下载文档原格式
Equipment Manufacturing Technology No.7,20220引言按国际能源署公开的统计数据，全世界交通运输行业主要交通工具（如火车、汽车、飞机、轮船等）产生的二氧化碳排放量约占总量的24%，而这些交通工具中汽车的二氧化碳排放量约占比最大，这比例与当地经济发展水平对应，如欧盟经济发达地区，道路运输排放占整个运输业的比例达到了72%。
因此，降低汽车排放是目前降低经济发达地区排放的主要措施，而汽车轻量化是目前为实现降低汽车排放关键工作。
汽车轻量化就是通过减轻汽车零部件的重量，来降低汽车能耗从而减少汽车二氧化碳排放量。
汽车零部件过重，每个零部件根据使用功能可以轻量化。
本研究仅从发动机核心零部件曲轴轻量化进行改进分析和验证，并以某款四缸发动机球铁曲轴改进为例进行分析，供行业技术人员参考。
1结构改进方案1.1分析某四缸发动机是一款已投放市场超过十年的成熟机型，市场保有量超过50万台，客户要求需将曲轴重量减轻10%以上。
因为该发动机已是成熟量产机型，轻量化工作需兼顾后市场服务、制造成本、验证周期等等原因，在曲轴设计上不能做太多的改进；经过对曲轴的分析，决定通过优化结构形状来实现曲轴降重的要求。
此款四缸发动机曲轴材料为QT800-6球墨铸铁材料，曲轴曲柄臂结构设计为的全平衡结构（即8个平衡块），毛坯采用铁模覆砂工艺铸造，材料具有良好的性能，其抗拉强度大于800MPa，延伸率大于6%[1]，材料密度约7.1g/cm3，主轴径和连杆径均为实心结构。
曲轴加工采用“轴径淬火+圆角滚压”强化工艺进行，装机用球墨铸铁曲轴安全系数要求大于1.8，改进前曲轴的主要结构尺寸，主轴径直径：85mm；连杆颈直径：70mm；台肩厚度：28mm；曲柄臂最大半径：93mm；曲轴毛坯重50.6kg。
在实际生产过程中，此款曲轴在动平衡工序中，去重位置及动不平衡量均集中在第一、八平衡块，因此评估减少一些曲柄平衡块来减轻曲轴重量是可行的。
某型柴油机曲轴孔加工精度提升研究
李世永;丁泽;张春明;郭鹏飞
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】针对某型柴油机曲轴孔圆柱度加工质量问题,尝试应用5M1E分析,锁定“机”、“料”是主要因素,并进一步分析得知夹具压紧工件变形是问题根源。
基于夹具现状,考虑尽量减少改造,分析与优化了夹具压头数量与位置,通过线下测量与试切验证相结合方式,得出夹具压头油路压力3 MPa时既能可靠压紧工件,又能避免压紧工件变形,大幅提升了曲轴孔加工精度,研究方法对各类曲轴孔加工质量提升提供了参考。
【总页数】5页(P149-153)
【作者】李世永;丁泽;张春明;郭鹏飞
【作者单位】潍柴动力股份有限公司新产品制造中心;青岛理工大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH162
【相关文献】
1.R180型柴油机机体平衡轴孔加工
2.高精度轴孔一体化复杂构件加工与检测技术研究
3.缸盖凸轮轴孔的加工精度研究
4.高速柴油机机体高精度高效加工工艺研究（三等奖）
5.船用中速柴油机机体三路孔加工精度研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车发动机曲轴动力学特性研究随着科技的不断进步，汽车作为交通工具在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而汽车发动机作为汽车的核心部件，对于整个车辆的性能和使用寿命有着举足轻重的影响。
其中，曲轴动力学特性是发动机研究领域的一个重要课题。
本文将从曲轴的结构和运动形式、曲轴的平衡性以及曲轴的材料等方面进行探讨。
首先，让我们了解一下曲轴的结构和运动形式。
曲轴通常由一根具有多个曲轴轴颈的轴杆组成。
曲轴在发动机内的旋转，把活塞的上下往复运动转化为连续的旋转运动，并通过连杆连接到汽缸内。
这样的设计使得曲轴承受着巨大的力和惯性负载。
由于曲轴的自身重量和受力状况的变化，曲轴的动力学特性成为研究的焦点。
其次，曲轴的平衡性是提高发动机性能和减少振动噪音的重要因素。
曲轴在高速旋转的情况下，由于受到间歇爆炸和活塞往复运动的影响，会产生很大的振动和噪音。
这些振动和噪音不仅会降低汽车的驾驶舒适性，还会对发动机零配件造成损坏。
因此，对曲轴进行平衡设计是十分必要的。
通过在曲轴上安装配重块，并且根据曲轴轴颈的质量和角位置来调整这些配重块的重量，可以有效地减少振动和噪音。
此外，曲轴的材料也对发动机的性能和寿命有着重要的影响。
曲轴要求具有高的强度、硬度和耐腐蚀性。
传统的曲轴材料多为钢，但随着材料科学的发展，铝合金也开始被广泛应用于曲轴的制造中。
铝合金曲轴具有重量轻、刚度高、热膨胀系数低等优点，在提高发动机性能和节能方面具有显著的优势。
然而，因铝合金的热膨胀系数低，与轮毂接触时容易出现疲劳和损坏，因此需要在铝合金曲轴表面涂覆一层耐磨材料，来保护曲轴并提高其寿命。
总结起来，对汽车发动机曲轴动力学特性的研究对于提高发动机的性能和使用寿命具有重要意义。
通过对曲轴的结构和运动形式的了解，可以更好地理解曲轴在发动机中的作用。
平衡性的研究可以有效减少发动机的振动和噪音，提高驾驶舒适性。
而曲轴材料的选择和涂覆技术的应用则可以增加曲轴的强度和寿命，提高发动机的可靠性和使用寿命。
目录摘要......................................................................................................错误！未定义书签。
Abstract (I)第一章绪论 (1)1.1国内外研究现状及发展趋势 (1)1.2 曲轴研究现状及发展趋势 (2)1.3 XX型柴油机设计任务 (3)1.3.1 设计的主要技术要求 (3)1.3.2 设计依据 (3)第二章发动机总体设计 (4)2. 1、机体组 (4)2.1.1、机体 (4)2.1.2气缸盖 (4)2.1.3气缸衬垫 (4)2.1.4气缸套 (5)2.1.5油底壳 (5)2．2、曲柄连杆机构 (6)2.2.1活塞组 (6)2.2.2连杆组 (7)2.2.3曲轴飞轮组 (9)2.3 柴油机配气机构 (10)2.4、柴油机燃油系统 (11)2.4.1喷油器 (11)2.4.2喷油泵 (12)2.5、发动机冷却系统 (12)2.6、发动机润滑系统 (13)2.7、发动机起动系统 (14)第三章曲轴的设计 (15)3.1 曲轴概述 (15)3.1.1 曲轴的功 (15)3.1.2 设计要求 (16)3.1.3 设计步骤 (16)3.2 曲轴设计 (16)3.2.1 曲轴的结构型式及其选择 (16)3.2.2 曲柄的基本尺寸 (17)3.2.3 润滑油通道 (18)3.2.4曲轴的轴向定位、端部结构以及密封 (18)3.2.5 曲轴的损坏 (18)3.2.6 曲轴零件图 (19)3.2.7 曲轴的设计要求 (19)3.3 曲轴强度校核计算 (19)设计总结 (30)参考文献（References） (31)致谢 (31)X2110C-15型柴油机总体及曲轴设计摘要：近几年来，由于经济体制的改革和市场经济的迅速发展，运输行业也随着蓬勃发展。
小型船舶的需求量与日俱增，这给小型船用柴油机带来了无限商机。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 6105柴油机曲轴设计介绍 作者：张运良 黄伟健 来源：《智富时代》2018年第07期
【摘 要】随着汽车行业的快速发展，人们对汽车的需求大幅度增长及其性能要求也高。本文阐述了现代高速柴油机的现状及发展趋势。同时介绍了一些柴油机的较为新颖的柴油机技术。曲轴作为本设计的中心，需要比较全面的去考虑选材及工艺的因素。因为曲轴的性能指标会影响柴油机的寿命长短。而曲轴在不同工况下受到弯曲及扭转载荷，还承受本身的离心力和振动附加应力。工作环境极其复杂，曲轴的使用寿命受到很大的影响，同时还会产生疲劳破坏。因此，曲轴的设计和校核显得非常重要。考虑到市场经济成本及任务要求本文设计的6105概念柴油机采用整体式曲轴。采用较高新的工艺技术进行优化处理。
【关键词】柴油机；概念设计；工艺；曲轴；强度计算 一、引言 随着时代的进步，科学技术的发展及对新材料的研发，使汽车的性能越来越高了。汽车本身的功能也逐渐增多，从而在保证性能前提下，设计较小的柴油机体积获得最大功率。从环境的角度来考虑，柴油机比汽油机产生的二氧化碳及有害气体更少。所以，柴油将会是未来交通工具最佳动力装置。因此，本文针对6105柴油机概念设计及曲轴结构的设计和强化。
二、曲轴的研究现状及未来趋势 曲轴为柴油机的重要部件之一，其尺寸会影响柴油机的性能指标和经济性。就导致了曲轴的设计对于性能指标非常重要。在强度和刚度上的要求愈加苛刻，所以必须正确的选用合理的布置方式及成本的控制和材料的选择。
现在高速柴油机曲轴的材料球墨铸铁及刚两类。并且球墨铸铁比刚曲轴经济成本要低很多。同时球墨铸铁的性能较高，可铸造完美的结构形状。与钢质曲轴相同，通过各种工艺的处理保证其具有良好的性能指标。因此，球墨铸铁曲轴在世界上获得应用较为广阔。全球曲轴较为常见的处理工艺如下：
圆角滚压强化：利用残余应力来消除工作的拉应力。从而提升曲轴的性能及强度。同时还可以降低产生表面裂纹及气孔等各种负面影响。
高强度高韧性QT 900-5新材料及在大功率高速增压柴油机曲轴上的应用开发丛建臣,孙海涛,邵诗波,于海明(天润曲轴股份有限公司,山东文登 264400摘要:通过优选生铁,使用特殊的复合预处理变质剂,优化生铁与废钢的配比及等温正火,研制了高强度高韧性QT900-5材料。
应用QT900-5材料,匹配适当的强化工艺,曲轴疲劳强度达到了钢轴的水平,成功配装大功率高速增压柴油机。
关键词:QT900-5;生铁遗传性;复合预处理变质;等温正火1 前言高强度高韧性球墨铸铁的研究和生产是球墨铸铁重要的发展方向之一。
意大利菲亚特汽车公司制订的高强度、高韧性的球铁标准,综合指标超过了我国颁布的国家标准(见表1,代表了当代国际先进水平。
表1 菲亚特汽车公司标准与国标GB1348材料标准对比表Tab.1 Material standard of Fiat company and GB1348牌号 Rm(MPa Rp0.2(MPa A(% HB 菲亚特汽车公司标准 GH90-52-05 880 510 5 250-300 中国国家标准GB1348 QT900-2 900 600 2 280-360天润曲轴股份有限公司作为国内最大的曲轴专业制造厂,生产球墨铸铁曲轴已有三十多年的历史。
球墨铸铁材料牌号主要是QT800-2和QT900-2,应用于180马力以下柴油机曲轴制造。
然而随着经济的发展,大功率高速增压柴油机需求日益旺盛,曲轴承受的载荷增加了45%-67%[1]。
由于普通球铁材料综合性能不足,大功率高速增压柴油机曲轴制造全部采用锻钢材料。
天润曲轴股份有限公司经过试验及应用研究,成功研制出QT900-5高强度高韧性球墨铸铁,并应用于大功率高速增压柴油机曲轴制造,实现了大功率高速增压柴油机曲轴的“以铁代钢”,降低了柴油机制造成本。
2 试验条件采用15T冲天炉和电炉进行双联熔炼,1.5T堤坝式茶壶包进行盖包球化处理。
采用悬挂式自动连续炉加热后出炉进行旋转风雾冷却,获得珠光体球墨铸铁组织。
速柴油机曲轴孔加工直线度补偿控制 摘要：曲轴孔加工是柴油机机体加工的关键工序之一，直线度精度要求严格，对加工设备、刀具、工艺及过程质量都有较高要求。对于中速柴油机机体的曲轴孔，其直线度必须配合曲轴挠度来运行。针对中速柴油机曲轴孔直线度的特殊要求，本文通过多次切削试验及激光测量，从工艺及程序分别对测量结果进行分析和控制，最终得到了良好的加工结果
关键词：柴油机机体;曲轴孔;直线度补偿 引言 曲轴孔是柴油机的关键部位，是整个发动机的动力输出部位，其加工精度直接影响曲轴及整个柴油发动机在工作时的运行状况。同时曲轴孔直线度要求非常苛刻，国外专业柴油机制造商设计中速机的曲轴孔直线度必须符合曲轴挠度来运行，因此其直线度的补偿规律就非常困难。目前曲轴孔的加工方法已经成熟，但是对于中速机曲轴孔的直线度补偿，仍然是一个需要研究的难题，本文依据某6缸中速直列柴油机机体的加工，按其直线度要求通过多次试验分析验证曲轴孔直线度补偿结果。
1.曲轴孔直线度补偿分析验证 1.1样件试切曲轴孔加工工艺 柴油机机体曲轴孔加工一般经过以下几个工序：粗加工曲轴孔-装配轴承盖-精加工曲轴孔-激光检测曲轴孔直线度，在曲轴孔粗加工阶段，粗铣曲轴孔半圆弧面，单边余量1～2mm，机体装配轴承盖后，曲轴孔带轴承盖一起加工精加工，该6缸柴油机机体长度为3800mm，曲轴孔的直线度从第一号位到最后一档位在Z方向需要按0到0.06再回到0的圆弧规律补偿。
加工该中速柴油机的曲轴孔时，加工工艺为从1号曲轴孔到最后一位曲轴孔的加工顺序，由于柴油机体第1号位与第2号位间距过小，我们将加工顺序定为2-8号位，然后翻转机床附件，找正已加工的3号曲轴孔中心，再加工1号位。
通过以上工艺加工出来的曲轴孔，可以得到良好的直线度，因此，我们在此基础上，对每档位的曲轴孔在Z方向进行相应的补偿，来满足曲轴孔直线度曲率。
曲轴孔半精加工按如下值进行程序补偿：1号位：0、2号位：0.03、3号位：0.05、4号位：0.06、5号位：0.05、6号位：0.04、7号位：0.03、8号位：0。加工完成后，对曲轴孔进行激光检测直线度，发现实际测量结果与预期结果偏差很大，直线度呈波浪形的数值分布，测量结果具体如下： 1号位：0.02、2号位：-0.005、3号位：0.02、4号位：0.05、5号位：0.06、6号位：0.05、7号位：0.03、8号位：0。
