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研究配重结构对主轴承的影响，论文，共26页，6653字。
摘要
在本研究中，使用多体系统仿真程序，ADAMS研究配重质量和位置对主轴承负载和曲轴弯曲应力的直列六缸柴油发动机的影响。在分析中，使用刚性梁和3D实体曲轴模型。比较刚性梁和3D实体模型的主轴承载荷结果，并且在配重配置分析中使用梁模型。十二配重配置零度配重角和八配重配置30°配重角，分别用于0％，50％和100％配重平衡率。发现最大主轴承载荷和腹板弯曲应力随着平衡率的增加而增加，平均主轴承载荷随着平衡率的增加而减小。两种配置都显示相同的趋势。来自气体压力的负载而不是惯性力是对曲轴设计具有最重要影响的参数。轴承载荷和腹板弯曲应力的结果列表。

1.介绍
新的内燃机必须具有高发动机功率，良好的燃料经济性，小的发动机尺寸，并且应当尽可能对环境无害。因此，应该详细研究发动机的每个部件对其整体性能的影响。内燃机的曲轴系统对发动机性能具有重要影响，其是负责动力生产的主要部分。
曲轴系统主要由活塞，活塞销，连杆，曲轴，扭转振动（TV）阻尼器和飞轮组成。配重放置在每个曲柄的相对侧上以平衡旋转惯性力。一般来说，配重设计用于50％和100％之间的平衡率。对于可接受的最大和平均主轴承载荷，配重质量及其位置很重要。发动机的最大和平均主轴承负载取决于气缸压力，配重质量，发动机转速和曲轴系统的其他几何参数。
内燃机曲轴的研究主要集中在振动和应力分析[1-9]。虽然在文献中可以获得曲轴的应力分析，但是很少有关于配重构造对主轴承负载和曲轴应力的影响的研究。 Sharpe et al。 [10]研究了使用刚性曲轴模型和优化配重来最小化主轴承负载的V-8发动机的曲轴的平衡.Stanley和Taraza [11]获得四和六缸对称轴承的最大和平均主轴承载荷，线性发动机使用刚性曲轴模型和估计的理想配重质量，导致可接受的最大轴承载荷。用于配重分析的刚性曲轴模型不考虑曲轴灵活性对主轴承负载的影响，并可能导致相当大的误差。因此，仍需要对配重构造对主轴承负载和曲轴应力的影响的广泛研究。
在本研究中，研究了直列六缸柴油机曲轴系统的配重位置和质量。 最大和平均主轴承力和曲轴弯曲应力计算为具有零度配重角的12配重配置，以及具有30°配重角的8配重配置，0％，50％和100％配重平衡率。 使用多体系统模拟程序（ADAMS / Engine）进行分析。 模拟在1000-2000rpm的发动机转速范围内进行。 还计算在每个腹板的中心的弯曲应力。
2.发动机规格
在线六缸柴油发动机的规格在表1中给出。9.0L发动机曲轴在曲柄腹板1,2,5,6,7,8,11和12处具有八个配重。曲轴的3D实体模型是使用Pro / Engineer获得的，如图1所示。曲轴的示意图如图2所示。静态每个曲拐（使用和w / o配重）的不平衡由Pro / Engineer确定，并在表2中给出。曲轴系的平衡系统数据在表3中给出。
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