曲轴设计

曲轴是发动机中非常重要的部件其设计直接影响发动机的性能和可靠性。

在设计曲轴时需考虑诸多因素。首先是曲轴的材料选择如 40CrNiMoA 等要具备高强度和良好的韧性。

在模锻型腔分模面设计方面应依据零件外形结构和走势沿曲柄外形曲面分模可自然出模减少加工余块和加工量。

对于产品基准选择设计基准与加工基准为同一基准便于机加找正定位中心、减少累计公差。

通过数值模拟优化毛边槽设计水平方向不易充满的中部曲柄部分下模不增设桥部只保留上模桥部。

在校正模具型腔设计上选择两头主轴及连杆颈为校正部位空出曲柄和其连接的轴颈校正模收缩率为 1.0%1.2%。

模锻成形时先将卧键装在模具上并用销固定在 630kJ 对击锤锤头上预热模具采用机油+石墨润滑使用天然气加热炉加热毛坯充分保温后迅速转移至预热模具中先轻击再重击成形并空冷。

热处理采用电阻炉正火单层摆放锻件底部增加支架防止变形。

最终获得的曲轴产品表面质量良好、规格尺寸精确、流线分布合理、组织性能优异、机械加工余量小、材料利用率高产品合格率达 100%解决了分段锻造成形中的诸多技术难题过程控制简单、质量控制容易、性能稳定可靠易于实现大批量、工业化生产。

在 3D 设计中新建曲轴文件将单位改成英制 in。在 YZ 工作平面绘制草图并拉伸多次拉伸不同部位。在不同平面绘制草图并进行旋转、倒圆角、镜像、复制等操作创建孔特征和圆柱体进行布尔运算最终完成曲轴的 3D 设计。

曲轴箱是发动机中一个非常重要的部件位于气缸体下部是容纳曲轴的空腔结构。

曲轴箱分为上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱常与气缸体铸成一体下曲轴箱也叫油底壳一般采用薄钢板冲压而成形状取决于发动机总体布置和机油容量。油底壳内有稳油挡板防止汽车颠动时油面波动大底部有放油螺塞通常带永久磁铁吸附金属屑减少发动机磨损。上下曲轴箱接合面之间有衬垫防止润滑油泄漏。

曲轴箱的作用很多。它承受发动机负荷安装各种机件包括汽缸体、汽缸盖、汽缸盖衬垫等。它能将活塞的往复运动通过连杆和曲轴转化为旋转运动从而驱动车辆。

在发动机工作时曲轴会受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力所以要求曲轴有足够的刚度和强度轴颈表面要耐磨、工作均匀、平衡性好。

曲轴箱还承担着通风的重要功能。能防止机油变质避免润滑油被燃油稀释和机件磨损腐蚀防止各种油蒸气污染大气对 CH 化合物回收利用减少大气污染防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏因为漏入的气体会让曲轴箱内压力和温度升高防止曲轴箱内出现可燃混合气与废气提升车辆行驶性能。

总之曲轴箱在发动机的正常运转和性能发挥中起着关键作用。