連桿頸直徑對曲軸性能及摩擦損耗的影響探討

余化志 閆雪華 唐海嬌

摘要：文章通過Lotus Concept Crank Train軟件對某三缸發動機曲軸進行了分析，計算了連桿頸直徑對曲軸安全系數、連桿頸承受的最大單位載荷以及連桿頸引起的最大摩擦損失的影響，曲軸安全系數及摩擦損失隨連桿頸直徑增加而增大，最大單位載荷將隨連桿頸直徑增加而減少。

關鍵詞：曲軸結構設計；連桿頸直徑；摩擦損失；曲軸性能；三缸發動機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG580 文章編號：1009-2374（2016）18-0064-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.032

曲軸是發動機部件中最重要的部件之一，將活塞的往復運動轉換成旋轉運動，從而輸出動力。因此其工作狀況極其復雜，其承受來自燃燒室的周期性作用力，活塞、連桿的往復慣性力和旋轉離心力，承載著扭轉和彎曲的復雜交變應力。因此，在曲軸的設計開發過程中，須先滿足曲軸的工作強度要求。為了提高曲軸強度，一般通過采用高強度材料和提高曲軸結構剛度以滿足設計要求。為了提高曲軸的扭轉剛度和彎曲剛度，主要途徑是加大曲柄臂與軸頸間的過渡圓角以及改善滾壓工藝、增大軸頸直徑、增加曲柄臂厚度。實踐和理論表明，通過增加過渡圓角的方式比其他途徑更加能充分發揮材料效能，但是在充分利用其潛能后，就需要通過增加軸頸直徑，增加重疊度的方式以使得曲軸強度滿足設計要求。同時，在滿足曲軸強度要求前提下，仍需考慮曲軸對發動機的技術參數、缸體的設計、扭轉振動、軸承潤滑、附件安裝及制造工藝等問題的影響。……