JM491Q汽油機曲軸研究

周素榮

摘 要：汽車作為我們的代步工具這幾年使用得非常多，但是汽車在使用過程中會產生很多故障，比如汽油機曲軸的損壞等，維修非常麻煩，價格昂貴，而且極易損壞。因此這樣的作業環境迫使我們尋求更加高效的曲軸結構，本次對JM491Q汽油機曲軸進行設計，對其結構進行了有限元分析。

關鍵詞：曲軸;汽油機;有限元分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.018

1 JM491Q汽油機的工作過程計算

JM491Q汽油機主要采用分組式多點燃油噴射、閉環控制系統的改進型。其控制系統能根據發動機的實際運行工況和環境精確地控制點火時間和供油量，具有更好的動力性和經濟性，排氣系統加裝三元催化凈化器后，整車的排放指標滿足EUR02（歐洲2號）排放標準的要求[1]。

2 JM491Q汽油機動力學分析

發動機的活塞運動機構主要由氣缸、活塞銷、曲軸中心線全在一個平面內時，我們把它稱作平面中心連桿機構。通過連桿機構的運動，活塞作往復直線運動，從而帶動發動機運動。

曲柄轉角α是從氣缸中心線順著曲柄運動方向量度的。當α=0時，圖中A和B點表示活塞和曲柄銷在上止點位置;當α=1800時，活塞和曲柄銷位于下止點位置（A及B點）。

2.1 活塞位移

3 曲軸有限元分析

為了保證該產品的不斷創新能力以及更好的推廣并且保持用戶效率的系統，ANSYS以可通過快捷鍵來進行仿真分析，同時大大的增加了仿真分析的效率。

ANSYS軟件開發解決方案是完全從ANSYS/CAM工程數據和過程管理的功能中得到的。ANSYS的使用可以從產品結構編輯器里看到其實際操作過程的編碼，并且能夠得到更多的數據，為使用者提供了一個更加強大和易于操作的功能。通過CAM系統管理工具可以很容易的把所有數據進行緊密的連接，連接之后變成一個統一的整體，能夠實現同步操作，構成了一個協調的捆綁式操作流程，更加方便使用者。ANSYS可用于管理開發環境，使其性能更加強大可以得到更多客戶的青睞。

首先把SolidWorks軟件的曲軸模型保存為.xt格式，打開ANSYS選擇文件中的導入模型并且把格式選擇為xt格式，而且SolidWorks在保存為xt格式時不能帶有漢字，不然導入ANSYS軟件會出錯，把模型導入后首先把曲軸的材料建好，再進行網格的劃分，以及建立約束條件等步驟，最后進行仿真。

本次設計曲軸結構較為復雜，可以通過模態分析來確定該結構在共振的參數是多少，在結構上給與其設計的參考依據。

對曲軸進行模態分析，為了縮減計算時間，所以設置階數為4階，分別為163.43Hz，197.07Hz，592.75Hz，736.28Hz。

4 總結

本次汽油機曲軸設計致力于解決曲軸所使用的壽命不長以及制造精度不夠，通過本次對曲軸的設計以達到安全，快捷，耐用高效的特點。

參考文獻：

[1]黃志強，王若豪，何磊，陳振，李剛.水擊載荷下6000HP五缸壓裂泵曲軸的疲勞分析[J/OL].兵器材料科學與工程：1-7[2019-05-26].https：//doi.org/10.14024/j.cnki.1004-244x.20190510.001.

[2]周二永，孟照富，夏昆鵬.曲軸及飛輪斷裂原因分析[J].建材與裝飾，2019（12）：238-239.