连杆大头-曲柄销接触的三维有限元素法计算

对常柴股份有限公司的ＺＳ１１１０型柴油机连杆大头与曲柄销的接触问题作了三维有限元求解计算,并对轴－孔接触的实际接触边界、接触力作了研究。将计算得到的接触力作为曲柄销的力边界条件对曲轴结构强度进行分析,并与常规曲柄销力边界条件下的曲轴有限元计算结果进行了对比。     

大功率船用柴油机三段式连杆的装配顺序对大端孔径的影响分析

柴油机连杆的大端孔径尺寸直接影响连杆瓦与曲柄销之间的油膜厚度。为分析三段式连杆的装配顺序对连杆大端孔孔径尺寸及大端孔变形程度的影响,本研究通过受力仿真分析和实测试验对比分析的方法,确定不同装配顺序下大端孔孔径尺寸的变化,分析连杆装配过程中的受力变形情况,确定了导致连杆大端孔径变化的根本原因为连杆受力变形后定位销与销孔的间隙差异,同时总结出有利于提高产品质量的三段式连杆装配方法。     

接触问题对连杆有限元分析的影响

在对连杆组件进行有限元静力分析中 ,采用了两种不同的约束边界条件——刚性约束 (即采用曲柄销约束 )和弹性约束 (即采用曲拐约束 )。运用 I- DEASMaster Series7.0软件提供的接触单元 ,模拟连杆大头孔和曲柄销 (或曲拐 )之间的接触状态 ,并以某大功率柴油机为例 ,研究了不同的约束条件对连杆组件有限元分析结果的影响和对接触的影响 ,说明了约束条件在有限元分析中的重要性。     

柴油机连杆机构运动学和动力学的精确计算方法

本文以柴油机中作最复杂运动的主副连杆机构为研究对象(单列、并列和叉形连杆都是主副连杆的特例)。首走推导出连杆上任一质点的精确的运动学公式,并获得连杆上任一微质量的复杂的惯性力计算式,随后在连杆惯性力、燃气压力和活塞组的往复惯性力共同作用下求得活塞侧推力以及活塞销、副连杆销、曲柄销和各轴承的负荷。同时分析了连杆螺栓和大头結合面的受力情况。这就为柴油机的强度计算、平衡和振动计算提供可靠的受力边界条件。在分析各承载表面的负荷分布形式时,作者提出应该结合弹性接触分析方法,以使由于弹性变形而引起的负荷不均匀分布形式得到如实的反映。     

发动机连杆设计

连杆的基本外形由曲柄销直径和大小头中心距这两个主要尺寸来决定。过去连杆做得尽可能长一些以减少二级惯性力,并在理论上改进气缸充气量。实际上已经证明可将连杆长度从曲柄长度的3.8～4.5倍减少到3.5～3.75倍,而且没有不利的影响。现已成功地使用到3.2∶1这样低的比值,美国雪佛兰汽车的两种 GM 发动机所用的比值3.3和3.7∶1是这类发动机的典型数据。曲柄销直径的趋向在汽油机中平均为气缸直径的0.58～0.60倍,在柴油机中为0.65倍。在涡轮高增压柴油机中,此比值更高,有时超过0.70。自然,轴承尺寸决定于专家提供的计算机程序,但这些比值说明了现代连杆的比例。     

改善170F柴油机冷起动性能（下）

改善１７０Ｆ柴油机冷起动性能（下）任维扬６校验气门与活塞凹坑底面的最小间隙６．ｌ有关的计算参数（单位：ｍｍ）曲轴主轴颈直径曲柄半径３５±０．０５连杆轴颈直径连杆大头孔径连杆中心距离１３２±０．０５连杆小头孔径活塞销直径活塞销孔径压缩高度活塞凹坑深度３...     

某型柴油机连杆有限元计算及疲劳强度校核

建立了连杆组件完整的三维模型,包括模拟的活塞销及曲柄销来模拟连杆的大小头受力边界条件.通过施加接触来模拟各零件间的接触状态,通过设置接触之间的偏移量来模拟零件间的过盈及间隙量进行仿真分析.对连杆的受力进行试验测试,经与计算结果的对比表明:连杆仿真计算的边界条件及方法是合理的,仿真结果可信.最后,对连杆的疲劳安全特性进行了仿真计算及校核,结果证明连杆在工作过程中是安全的.     

读者问答

<正> 1 怎样确保连杆铜套的装修质量? 答:柴油机连杆铜套与活塞销的标准配合间隙大都在0.01～0.04mm之间,随着柴油机长期使用,此间隙会逐步增大,当超过0.20mm时,运转时便会发出清脆的活塞销响声,此时必须尽快更换连杆铜套。如果继续带病作业,有可能导致活塞销窜出和捣毁机体的大事故。在柴油机修理中,连杆铜套的加工     

S195柴油机讲座(2)

<正> 2 S195柴油机曲柄连杆机构特点和调整 S195柴油机具有结构紧凑、简单、体积小、重量轻和功率大的特点。它由曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、润滑系统、冷却系统等部分组成。曲柄连杆机构是S195柴油机的重要组成部分,由活塞连杆组、曲轴飞轮组和平衡机构等组成。这些零部件都是主要运动件,它们的主要功用是组成燃烧室,柴油在燃烧室内燃烧产生高压燃气推动活塞运动,又通过连杆把活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动,然后由飞轮输出动力,带动机器工作。 2.1 活塞连杆组 S195柴油机活塞连杆组由活塞,活塞环、活塞销、连杆以及轴瓦、衬套等零件组成(图1)。     

某型柴油机连杆故障原因分析

某型柴油机试验时发现A列排温偏差高报警,手动紧急停车后发现连杆击破曲轴箱检查门飞出机身,连杆螺栓断裂,连杆瓦及曲柄销严重受损,活塞裙断裂等故障,经过原因排查和分析,排除零部件制造及装配原因,不排除柴油机异常运行原因导致连杆螺母松退、连杆螺栓断裂及次生损坏。     

活塞粗镗销孔夹具的改进

1问题的提出 我公司为主机厂加工6160、6170配套活塞时，主机厂为了减少连杆和销座间的间隙，防止连杆和销座间的干涉，对活塞销座内端面（该面为非加工面）相对销孔轴线提出了垂直度0．5的要求（见图1）。开始时，我们仍按照常规方法进行组织生产，结果出现大量废品。后来经过分析认为：引起该项指标超差的原因除去毛坯精度外，另外由于粗镗销孔夹具设计不合理所产生的误差是最主要的原因。     

4V-105柴油机连杆系统有限元分析

本文利用ANSYS软件以4V-105柴油机中的连杆组件和曲柄销组成的连杆系统作为研究对象进行有限元分析,得到在压缩工况下和拉伸工况下柴油机连杆的等效应力和总位移分布云图,并通过和不同的连杆系统模型进行对比研究,得出此系统应力和位移相比其他系统小,从而为连杆组件的结构轻量化设计提供更大的优化空间。     

试析内燃机几个重要配合副的磨损特性及其装配

内燃机中,气缸套与活塞环、连杆衬套与活塞销、连杆轴承(瓦)与曲柄销、主轴承(瓦)与主轴颈等配合副是几个重要的配合副。其装配质量对内燃机使用性能和寿命影响极大,应严格按照技术规范进行装配。但是,装配间隙按技术规范往往是一公差范围,这就提出一个问题:在规定的公差范围内如何取值?多年来,在内燃机修理行业的老师傅中流传着一句行话:“宁紧勿松”;近年来,又有人大声疾呼:“宁紧勿松”极     

现代先进发动机技术——平衡和振动(2)

<正> 4.14 90°V型单平面曲轴八缸发动机平衡 除了每个曲柄销不是支承一个连杆大头,而是支承两列气缸一对连杆大头之外,曲轴其它结构与直列四缸发动机相同,即所有曲柄位于同一平面,两个朝上,两个朝下(图46)。这意味着任何时候,当一个气缸活塞到达上止点或者下止点时,同一列     

中小型柴油机的简易修理(续八)

<正> 7 曲轴的修理曲轴是柴油机中极其重要的零部件,它承受着连杆传来的作用力,并把往复运动变为旋转运动,由输出端传出工作动力。曲轴一般用中碳钢、中碳合金钢或球墨铸铁制造。曲轴是由前轴、主轴颈、曲柄销、曲柄臂、平衡块及输出法兰等组成(图49)。     

现代先进发动机技术——平衡和振动(1)

<正> 4 单缸发动机往复运动件的平衡 通过向后延长曲柄销两侧曲柄臂的长度,可以使垂直平面内活塞和连杆往复运动质量达到完全平衡。当曲轴转动时,方向相反的往复件和平衡块质量在垂直平面内的余弦分量彼此呈镜面影像,因此,双方相互抵消(图 25)。于是,在下行行程,第一个1/4圈0°-90°区域,垂直平面内的往复力和     

6160A—1型柴油机曲轴疲劳损坏实例

编者按:疲劳破坏实质上是材料由于承受交变应力的作用,虽然应力小于比例极限,但因应力循环次数过多,材料由于某点处有缺陷或有应力集中而先由这一点开始形成裂纹,这一裂纹逐渐扩大,构件截面不断减弱,而最终导致断裂。同时承受交变扭转应力和弯曲应力作用的内燃机曲轴断裂,大多数是疲劳破坏,即多由有应力集中的地方开始,如曲柄销上的油孔边缘和曲柄臂与曲柄销相交接处等。交变扭转应力作用造成的疲劳破坏,裂纹一般是与轴颈母线呈大约45°交角;交变弯曲应力作用造成的疲劳破坏,则大多发生在曲柄臂与曲柄销之间的内肘(内接合圆角)处。本文所述实例,可以断定是由交变扭转应力作用造成的疲劳破坏,除应按规程操作外,还应从油孔的加工质量上查找原因,改进工艺,减少应力集中。     

基于多体动力学的发动机曲柄连杆机构平衡性研究

分析了曲柄连杆系统的受力情况,针对某款摩托车发动机曲柄连杆系统分安装平衡轴和不安装平衡轴两种情况采用多体动力学软件ADAMS进行了动载荷平衡性分析,以数据的形式比较了两种曲柄连杆系统的优缺点,为发动机曲柄连杆系统的设计提供了理论依据。     

一种新颖传动机构的设计

本文介绍了一种新颖传动机构的设计及其主要参数的确定。众所周知,发动机是利用曲柄连杆机构把活塞的往复运动转换成连续不断的主轴旋转运动;而本机构是以压缩空气为动力源,利用气缸推动一块具有S形槽的滑板在导轨中作往复运动,同时,其S形槽推动曲柄销使曲柄产生连续的圆周运动。这种机构不仅能使往复运动转换成旋转运动,而且还具有定位作用。它的功能相当于曲柄连杆机构中的连杆及飞轮。该机构首次被用于回转式135柴油机气缸头清洗机的传动机构中,从而简化了传动机构的设计。     

高速柴油机连杆的研制

由于高速柴油机连杆承受变化较大的爆发压力和惯性力,因此,在曲柄销轴承与连杆大端轴承座孔的接触面上产生诸如微动磨损等问题。本文根据这两个零件相对运动的理论与经验,为避免发生微动磨损,确立了连杆新的设计准则,并在新研制的高速柴油机的连秆设计中应用了该准则。采用新算法设计的连杆大端的锯齿结合面,其形状独特,刚性较好,且许用应力不受速度的影响。从而,使得连杆的许用应力比传统的高速柴油机的连杆有较大地提高。