V8发动机曲轴有限元分析

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现代汽车对发动机性能的要求越来越高，而曲轴作为发动机的主要承载零件，其力学性能优劣直接影响着发动机的可靠性和寿命。随着发动机强化指标的不断提高，曲轴的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证曲轴具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲轴设计的关键性问题。

2曲柄连杆机构设计气缸直径 D120mm，曲柄臂厚度 h26mm，曲柄臂宽度 6130ram，曲柄半径 R60mm。曲轴半径：R60mm；曲柄半径与连杆长度之 比：A-O.270；连杆长度 ：L R/A-60/O.270222mm；发动机平均转速：n2600r/min。

发动机的全支承曲轴其曲拐布置在垂直面和水平面内。发动机的工作顺序：lL-1R-4L2I，2R-3L-3R-4R。每径720/890o均匀地轮流爆发。应用 Pro/Engineer软件，形成完整的曲轴模型，如图 1所示。

图 1曲轴的完整三维模型Fig.1 The complete three dimensional model of the crankshaft3曲轴的有限元静力分析选取第-左缸爆发时和第三右缸爆发时，这两个状态作为计算工况来进行曲轴的静态分析。每个气缸的-个工作循环有四个行程：进气-压缩-做功-排气。此发动机的工作顺序：lI，1R-4L-2L-2R-3L-3R-4R。

3.1第-左缸爆发时第-左缸爆发时曲轴的变形，发图2所示。由图2可见。曲轴的位移值在靠近第-连杆轴颈中央截面处最大，最大值达到了(1.28xl0r6)mm，如图3所示。而曲轴其他处的位移都小于此值。

来稿日期：2012-03-10基金项目：中央高校基本科研业务费资助(N100403009)；国家自然科学基金(5O875o41)；沈阳市科学计划项 目(F10205175)作者简介：唐传茵，(1979-)，女，辽宁海城人，博士，讲师，主要从事车辆动力学及控制技术，系统仿真技术及应用研究