偏心状态下柱塞副油膜温度场分布

由前述分析可知，偏心状态下柱塞与缸体的轴线不平行，此时柱塞副油膜形态会发生较大变化，柱塞副油膜温度场也相应发生变化。与理想状态时研究方法相同，取ρ=90°时为研究对象，按照图5.2的方式将油膜展开，得到此时的温度场如图5.7所示。

图5.7　偏心状态下柱塞副油膜温度场

图5.7中表明偏心状态下柱塞副温度场温度峰值在展开角度α=180°处出现，约为62℃；在展开角度α=0°处出现温度低谷，约为45℃。与图5.3所示的理想状态下柱塞副温度场相比，偏心状态时油膜温度峰值高于其出口，谷值低于其出口。这反映出偏心状态下油膜形态发生了变化，α=180°处的油膜厚度小于α=0°处，导致此处出现温度峰值。

同样，在柱塞副长度L方向上，油液温度在柱塞副长度方向呈非线性上升，前半段上升速度高于后半段。将不同α角度处的温度场取截面得到其温度分布，如图5.8所示。

图5.8　偏心状态下不同展开角α处厚度方向油膜温度场

图5.8显示了由于柱塞副油膜形态变化带来的柱塞副温度场变化。由偏心状态下（图4.21）油膜形态可知，α=0°处油膜前段厚度小于后段，因此其温度场前段增长较快，后段增长较慢，同时传递到缸体和壁面的热量较多，温度峰值略有降低。α=90°时的油膜厚度前后均匀，其温度场分布与理想状态下的油膜温度场相似；α=180°时油膜形态前段厚度大于后段，温度场出现了72℃左右的峰值，此时取L=70 mm，得到温度分布如图5.9所示。

图5.9　偏心状态下L=70 mm处的油液温度分布

图5.10　偏心状态下厚度方向油液温度分布

图5.9中曲线与图5.5曲线形态相似，油膜温度随厚度增加而上升，至接近最大油膜处达到峰值随后下降，显然由于柱塞和缸体壁面的导热，使油液温度峰值出现在柱塞副油膜内部。与理想状态时相比，温度峰值上升5℃左右，这是由于此处油膜厚度较小，故油液体积小，相同的热量导致的温升更大。偏心状态下柱塞副油膜温度峰值偏离中心，出现在靠近柱塞处。截取峰值出现处的温度场如图5.10所示。

图5.10显示油液温度沿柱塞副长度方向变化较为均匀，这可以认为是多方面原因综合作用的结果。首先，油膜形态呈现厚度前段大于后段，故后段温度增长率大于前段；其次，壁面温度固定，温度上升后更多热量传导到壁面，使后段温度增长率小于前段；最后，温度上升后油液黏度下降，黏性摩擦发热量减小，使后段温度增长率小于前段。在这几个因素的共同作用下，油液温度呈近似线性增加。