固體粉末添加劑對主軸承空穴噪聲的模擬試驗研究

劉 旭, 亢榮玉, 陳曉陽*, 陶德華, NI Ben

(1.上海大學(xué) 機電工程與自動化學(xué)院, 上海 200072;2.美國福特汽車公司 全球發(fā)動機研發(fā)中心, 密歇根州 迪爾伯恩 48124)

發(fā)動機是汽車的核心部件，其噪聲水平是評價發(fā)動機的重要指標之一.隨著汽車NVH(噪聲、振動和聲振粗糙度)技術(shù)的進步，發(fā)動機內(nèi)部的燃燒、活塞沖擊以及齒輪嚙合等帶來的噪聲已經(jīng)大幅度降低[1-2].但是近些年一種發(fā)生于發(fā)動機主軸承油膜中類似打字機般無規(guī)律的異常噪音問題逐漸引起各大汽車廠商的關(guān)注，噪聲產(chǎn)生時發(fā)動機處于空擋怠速運行狀態(tài)(轉(zhuǎn)速為600 r/min)，而怠速運轉(zhuǎn)下的噪聲是重要的噪聲評估標準[3].這種無規(guī)律異常噪聲現(xiàn)象主要出現(xiàn)在6～8缸大排量汽車柴油發(fā)動機中，因機理研究比較有限，故缺乏有效的解決措施.

2003年，豐田的工程師Aoyama等[4]首先研究了發(fā)動機中的這種主軸承噪聲，通過建模振動仿真證實了發(fā)動機主軸承中的無規(guī)律噪音與油膜中的空穴有關(guān).五十鈴工程師Kimura等[5]使用振動仿真軟件得到了類似的結(jié)論，即噪聲是油膜空穴造成的.然而上述的研究都只對振動進行仿真探究，并未直接對噪聲進行求解，同時缺乏相關(guān)的試驗研究.實際上，軸承中的油膜空穴現(xiàn)象很早就被試驗證實了[6-8]，但目前試驗研究的重點是其對油膜承載力的影響和對軸承表面的侵蝕作用，很少關(guān)注空穴的噪聲問題.同時常用的發(fā)動機臺架試驗并不適用于研究這種主軸承噪聲：一是無法觀察主軸承油膜中的空穴形貌變化；二是臺架試驗在工作的時候其他噪聲會有嚴重干擾.為了探究動載工況下這種無規(guī)律噪聲與油膜空穴的關(guān)系，豐田工程師Aoyama等[9]進行了擠壓油膜試驗，發(fā)現(xiàn)噪聲產(chǎn)于油膜空穴與大氣連通時.國內(nèi)上海大學(xué)張等[10-13]對擠壓油膜進行了大量的研究，作者所在課題組[14-18]在此基礎(chǔ)上用擠壓油膜噪聲試驗機研究了不同工況下的這種異常油膜空穴噪聲，試驗結(jié)果表明在小振幅、遠離特定頻率、充分供油和同軸度偏差小等工況下，能夠有效減少油膜空穴噪聲的產(chǎn)生.

但是若實施這些措施勢必會改變發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和性能，考慮到發(fā)動機牽一發(fā)而動全身的結(jié)構(gòu)特點，并不是一種優(yōu)解.如果能通過改善潤滑油來減少甚至消除這種油膜空穴噪聲，就具有很強的實用性和經(jīng)濟性.2011年，福特工程師Morgan等[19-20]發(fā)現(xiàn)在潤滑油中加入碳粉能夠減少發(fā)動機軸承噪聲的產(chǎn)生，并由此配置了XL-17發(fā)動機油改性劑用于減少噪聲.但是碳粉會使?jié)櫥统尸F(xiàn)不友好的黑色，引起消費者的恐慌，同時這種碳粉降噪的有效時間不長，需要定時更換，增大了使用成本.碳粉作為一種固體粉末添加劑經(jīng)常被加入到潤滑油中以提高其耐熱性，增加耐負荷性，減少磨損[21].目前關(guān)于固體粉末添加劑的研究主要針對如何改善軸承的潤滑性能[22-28]，而很少研究固體粉末添加劑對油膜空穴噪聲的影響.如果能夠找到一種有效的固體粉末添加劑，其具有比碳粉更好的抑制油膜空穴噪聲的效果而沒有碳粉存在的缺點，將在經(jīng)濟性和實用性方面具有重要意義.

本研究的目的是利用可以同步采集振動、位移、聲壓、力和油膜空穴圖像五種信號的平行板擠壓油膜試驗機對固體粉末添加劑與無規(guī)律油膜空穴噪聲的關(guān)系進行試驗研究.其中固體粉末添加劑選取碳粉(純粉末和XL-17發(fā)動機油改性劑)、多孔質(zhì)硅鋁酸鹽、熒光劑(油溶性和非油溶性)以及二硫化鉬等幾種固體粉末作為潤滑油添加劑，尋找抑制油膜空穴噪聲的有效辦法.

1 試驗機及試驗方案

Fig.1 Schematic of the test apparatus圖1 試驗機結(jié)構(gòu)原理圖與其實物圖

Fig.2 Image of test apparatus圖2 試驗機實物圖

發(fā)動機在運行過程中動載擠壓效應(yīng)對于油膜空穴噪聲的影響尤為直接，作者所在課題組由此簡化了試驗機結(jié)構(gòu)，只考慮動載擠壓效應(yīng)，搭建了平行板擠壓油膜噪聲試驗機，試驗機原理和實物分別如圖1和圖2所示.平行板擠壓油膜的核心就是在潤滑油中的兩個圓板沿法向進行直線往復(fù)運動，即下平板(8)和上平板(11)之間，其中下平板(8)靜止固定在托板(6)上，上平板(11)進行上下擠壓運動，同時為了能觀測到擠壓過程中油膜空穴的形貌變化，上平板(11)的材料為K9光學(xué)玻璃.試驗中油池(10)充滿潤滑油，擠壓油膜運動的驅(qū)動力由激振器(1)提供，激振器通過連桿帶動動支架(5)做上下擠壓運動，上平板(11)則固定在動支架的底端，與下平板(8)保持平行.同時為了進一步保證上平板(11)和下平板(8)兩者在運動過程中保持平行，采用6根彈簧鋼絲(3)分上下兩層將動支架均勻固定在靜支架(2)上，每層的3根彈簧鋼絲呈120°分布，其中彈簧鋼絲一端與動支架(5)相連，另一端通過細牙螺紋與靜支架(2)連接，通過微調(diào)螺紋即可調(diào)整動支架的位置.反光鏡支架底部固定在靜支架上，頂部延伸到動支架內(nèi)部，使反光鏡(12)呈45°放置在玻璃上平板(11)上方.這樣LED光源照射到反光鏡上，反光鏡將光通過玻璃上平板照射到油膜，然后將油膜的成像按光路的反方向反射到高速攝像機內(nèi)，達到實時拍攝的目的.力傳感器(13)固定在激振器和動支架之間，用于測量激振器的輸出力.3個位移傳感器(7)呈120°固定在油池內(nèi)部，用于測量擠壓過程中的振幅和判定動支架在擠壓過程中是否水平.振動傳感器(9)通過磁吸座吸附在下平板底部，用于測量振動加速度信號.聲壓傳感器的采樣點根據(jù)工業(yè)標準要求放置在擠壓油膜斜上方45°且距離擠壓油膜中心10 cm的位置.

如圖3中所示，信號發(fā)生器的輸出端與功率放大器相連，通過功率放大器進行放大，最終輸入激振器.試驗的參數(shù)列于表1中，因為發(fā)動機主軸承異?？昭ㄔ肼曋饕诳蛰d怠速狀態(tài)下產(chǎn)生(600 r/min)，所以擠壓頻率被設(shè)置為10 Hz，同時激振器輸出力的振幅保持為100 N.在試驗的過程中，各信號之間的同步性對于試驗結(jié)果的分析很重要，其中聲壓、振動、位移和拉壓力通過高速同步采集卡確保其同步性，采樣頻率設(shè)置為48 000 Hz.這里需要注意的是，聲壓傳感器放置在距離聲源10 cm處，而聲音在空氣中傳播的速度遠慢于其他傳感器的電信號，所以為了消除這一干擾，在本文中接下來所有聲壓信號的時間坐標都會減去聲音在這段空氣傳播所用的時間(0.000 29 s).高速相機為分體式結(jié)構(gòu)，能夠以最快3 000 fps(每秒幀數(shù))的速度通過圖像采集卡向PCI-E 固態(tài)硬盤寫入數(shù)據(jù).由于噪音的產(chǎn)生是無規(guī)律的，因此高速相機會在整個試驗過程中持續(xù)地拍攝并寫入數(shù)據(jù)，以確保在出現(xiàn)噪音時相機能捕獲油膜空穴的動態(tài)圖像.考慮到硬盤存儲和后期數(shù)據(jù)分析的壓力以及研究并不涉及空穴的微射流，所以將拍攝速率設(shè)置為500 fps.利用自行編寫的觸發(fā)程序可實現(xiàn)聲壓、振動、位移、擠壓力和油膜圖像的同步測量與拍攝.

表1 試驗條件Table 1 Experimental condition

Fig.3 Schematic diagram of data acquisition system of test apparatus圖3 試驗機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖

在該試驗工況下，使用擠壓油膜噪聲試驗機成功復(fù)現(xiàn)了無規(guī)律的油膜空穴噪聲現(xiàn)象.在噪聲產(chǎn)生時采集到的1組同步的位移、拉壓力、振動、聲壓信號與油膜空穴圖像如圖4所示.從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，噪聲主要發(fā)生在位移信號的下降沿(2時刻)，此刻聲壓大到最大值4 Pa，同時位移快速減小，振動也達到最大值，激振力突然增大.通過觀察圖中1、2和3點的油膜空穴圖像可以看出，油膜空穴一開始逐漸增大，隨后噪聲產(chǎn)生在油膜空穴與大氣聯(lián)通的潰滅瞬間，而后油膜空穴逐漸消失，聲壓恢復(fù)到正常值.

由于本文中探究的添加劑是固體粉末，直接加入油池中可能存在難以混合均勻的問題，為此需要先制備高濃度的添加劑-潤滑油懸浮液：首先將固體粉末顆粒放置在200 ℃的干燥箱中干燥2 h，用以蒸發(fā)固體顆粒中可能存在的水汽；然后將固體粉末顆粒進行研磨，使添加劑顆粒容易分散，將研磨后的0.69 g的固體添加劑粉末加入至100 mL的全合成油SAE 5W-30中，充分攪拌之后再用超聲波攪拌器進行分散，配制成高濃度的添加劑-潤滑油懸浮液，過程如圖5所示.

在每組試驗中，使用定量移液管從油池中抽取5 mL潤滑油，然后再加入5 mL上文中制備的高濃度添加劑-潤滑油懸浮液至油池，充分攪拌均勻，這樣保持油池總體積不變.為了探究不同濃度的固體粉末添加劑對油膜空穴噪聲的影響，重復(fù)這一過程14次，這樣每組試驗油池中添加劑的濃度就可以計算出來：

式中，Ci為第i次試驗潤滑油中固體粉末添加劑的濃度，單位g/mL，Cdense為上述配制的高濃度添加劑-潤滑油懸浮液濃度，其值為6.9×10-3g/mL，Voil為油池中潤滑油的體積，其值為222 mL.經(jīng)計算得出添加劑的濃度梯度為0、1.55×10-4、3.07×10-4、4.55×10-4、6.0×10-4、7.42×10-4、 8.8×10-4、 10.2×10-4、 11.5×10-4、 12.8×10-4、14.0×10-4、15.3×10-4、16.5×10-4和17.7×10-4g/mL.

2 結(jié)果與分析

2.1 碳粉對油膜空穴噪聲的影響

試驗所用碳粉是黑色的鱗狀碳粉，是石墨的一種，其含碳量為99.99%(質(zhì)量分數(shù))，經(jīng)常被用作固體潤滑添加劑加入至潤滑油中，減小磨損.試驗按照上文中試驗方案的步驟進行，試驗中油膜空穴噪聲的產(chǎn)生是無規(guī)律的，同時其聲壓值一般大于0.5 Pa，如圖6所示.同時也能發(fā)現(xiàn)這種無規(guī)律性主要體現(xiàn)在相鄰油膜空穴的間隔時間呈現(xiàn)無規(guī)律性，而且還表現(xiàn)在每次噪聲的聲壓值大小變化是無規(guī)律的.因此為了定量比較噪聲的強弱，劃分了3個聲壓區(qū)間0.5～1 Pa，1～2 Pa和大于2 Pa進行對比分析，其中低于0.5 Pa的采樣點為背景噪聲，故忽略.通過計算各聲壓區(qū)間采樣點數(shù)量與總采樣點數(shù)量比值，算出每個聲壓區(qū)間占總體采樣點的百分比來表征噪聲產(chǎn)生的頻率與強度.

Fig.4 Cavitation pictures and signals of displacement, force,vibration and sound pressure圖4 位移、拉壓力、振動、聲壓信號與空穴圖像

按上述噪聲劃分的方法，油膜空穴噪聲出現(xiàn)次數(shù)與碳粉加入濃度的關(guān)系如圖7所示.從圖7中可以看出，在潤滑油中加入碳粉之后，油膜空穴噪聲出現(xiàn)次數(shù)迅速減少，說明碳粉具有抑制油膜空穴噪聲的作用.此外，在低濃度時(小于6.00×10-4g/mL)，這種噪聲抑制效果隨著碳粉加入濃度的升高而加強.但當碳粉加入濃度達到較高值(大于6.00×10-4g/mL)后，這種噪聲抑制效果就趨于穩(wěn)定.這表明隨著潤滑油中碳粉加入濃度的不斷增加，油膜空穴噪聲產(chǎn)生的次數(shù)先迅速降低，在濃度較高時逐漸平穩(wěn).

福特汽車公司為了降低發(fā)動機主軸承的噪聲，配置了XL-17發(fā)動機油改性劑以供維保使用，其有效成分也為碳粉.根據(jù)XL-17發(fā)動機油改性劑中的碳粉含量進行計算和稀釋，使試驗的碳粉濃度與之前保持一致，試驗得到的油膜空穴噪聲出現(xiàn)次數(shù)與碳粉加入濃度的關(guān)系如圖8所示，其中虛線表示上述純碳粉的試驗結(jié)果，而實線則表示XL-17發(fā)動機油改性劑的試驗結(jié)果.從圖8中可以看出，XL-17發(fā)動機油改性劑的降噪效果與純碳粉類似，在碳粉濃度相同的情況下，兩者的降噪效果大致相同，進一步驗證了碳粉試驗的準確性和可靠性.同時因為兩個結(jié)果比較接近，下文中就只用純碳粉的試驗結(jié)果作為對比分析.

2.2 多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉對油膜空穴噪聲的影響

多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉是分子篩的主要成分，主要作為催化劑的載體，用于增大催化劑與試劑的接觸面積.其特點是結(jié)構(gòu)中有許多規(guī)整而均勻的孔道和排列整齊的孔穴，是一種白色粉末狀固體.試驗條件除固體粉末添加劑不同外，其他均與碳粉試驗保持一致，試驗結(jié)果如圖9所示.隨著多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉加入濃度的不斷增大，油膜空穴噪聲出現(xiàn)次數(shù)逐漸降低，但是當濃度超過6.0×10-4g/mL之后，繼續(xù)增加多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉的濃度，雖然其降噪效果會出現(xiàn)一定的波動性，但是整體上呈現(xiàn)一種平穩(wěn)的趨勢而不會繼續(xù)增強.這種噪聲抑制效果的波動性主要由油膜空穴噪聲的不規(guī)律性引起的.綜上多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉與碳粉的降噪效果類似，即隨著加入濃度的增大，其抑制噪聲作用會先增強后趨向平穩(wěn).

Fig.5 Treatment process of solid powder additive圖5 固體粉末添加劑的處理過程

Fig.6 Sound pressure signal collected in the experiments圖6 試驗采集到的聲壓信號

Fig.7 The relationship between the concentration of carbon powder and the noise intensity of oil film cavitation圖7 碳粉加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

Fig.8 The relationship between the concentration of carbon powder and XL-17 engine oil modifier and the noise intensity of oil film cavitation圖8 碳粉和XL-17發(fā)動機油改性劑加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

Fig.9 The relationship between the concentration of porous aluminosilicate powder and the noise intensity of oil film cavitation圖9 多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

2.3 熒光劑粉對油膜空穴噪聲的影響

熒光劑廣泛使用于工業(yè)檢漏中，主要成分為樹脂，屬于多孔質(zhì)物質(zhì).本文中試驗了兩種不同類型的熒光劑，一種是油溶性熒光劑粉，易溶于潤滑油，黃色粉末，另外一種是非油溶性熒光劑粉，不溶于油，綠色粉末.非油溶性熒光劑粉的試驗結(jié)果如圖10所示，從圖10中可以發(fā)現(xiàn)，油膜空穴噪聲強度隨著非油溶性熒光劑粉在潤滑油中濃度的增加先下降再升高.非油溶性熒光劑粉在低濃度1.55×10-4g/mL附近具有最佳的降噪效果，當加入濃度超過3.07×10-4g/mL時，非油溶性熒光劑粉的降噪效果整體呈減弱趨勢.這表明對于非油溶性熒光劑粉，存在1個最佳的加入濃度，當實際的加入濃度低于或者高于這個濃度的時候，都無法取得很好的降噪效果.

油溶性熒光劑粉的試驗結(jié)果如圖11所示，可見在潤滑油中隨著油溶性熒光劑粉濃度的升高，油膜空穴噪聲整體并沒有出現(xiàn)明顯的下降趨勢，這說明油溶性熒光劑粉不具有抑制油膜空穴噪聲的作用.

2.4 二硫化鉬對油膜空穴噪聲的影響

二硫化鉬是常用的潤滑添加劑，能夠提高潤滑油的摩擦性能，故使用二硫化鉬作為固體粉末添加劑，研究其對空穴噪聲的影響，試驗結(jié)果如圖12所示.從圖12中可以看出，在潤滑油中加入二硫化鉬之后，油膜空穴噪聲出現(xiàn)次數(shù)非但沒有降低，反而出現(xiàn)大幅度的上升.這表明二硫化鉬對油膜空穴噪聲并沒有抑制效果，甚至有可能會增大油膜空穴噪聲的產(chǎn)生次數(shù).

Fig.10 The relationship between the concentration of non-oil-soluble fluorescent powder and the noise intensity of oil film cavitation圖10 非油溶性熒光劑粉加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

Fig.11 The relationship between the concentration of oil-soluble fluorescent powder and the noise intensity of oil film cavitation圖11 油溶性熒光劑粉加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

Fig.12 The relationship between the concentration of molybdenum disulfide powder and the noise intensity of oil film cavitation圖12 二硫化鉬加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

2.5 固體粉末添加劑降噪效果對比

對比上述幾種添加劑，發(fā)現(xiàn)碳粉、多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉三種固體粉末添加劑具有抑制油膜空穴噪聲作用，而且三者的降噪效果主要集中在低濃度的時候(小于7.42×10-4g/mL)，當濃度增大時前兩者降噪能力并不會增大，而非油溶性熒光劑粉反而會下降.因此為了突出比較這三種固體粉末添加劑的降噪效果優(yōu)劣，把配置高濃度懸濁液的質(zhì)量由0.69 g減少至0.4 g，這樣濃度范圍由原來的0～17.7×10-4g/mL縮小至0～7.41×10-4g/mL，對他們各個聲壓區(qū)間0.5～1 Pa、1～2 Pa以及大于2 Pa的噪聲采樣點百分比進行了對比，如圖13所示.

從圖13中可以看出，相較于碳粉和非油溶性熒光劑粉，多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉在3個不同聲壓區(qū)間都有相對穩(wěn)定的最佳降噪效果，波動性較??；非油溶性熒光劑粉在濃度較低，即處于0.9×10-4～4.31×10-4g/mL之間時，降噪效果明顯優(yōu)于碳粉，但當濃度繼續(xù)增加時，非油溶性熒光劑粉的降噪效果就會下降，降噪效果不如其他兩種添加劑.

為了定量比較三種添加劑的優(yōu)劣，計算了這三種添加劑抑制噪聲的平均降噪率，平均降噪率的計算方法是計算有效降噪濃度點產(chǎn)生噪聲的采樣點隨著添加劑加入后減少率的平均值，計算公式如式(2～3)所示.

式中：Rj為第j組試驗的降噪率，一共有10組，當Rj小于等于0為無效值；N1為第1組試驗(未加任何添加劑)出現(xiàn)噪聲的采樣點總數(shù)，即大于0.5 Pa的采樣點總數(shù)；Nj為第j試驗出現(xiàn)噪聲采樣點總數(shù)；Rreduction為所有有效降噪率的平均值；z為有效降噪濃度點的數(shù)量.計算結(jié)果列于表2中，在有效降噪濃度范圍內(nèi)，碳粉的平均降噪率為50%，而多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉則為75%和70%，說明這兩者具有比碳粉更好的降噪效果.

表2 三種固體粉末添加劑降噪率比較Table 2 Comparison of noise reduction rate of three solid powder additives

同時三者加入潤滑油后的顏色對比如圖14所示，從左向右依次為未加入任何固體粉末添加劑的5W-30潤滑油，加入非油溶性熒光劑粉、多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和碳粉的潤滑油懸濁液.多孔質(zhì)硅鋁酸鹽為白色粉末，加入潤滑油后并不會改變潤滑油的顏色，潤滑油仍然清澄透亮，與未加入任何固體粉末添加劑的5W-30潤滑油無明顯差別；非油溶性熒光劑粉為綠色，加入潤滑油后使?jié)櫥妥優(yōu)榫G色，但潤滑油仍然保持清澄透亮；碳粉加入潤滑油后使?jié)櫥偷念伾兊闷岷?，同時讓潤滑油變得渾濁而且不透明.所以多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉加入潤滑油之后的顏色更容易被消費者接受.

Fig.13 The relationship between the concentration of different solid powder additive and the noise intensity of oil film cavitation圖13 不同固體粉末添加劑加入濃度與油膜空穴噪聲強度之間的關(guān)系

2.6 降噪機理分析

為了分析碳粉、多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉抑制油膜空穴噪聲的機理，對其在噪聲時刻附近的油膜空穴圖像進行分析.把油膜空穴噪聲產(chǎn)生的時刻定義為0時刻，這樣就能得到不同固體添加劑下的油膜空穴圖片，如圖15所示.

Fig.14 The pictures of different solid powder additiveslubricating oil suspension圖14 不同固體粉末添加劑-潤滑油懸浮液顏色對比

不溶于潤滑油的懸浮固體顆粒表面的特定幾何結(jié)構(gòu)能夠促進空穴的生長，這種位置稱為成核點[29-30].當壓力降低時，這些部位將能夠產(chǎn)生氣泡并將其釋放到液體中.研究表明碳粉、非油溶性熒光劑粉和多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉都屬于多孔性物質(zhì)[27,31-32].碳粉、非油溶性熒光劑粉和多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉顆粒以懸浮顆粒的形式存在于油膜中，因其顆粒表面和內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)，懸浮顆粒存在很多可以促進空穴生長的成核點，這些成核點增加了液體中的成核粒子，形成了致密的小空穴，這些小空穴形成之后變成泡群，如圖15所示.這些群泡不易聚集形成大空穴，降低了油膜空穴與大氣接觸的可能性，從而降低了油膜空穴噪聲的出現(xiàn)頻率.而多孔質(zhì)硅鋁酸鹽的結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)部孔道密集且相互連通，推測認為這是其降噪效果優(yōu)于其他二者的原因，這為解決發(fā)動機主軸承油膜的不規(guī)則噪聲提供了重要的方法和思路.

Fig.15 Cavitation images of different solid powder additives near the moment of noise圖15 不同固體粉末添加劑在噪聲發(fā)生時刻附近的油膜空穴圖像

3 結(jié)論

a.碳粉和多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉抑制油膜空穴噪聲的作用一開始會隨著加入濃度的升高而加強，但是超過一定濃度即使再升高添加劑的濃度其作用也不會增強，而是逐漸趨于平穩(wěn)；非油溶性熒光劑粉抑制噪聲的作用會隨著加入濃度的升高先增強后減弱.

b.通過對三種有效固體粉末添加劑進行對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉具有三者中最好的降噪效果，非油溶性熒光劑粉次之，碳粉最差.同時多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉加入潤滑油后的顏色更容易被接受.

c.油溶性熒光劑粉的加入對油膜空穴噪聲并沒有明顯的效果，二硫化鉬粉的加入反而會增加油膜空穴噪聲的產(chǎn)生.

d.碳粉、多孔質(zhì)硅鋁酸鹽粉和非油溶性熒光劑粉的降噪效果與其多孔結(jié)構(gòu)有關(guān).多孔結(jié)構(gòu)具有較多的成核點，促進小空穴的形成，這些小空穴不易聚集形成大空穴，分散了大空穴，降低空穴與大氣接觸的可能性，從而降低油膜空穴噪聲的出現(xiàn)頻率.