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对数修型圆柱滚动体在不同工况下的摩擦磨损性能研究

气门挺杆是柴油发动机中重要的零部件，能向气门和推杆传递凸轮的转动。随着柴油机功率和转速的提升，挺杆滚轮受到气门弹簧的冲击作用增强，挺杆滚轮在最大升程和最小升程处受到凸轮传递的侧向力较大，易使滚轮和滚轮销卡住，短暂时间内滚轮与凸轮的摩擦形式由滚动摩擦转变为滑动摩擦，导致滚轮增大表面磨损，出现点蚀和擦伤的现象。对挺杆滚轮的圆柱面进行对数修型能使滚轮与凸轮沿母线方向的接触应力均匀分布，避免出现应力梯度，是减少滚轮两侧的应力集中与边缘效应、延长滚轮工作寿命的一种有效途径。因此，本文对滚轮采用对数修型的方式，施加一定载荷于滚轮和另一圆柱滚动体，并设置匀速转动条件和启动、急停条件，来模拟凸轮匀速转动时升程缓慢变化而给予滚轮较小侧向力和升程迅速变化给予滚轮较大侧向力的两种真实工况，从而研究不同滚轮圆柱面凸度值对滚轮在两种接触转动工况时的摩擦磨损性能影响。研究结果表明：滚轮有凸度修型相比无修型时，磨损量显著减少；且凸度值与周向边缘效应呈正相关，与轴向点蚀失效呈负相关。对挺杆滚轮对数修型，既能减少挺杆滚轮点蚀磨损，又能增加配气机构稳定性，优化滚轮与凸轮的接触对发动机摩擦副的整体设计有重要意义。