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(chǎn)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(yè)環(huán)境迫使我們尋求更加高效的曲軸結(jié)構(gòu)，本次對JM491Q汽油機曲軸進行設(shè)計，對其結(jié)構(gòu)進行了有限元分析。

關(guān)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(huán)控制系統(tǒng)的改進型。其控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機的實際運行工況和環(huán)境精確地控制點火時間和供油量，具有更好的動力性和經(jīng)濟性，排氣系統(tǒng)加裝三元催化凈化器后，整車的排放指標(biāo)滿足EUR02（歐洲2號）排放標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]。

2 JM491Q汽油機動力學(xué)分析

發(fā)動機的活塞運動機構(gòu)主要由氣缸、活塞銷、曲軸中心線全在一個平面內(nèi)時，我們把它稱作平面中心連桿機構(gòu)。通過連桿機構(gòu)的運動，活塞作往復(fù)直線運動，從而帶動發(fā)動機運動。

曲柄轉(zhuǎn)角α是從氣缸中心線順著曲柄運動方向量度的。當(dāng)α=0時，圖中A和B點表示活塞和曲柄銷在上止點位置;當(dāng)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(chǎn)品的不斷創(chuàng)新能力以及更好的推廣并且保持用戶效率的系統(tǒng)，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(fā)解決方案是完全從ANSYS/CAM工程數(shù)據(jù)和過程管理的功能中得到的。ANSYS的使用可以從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)，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(tǒng)管理工具可以很容易的把所有數(shù)據(jù)進行緊密的連接，連接之后變成一個統(tǒng)一的整體，能夠?qū)崿F(xiàn)同步操作，構(gòu)成了一個協(xié)調(diào)的捆綁式操作流程，更加方便使用者。ANSYS可用于管理開發(fā)環(huán)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(dǎo)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(dǎo)入ANSYS軟件會出錯，把模型導(dǎo)入后首先把曲軸的材料建好，再進行網(wǎng)格的劃分，以及建立約束條件等步驟，最后進行仿真。

本次設(shè)計曲軸結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可以通過模態(tài)分析來確定該結(jié)構(gòu)在共振的參數(shù)是多少，在結(jié)構(gòu)上給與其設(shè)計的參考依據(jù)。

對曲軸進行模態(tài)分析，為了縮減計算時間，所以設(shè)置階數(shù)為4階，分別為163.43Hz，197.07Hz，592.75Hz，736.28Hz。

4 總結(jié)

本次汽油機曲軸設(shè)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(shè)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(xué)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.