活塞和曲轴轴承系统是内燃机的关键部件,其摩擦学、动力学性能直接影响到内燃机工作的可靠性和耐久性,对其进行流体动力润滑和弹性流体动力润滑研究具有重要的意义。本文从流体动力润滑理论出发,引入压力流量因子、剪切流量因子、接触因子,推导出了适用于活塞裙部结构油膜润滑数学模型的雷诺方程。该模型考虑了裙部表面粗糙度、裙部型线对油膜润滑的影响,并结合活塞的动力学方程一起分析了活塞的二阶运动,建立和开发了用有限元法数值求解雷诺方程的FORTRAN源程序,以TBD620型柴油机为例,计算出活塞裙部润滑的油膜压力、油膜厚度、裙部摩擦力、裙部型面等。本文还对曲轴轴承润滑特性进行了研究,以普通雷诺方程为基础,综合考虑了气穴效应、轴颈未倾斜、倾斜和弹性变形的影响,采用JFO边界条件,利用有限元法离散控制方程和数值方法求解,如质量守恒算法、近似因式分解算法、波前法、吉尔法,并编制了MATLAB程序和FORTRAN程序,计算出轴承润滑的油膜压力和厚度、载荷、弹性变形等。详细研究了若干参数变化对工作性能的影响过程,得出的结论为内燃机活塞和曲轴轴承系统摩擦学特性提供一个参考评价方法,同时为活塞和轴承的设计提供理论依据,对低噪声发动机的设计具有一定的指导意义。