偏心状态柱塞副最小油膜厚度及其影响因素

1）最小油膜厚度分布

如图4.30所示为柱塞转过不同角度时柱塞副最小油膜厚度变化，ρ=90°时到达最小值4.921μm。因为此时柱塞轴向运动速度u最大，外侧油膜压力产生力矩最大，因此需要内侧油膜动压压力增大，导致内侧油膜间隙最小。

如图4.31所示为柱塞在低压区转过不同角度时柱塞副最小油膜厚度。柱塞副最小油膜厚度几乎保持不变，为3.5～3.6μm。因为吸油区柱塞副两侧压力差较小，动压压力较小，斜盘摩擦力依靠滑靴支持力平衡，几乎不产生变化。吸油区最小油膜厚度小于压油区，工况更为恶劣。因为支持力仅作用于柱塞一端，造成柱塞偏心更加剧烈。

2）最小油膜厚度的影响因素

为定性地分析不同工作状态对柱塞副油膜形态的影响，将柱塞转角ρ=90°时和ρ=270°时的最小油膜厚度作为研究对象。研究其在不同转速和压力状态下的变化情况。图4.32所示为不同转速下柱塞副最小油膜厚度。压油区最小油膜厚度随着转速增加而减小，这是由于转速n增加后，柱塞与斜盘之间的摩擦力随之增加，同时柱塞的轴向运动速度u随之增加，需要更大的动压压力达到力平衡，油膜变形更为剧烈，导致了更小的油膜厚度。吸油区最小油膜厚度随着转速增加而几乎保持不变。因为柱塞间隙两侧压力差很小，随着转速增加斜盘摩擦力对动压压力分布影响较小，柱塞副间隙基本保持不变。

图4.30　压油区柱塞副最小油膜厚度

图4.31　吸油区柱塞副最小油膜厚度

图4.32　不同转速下柱塞副最小油膜厚度

1—ρ=90°压油区；2—ρ=270°吸油区

图4.33　不同工作压力下柱塞副最小油膜厚度

图4.33所示为ρ=90°时不同压力下柱塞副的油膜厚度变化趋势。吸油区压力不随工作压力变化，仅研究压油区最小油膜厚度。随着工作压力的增加，最小油膜厚度呈线性上升，由4.470μm上升到5.868μm。在工作压力增加时，柱塞副间隙两端压力差增加，油膜动压压力增加，更容易平衡斜盘的摩擦力，因此油膜变形量小，柱塞偏心状态减轻。