曲轴减重对曲轴止推面精车滚压的影响

柏立志

(南京汽车集团有限公司，南京 210061)

0 引言

当前，在日益严峻的排放和油耗的法规要求下，小型乘用车轻量化已成为现代小型乘用车发展的趋势。发动机作为整车的重要总成部件，占整车重量10%左右，发动机的减重对整车轻量化至关重要。发动机减重主要是通过零件结构优化及新材料和新工艺使用来实现。曲轴是发动机最重要的旋转部件，其减重优化是其他运动部件轻量化的前提和基础。曲轴在工作中承受循环变化的冲击载荷，故减重时要充分考虑曲轴的强度和使用寿命，同时还要考虑其可加工性。

某发动机曲轴因减重优化，给其曲轴止推面加工带来影响，通过分析，发现了问题的原因，并给出相应的解决方案。

1 曲轴减重优化简介

Major1.5L发动机曲轴在原有NSE1.5L发动机曲轴的基础上进行了减重优化设计，曲轴材料没有改变(Q700-2)，止推面位置在第4主轴颈两侧。曲轴减重优化设计主要体现在3个方面：(1)连杆轴颈的直径由48 mm减小到43 mm；(2)4个平衡块进行了结构优化；(3)部分曲柄臂进行了减薄。经减重优化设计后，Major1.5L发动机曲轴为9.37 kg，比NSE1.5L发动机曲轴重量(10.57 kg)降低了11.35%。2种曲轴的外形结构如图1所示。从外形结构上看，减重效果还是比较明显的。

此外，连杆和凸轮轴也进行了相应地减重。减重后的Major1.5L发动机功率提高了，排放和油耗降低了。减重后的Major1.5L发动机曲轴，在99.9%存活率下的弯曲疲劳强度为827 Nm，安全系数为3.2。

Major1.5L发动机曲轴通过改变平衡块的厚度和宽度来确保其弯曲疲劳强度与NSE1.5L发动机曲轴弯曲疲劳强度基本一致。……