌对发动机性能指标的影响。美国 等人研究了柴油机缸套 活塞环摩擦副动力学对环 环槽磨损和机油耗的影响，还有一些学者提出了活塞环的预测磨损模型，在理论研究上有了一定的深入。 国内对缸套 活塞环摩擦副的研究 15，主要还是通过改进材质、镀铬、提高加工精度、降低表面粗糙度等传统方法来改善缸套 活塞环摩擦副的润滑性能 16。在材质方面，考虑到原材料的来源及区域资源情况，一般以钒铁铸铁、中磷和高磷铸铁及硼铸铁缸套为主。据我国 65 生产厂家统计，杭州电子工业学院硕士学位论文 5 硼铸铁缸套最多。少数厂家也生产了低低合金铸铁或蠕墨铸铁缸套。我国一些高等院校、科研机构及工厂也开展了缸套激光淬火的研究 17，并取得了较大的成就。大连机车车辆厂用 2光对 16柴油 机缸套进行螺旋状激光淬火，装车试验结果：比电火花淬火的缸套耐磨 倍。使用这些方法来所带来的性能的提高已经接近了极限。张云电教授提出在气缸套工作表面加工出蜂窝状微坑储油结构，并且研制了加工这种微坑的低频振动冲击加工装置。这种加工微坑的方法具有许多优点： （ 1） 微坑分布和结构参数可控，且所有微坑均匀分布，相互独立。 （ 2） 微坑加工简单易行。 （ 3） 工具头寿命长。 （ 4） 可采用矩阵工具头或多头螺纹车削法实现高效率、高密度微坑加工。 （ 5） 加工成本低，大约为激光珩磨成本的十分之一。 （ 6） 材料不受烧蚀作用，且形成的压应力对耐磨性有好处。 采用 低频振动冲击加工装置，已成功地对摩托车缸套、 485Q 发动机缸套、 4 4质薄壁缸套、东风 4 型高速火车发动机缸套进行了加工试验，可以制造出相互独立、均匀分布、深度一致、呈蜂窝状数以万计的点坑。振动冲击加工微坑方法是缸套工作表面储油结构的新型加工方法，具有明显的优越性，有广阔的应用前景。 面微坑加工方法的发展史 181920 缸套 活塞环摩擦副是一个集往复、冲击 运动于一体的复杂的摩擦学系统。为了使所设计的缸套 活塞环摩擦副能达到最高的可靠度，最佳的经济性能和合理的使用寿命，我们 必须用摩擦、磨损、润滑的理论 2122，从系统的观点出发，去分析影响缸套 活塞环摩擦副磨损的各个因素 23。国内外的最新研究表明，采用改进材质、激光淬火、镀铬、提高加工精度、降低表面粗糙度等传统方法来改善缸套 活塞环摩擦副的性能已经接近极限。而在缸套工作表面加工一定形状的凹腔式结构，可以形成良好的储油结构和油契，从而提高缸套 活塞环摩擦副的润滑效果和耐磨性。 缸套工作表面加工的储油结构可分为三种：网状裂纹型、网状交叉型和独立微坑型。而其加工方法可分为七种：松孔镀铬、平顶珩磨、液体喷沙、滚花、自激振动 、激光珩磨和振动冲击加工微坑等。 这几种加工方法都可以在缸套工作表面产生储油结构，能不同程度地改善润滑状态。对于松孔镀铬，由于镀铬时间长、成本高，且网状结构互相连通，润滑油沿着沟槽被挤出去，耐磨和节油效果并不显著。平顶珩磨杭州电子工业学院硕士学位论文 6 由于油石磨料的大小、形状、分布和磨损的不均匀性以及珩磨过程中的随机因素的影响，平顶珩磨方法形成的网纹必定会有不均匀性，因此难以预先算出与发动机性能有关的匹配情况。激光珩磨是一种由珩磨和激光加工结合的加工方法，它能够加工出交叉网状结构和螺旋型凹腔结构，还可以比较理想地加工出独立微坑型的储油结 构。但是激光对缸套材料有微观熔化和烧蚀作用，可造成局部材料性能发生变化，并且激光珩磨设备的价格高，微坑加工成本高，操作复杂，维修困难。 文的研究方向及所完成的主要工作 在摩擦、磨损、润滑理论的基础上，研究发动机活塞和缸套运动区域内，摩擦表面减少磨损的表面形貌设计 24；研究微坑加工中控制微坑各种参数的方法；利用镗孔 微坑加工复合数控机床，实现缸套镗孔、微坑加工的自动化；通过对各种微坑参数的微坑缸套的台架试验和用户试验，研究微坑对发动机缸套 活塞环摩擦副的影响。 主要的工作可以分为以下几 个方面： 1 研究国内外对缸套工作表面加工方法的最新进展。 2 研究缸套 活塞环摩擦副的摩擦学性能，分析其流体动力润滑机理。 3 完成振动冲击加工微坑试验的试验条件准备，包括机床的布置、安装、机床改造、夹具设计。 4 分别完成了对多种微坑参数的摩托车缸套、东风 4 型机车缸套和斯太尔缸套的微坑加工。 5 设计并进行了摩托车微坑缸套和斯太尔微坑缸套的台架试验，并对其结果进行了分析。 6 总结了蜂窝状微坑对发动机性能的影响，并对其发展前景进行了展望。 杭州电子工业学院硕士学位论文 7 第 2 章 蜂窝状微坑的工作机理 有蜂窝状微坑储油结构的缸 套的提出 252627 在内燃机中，承受高压的部件缸套 活塞环摩擦副的磨损是由许多参数相互产生的复杂作用引起的，磨损的速度是由这些部件所承受的载荷、动力学条件、以及产生摩擦的两部件的相对硬度、润滑参数和相互滑动的两部件表面的形貌所决定的 28。本论文是研究内燃机活塞运动区域缸套摩擦表面减少磨损的表面形貌设计 29。 研究表明，仅仅靠表面粗糙度来描述缸套 活塞环摩擦副的摩擦表面的特性是不够的。这种摩擦表面必须进行特殊的形貌设计 3031，这种表面形貌必须能承受高的负载，同时有着优良的润滑 特性。这种表面的双重功能必须在设计其表面形貌时考虑到。当表面粗糙度较低时，表面具有较高的承载能力，同时需要一个开口结构来保证存储润滑油，这实际需要一个粗糙的表面。为了达到上述要求，一个平滑而粗糙的表面形貌必须被产生，这是一个可控制的加工过程 32。 试验表明 33，在缸套工作表面加工出网状小孔或蜂窝状小眼，形成圆穴状和沟槽状储油表面结构，如 图 2示， 可以提高缸套工作表面的储油能力和抗刮伤性，储油表面结构的参数将影响缸套工作表面的耐磨性和磨合性。在边界摩擦的状态下，当孔隙度增加到 1520%时，缸套工 作表面的磨损明显减少。当孔隙度超过 3035%时，与缸套相配合的活塞环磨损剧烈。这种关系特性表明，当缸套工作表面的孔隙度增加到一定值，缸套工作表面的储油能力获得提高而缸套工作表面的强度却没有受到明显的削弱。当孔隙度超过 3035%时，缸套工作表面的强度将明显降低。 图 2油表面结构 杭州电子工业学院硕士学位论文 8 考虑到缸套 活塞环摩擦副的磨合性，可采用孔隙度为 2535%，这时缸套工作表面有足够高的耐磨性。 随着缸套工作表面的储 油结构被磨掉，缸套工作表面的性能接近于光滑表面，缸套工作表面丧失储油能力而迅速磨合，缸套工作表面性能的这种变化，对活塞环的工作性能并没有带来不良影响。相反，它会减少磨合后摩擦副的磨损。但是对于应该有较长使用期的缸套，保持缸套工作表面的储油能力是缸套正常工作的必要条件。 对于没有储油结构的缸套，当压强不高时，缸套工作表面具有良好的减摩性，但是，当压强为 7080，摩擦系数急剧增大，这表明摩擦表面金属相互作用过程加剧，致使油膜破裂和摩擦功增加。 试验表明，在各种缸套工作表面储油结构中，以具有沟槽 形结构的缸套表面摩擦系数最高，与蜂窝状微坑结构相比，对过载的敏感性较小。 在缸套的上局部最好也形成储油表面结构，能减少整个缸套和在缸套中工作的活塞环的磨损。 缸套工作表面的宏观和微观几何形状，不论是原始的，还是在使用中形成的，都对缸套和活塞环配合表面的工作性能和磨损有很大影响。 减少缸套工作表面的粗糙度，会增加机加工费用，在很多情况下，还会降低表面的储油能力，提高表面刮伤的敏感性。过分放宽表面粗糙度也是不利的，因为磨合期间，摩擦副的配合表面的磨损加速。一般发动机汽缸其最佳表面粗糙度为 m。 缸套经常在缺油、高温和重载引起的危险摩擦状态下工作，因此需要有特殊的长效储油表面结构。这种表面储油结构应保证缸套 活塞环摩擦副部件在正常和紧急的工况下，都具有可靠的分隔润滑油膜。选择形成储油表面结构的方法及其参数时，应该考虑摩擦状态、零件结构和发动机的使用寿命。 不规则的表面储油结构可以采用表面喷丸处理、化学或电化学蚀刻而成。规则的储油结构可采用多齿工具滚压、激光加工、振动冲击加工方法形成。对于磨合性较差（经过淬火、氮化等）、储油能力不足（镀铬、钢质等）的缸套，形成储油表面结构最为有利。 缸套 活塞环 摩擦副的磨损率，随着储油结构所占面积的增加而降低，降低到一定的值后，又开始回升。当抗刮伤能力最大时，磨损最小。所以有这种关系，是由于随着储油结构面积增大到超过最佳值，接触应力升高到超过油膜最大承载能力的缘故。 窝状微坑的润滑原理 3435363738 最理想的耐磨性设计是使所设计的机械消除所有的摩擦、磨损 39，目杭州电子工业学院硕士学位论文 9 前摩擦学研究水平还不可能做到这一点。因此完全消除缸套 活塞环摩擦副的摩擦是不可能的。但是我们可以用摩擦、磨损、润滑的理论，开展摩擦学设计，使缸套 活塞环摩擦副达到最 佳的润滑状态 4041。试验表明，蜂窝状微坑可以减少缸套 活塞环摩擦副的磨损。而实际表面，无润滑的缸套 活塞环摩擦副磨损是非常迅速的。这说明缸套和活塞环之间一定存在连续的油膜，这种设想已由缸套的摩擦测量结果证实 42。因此，我们需要研究其流体动力润滑机理，从而寻求改进缸套 活塞环摩擦副磨损的途径。 论分析 设 为使理论计算成为可能，现提出以下几点假设： （ 1） 缸套 活塞环摩擦副的零件剖面如图 2示。 （ 2） 润滑油不沿运动方向流动，即不产生侧泄。 （ 3） 油膜中的润滑油具有层流 性质。 （ 4） 润滑油的惯性力忽略不计。 （ 5） 润滑油具有不可压缩性。 （ 6） 摩擦副材料为绝对刚体。 （ 7） 润滑油各处温度相等。 图 2 - 2 缸 套 活 塞 环 摩 擦 副 剖 小油膜厚度最大瞬时值的计算 图 2 - 3 微 坑杭州电子工业学院硕士学位论文 10 油膜厚度随活塞的滑动速度而变化，最小油膜厚度最大瞬时值是指滑动速度最大时的油膜厚度 h。 如图 2示，图中 a 为压力最大处的横坐标， 该处的油膜厚度。 设有光滑表面的活塞环按箭头所示方向的相对速度 u 移动。那么润滑油容积流量 按 下式计算： （ 式中： u 活塞与缸套的相对移动速度 B 油膜垂直运动方向的宽度 h 油膜厚度 h 可按下式计算： 21（ （ 微分代入（ 1）式积分可得： d 42（ 由边界条件 x=a, Q=0 可得： )(4 22 （ 根据流体力学可得： 312 （ 式中： p 油膜压力 在工作温度及工作压力下润滑油的动力粘度。 润滑油的粘度随压力而变，其函数关系可用下式表达： 0（ 式中： 0 在工作温度及常压下润滑油的动力粘度 润滑油的压粘系数 将（ 、（ 及（ 代入（ 可得： 321220 )2)(3 p （ 解上式并命： 11 （ 则： 杭州电子工业学院硕士学位论文 11 21211(4)21(221211(83)21(431112211221111211221112310（ 边界条件 x=a, Q=0 可得 c=1。若设（ 中大括号内的部分用函数符号 f(示则可得： )(31 1310 p （ 对上式两端取对数得： )(311 （ 根据边界条件11 ， p=0，由上式可得： )(311a （ 32011 1)(3m a （ 由于 一项通常远小于 1，故可忽略不计。从而得 : 32011 )(3 (由于210 ，故可得： (3232010 (杭州电子工业学院硕士学位论文 12 若命022 （为未定参数）则可得： 3200 )( (1)(3 321 (122)1(21 (根据边界条件11 ， p=0，由 (可得： 0)(1 (设定值后，即可按（ 求得相应的1，然后将其代入（ 即可求得1数值。再将及1数值代入（ 则可求得 K 值。所算得的与相对应的 K 值列于表 2 表 2 与相对应的 K 值 算表明，当 1 时，微坑的深度将小于油膜厚度，因而容易磨损失效。故推荐在 范围内选取。 活塞在工作过程中，（ 中的 u 值为一变数，它可近似按下式计算： （ 式中： A 连杆偏心距 曲轴角速度 曲柄轴线与缸套中心线的夹角 杭州电子工业学院硕士学位论文 13 将（ 代入（ 则可得： 3200 )s i n( （ 320m a x )( （ （ 同样适应于微坑的左侧， 只是由于 负值，所以在该区间按（ 算得的 p 值始终为负值。由于气穴作用的影响，压力 p 将接近于零。因此它对油膜厚度不会产生影响。 、下止点油膜厚度的计算 按（ 计算