发动机连杆衬套微动特性研究
某型发动机连杆小头衬套故障分析与优化设计20150814
某8V柴油机连杆小头衬套故障分析与改进设计赵志强1王根全1王延荣1 张利敏1 许春光1(1.中国北方发动机研究所（天津），天津300400)摘要：针对某8V柴油机50h台架试验中出现的衬套磨损和松动的故障，在故障分析的基础上，从改善轴承润滑、提高衬套固持力和提高连杆小头刚度三方面入手，借助经验、理论计算及有限元仿真等手段开展结构改进分析进而提出改进方案，该方案经500h台架耐久性试验考核未重现上述故障，由此验证本文改进措施的有效性。
关键词：柴油机衬套改进设计试验验证连杆是往复活塞式内燃机动力传递的重要组件，它承受周期性交变载荷，把活塞旋转往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞上的力传递给曲轴对外输出功率[1,2]。
连杆小头衬套作为连杆组件的关键零件，它与活塞销组成一对滑动轴承副，连杆小头衬套与连杆体采取过盈的方式紧固联接、小头衬套与活塞销为间隙配合，连杆衬套的磨损和松动是连杆的主要失效形式。
本研究对象为某8V柴油机连杆小头衬套，分析并确定其故障机理，基于经验、理论公式和有限元仿真软件技术确定出改进方案，最终经试验验证，找到衬套磨损和松动的解决措施。
1 某8V柴油机连杆小头衬套故障描述某8V柴油机在初样机阶段多台样机在50h 台架试验中发生衬套磨损和松动的故障，连杆小头衬套磨损故障见图1、连杆小头衬套松动见图2。
图1连杆小头衬套磨损故障图2连杆小头衬套松动故障2 故障分析依据经验分析，连杆衬套磨损、发黑一般应从润滑角度考虑；连杆小头衬套松动、脱出应该从衬套与连杆体固持力不足角度分析，但往往两者非独立故障导致衬套故障，存在一定关联关系影响。
如连杆轴承润滑不良，衬套和活塞销摩擦表面的摩擦磨损状态会发生剧变，衬套安装固持力和摩擦力会此消彼长，过度的磨损使衬套的固持力持续下降，而摩擦力持续增加，当衬套安装固持力和工作摩擦力发生逆转时，故障现象随即出现；而衬套固持力不足，衬套会发生松动和旋转现象，使衬套进油孔和连杆体进油孔位置错位，导致轴承润滑不畅发生衬套磨损和烧蚀故障。
连杆小端衬套活塞销强度分析及其影响因素
连杆小端衬套活塞销强度分析及其影响因素通过有限元软件ANSYS建立连杆小端-衬套-活塞销三体配合的模型，针对连杆小端-衬套-活塞销在气体爆发压力作用下的强度及相关因素的影响规律进行分析，得出在最大爆发压力下衬套的最大等效应力处；在相同爆发压力下，衬套宽度，比压与衬套最大等效应力的关系；活塞销与衬套的配合间隙与最大等效应力的关系；在相同结构下，比压与最大等效应力的关系。
标签：连杆小端-衬套-活塞销三体配合；相关因素影响规律；ANSYS1 概述在内燃机中活塞通过活塞销和衬套与连杆连接，以推动曲轴的转动，活塞销与衬套在内燃机运转中承受气体爆发压力以及活塞连杆组惯性力的作用，而且这些力都是周期变化的冲击性负荷，此时轴承的工作性能和可靠性严重影响着内燃机整机的工作性能。
特别是近年来，内燃机日益向高速和大功率方向发展，相应地，对于轴承各个方面的性能要求也越来越高。
因此，深入分析、计算连杆衬套的强度问题，特别是分析计算影响活塞销-连杆-衬套三体接触在最大爆发压力下的强度问题，以及相关因素对衬套强度的影响规律，对于提高内燃机整机工作的可靠性和延长使用寿命都具有十分重大的意义。
对于连杆衬套受气体爆发压力和惯性力作用时的应力计算，虽然其形状并不复杂，但由于连杆衬套与连杆小端过盈装配，连杆衬套又与活塞销存在接触，活塞销受惯性力和缸内爆发压力共同作用。
衬套的实际应力的准确计算比较困难，传统方法相当的不准确性。
有限元方法的发展为精确且全面地计算连杆衬套应力提供了条件，目前已成为计算连杆衬套应力的主要手段。
文章通过ANSYS软件为针对连杆小端-衬套-活塞销三体接触模型在气体爆发压力作用下的衬套强度及相关因素的影响规律进行了分析，旨在为高速大功率柴油机的连杆衬套设计提供参考[1]。
活塞销载荷是衬套强度计算的基础，进行连杆-衬套-活塞销三体接触分析计算时，首先要确定活塞销负荷。
连杆小端与衬套过盈配合，通过活塞销与活塞连接作直线往复运动，在柴油机的整个工作过程中，处于进气冲程阶段时，连杆通过活塞销带动活塞向下运动，衬套的上部承受压力；处于排气冲程和压缩冲程阶段，连杆推动活塞向上运动，衬套的下部承受压力；处于膨胀行程阶段，燃气爆发产生的巨大压力推动活塞下行，活塞通过活塞销推动连杆向下运动，连杆再推动曲轴转动，衬套的下部承受强大的挤压力。
柴油机连杆衬套微动疲劳裂纹萌生位置预测方法
柴油机连杆衬套微动疲劳裂纹萌生位置预测方法蔡强;张翼;李闯【摘要】针对过盈配合的连杆小头和衬套之间存在的微动疲劳现象,建立连杆有限元模型,用ANSYS软件对其进行微动疲劳仿真,提取并分析连杆-衬套接触区上的应力、位移数据,分别用RUIZ综合参数法、MSR临界面法、基于损伤力学的热力学耗散势函数法预测衬套微动裂纹萌生位置.结果表明,3种方法预测的裂纹萌生位置保持一致,即衬套接触边缘内侧最易萌生微动裂纹.用方足桥-试件模拟件进行微动疲劳实验验证.结果表明,3种方法预测位置与实验试件断裂位置保持一致,其中基于热力学势函数法预测结果最为准确.%Aimed at the fretting fatigue phenomenon existed between the connecting rod and bushing interference fit,the finite element model of connecting rod was established,and the fretting fatigue simulation was conducted with ANSYS.The stress and displacement distribution on the contact surface of the connecting rod-bushing was extracted and analyzed,and the fretting crack initiation location of bushing was predicted by using RUIZ comprehensive parameter method,MSR critical surface method and the thermodynamic dissipation potential function method respectively.Results show that the predicted crack initiation location with three methods is very close,that is,the inner side of the bush edge is the most easy to crack.The fretting fatigue tests were carried out with the simulated specimens and the square footbridge.Results show that the predicted location is consistent with the experimental data,and the prediction results based on the thermodynamic potential function method is the most accurate.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2017(042)004【总页数】5页(P106-110)【关键词】连杆衬套;微动疲劳;裂纹萌生;预测方法【作者】蔡强;张翼;李闯【作者单位】中北大学机械与动力工程学院山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TK422;TH117.1两个紧固连接的机械零件在交变载荷的作用下，其接触面上会产生微动磨损，长久下去会导致零件的疲劳寿命大大降低[1]。
基于ANSYS的某型发动机连杆动态特性分析
连杆 １ ７ ０ ０ Ｈｚ以下的 １ Ｏ阶振型进行分析 。
在１ ７ ０ ０ Ｈｚ 以下 的前 １ ０阶模 态 内 ， 连杆 的振 动 形 式 多样 ， 集 中表 现 为 弯 曲 振 动 。第 １阶 、 第 ４阶 、 第 ７阶 、 第 ８阶 为 绕 轴 的 弯 曲振 动 ； 第 ３阶 、 第 ６ 阶 为 绕 轴 的弯 曲 振 动 ； 而第 ２阶
２ ． １ 模 态 分 析
越多的科研工作者采用 现代设 计理论 和方法 对发动 机 的各 个 构 件 进 行 研 究 和 设 计 。 连 杆 作 为 内燃 机 结 构 中 的 一 个 重 要 构 件， 其使用可靠性很大程度上决定 了整个 发动机 的可 靠性 。传
统 的连 杆 设 计 基 本 上 为 静 态 设 计 ， 很少 涉及连 杆的动 态特性 。
型， 指 出 了连 杆 的薄弱 环节 ， 为今 后高性 能 的发动 机连 杆设计 提 供 了参 考 。
关键词 ： 发动 机 ； 有 限元 分析 ； 连杆 ； 动态 特性
０ 引 言
随 着 大 型 有 限元 软 件 的 出现 以及 计 算 机 技 术 的发 展 ， 越 来
小头 圆孑 Ｌ 的中心线方向为 轴 ， Ｘ 轴 由右手定则确定 。 ２ 有 限 元计 算 结 果 与分 析
１ ． １ 基 本 原 理
Байду номын сангаас
力， 又有活塞 、 曲轴 以及 自身的惯 性力 ， 还有 活塞传递 的缸 内气 体的爆发 压力 。惯性力变化与发动机 的转速有关 ， 其频率 通常
是 发 动 机 基频 的谐 次 ， 而气 缸 的爆 发 压 力 在 某 种 程 度 上 可 以 看
有限元 法就是对连续体进行合理 的离散化 ， 使连续体离 散 成有 ｍ个节点 、 个 单元 构成 的网格体 。由振动 学理论 可 知 ， 离散后的连杆结 构系统 的动力学微分方程为 ：
基于JFO边界条件的连杆衬套润滑特性理论分析
基于 Ｊ Ｆ Ｏ边 界 条 件 的连 杆 ຫໍສະໝຸດ 套 润 滑 特性 理 论分 析
贺
｛ ｌ
胜
原
霞
史 永鹏
杨育光
严 鹏 飞
（ 中北大学机械 与动力工 程学院
山西太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ）
摘要 ：采 用有 限差 分 法 求 解 基 于 Ｊ Ｆ Ｏ（ Ｊ ａ ｋ ｏ ｂ ｓ ｓ ｏ ｎ ． Ｆ ｌ ｏ ｂ ｅ ｒ ｇ ． Ｏ ｌ ｓ ｓ ｏ ｎ ）边界条件 （ 即 质 量 守 恒 边 界 ） 下 的雷 诺 方 程 ， 膜 压 力 分布 模 型 ，分析 载 荷 对连 杆 衬套 轴 心 轨迹 位 置 、最 大油 膜压 力 和 最 小 油 膜 厚 度 的影 响 。结 果 表 明 ：在不 同 曲轴
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ａ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ Ｒ ｅ ｙ ｎ ｏ ｌ ｄ ｓ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｊ Ｆ Ｏ（ Ｊ ａ ｋ ｏ ｂ ｓ ｓ ｏ ｎ － Ｆ ｌ ｏ ｂ ｅ ｒ ｇ －
Ｏ ｌ ｓ ｓ ｏ ｎ ）ｂ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ｉ ｆ ｌ ｍ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ・
２ ０ １ ７年 ５月
内燃机连杆大端轴瓦微动磨损试验与计算研究
内燃机连杆大端轴瓦微动磨损试验与计算研究
黄日宁;崔毅;徐兆辉;邢明才;翟旭茂;王延瓒
【期刊名称】《车用发动机》
【年(卷),期】2023()1
【摘要】随着内燃机功率密度的提升和对轻量化设计要求的提高,连杆大端轴瓦在承受较大的交变载荷以及振动附加载荷后其过盈接触面容易发生微动磨损,严重影响内燃机使用寿命和可靠性。
针对一款内燃机的连杆大端轴瓦,在实际的装配条件和载荷特征下开展微动磨损加速试验,并建立相应的微动计算模型进行应力及磨损分布规律研究。
结果表明:模型和试验结果较好吻合,连杆杆身大端表面应力在最大压载下由中间向两侧衰减,最大拉载下分布相反;大端轴瓦微动磨损程度要大于大端盖轴瓦,轴瓦边缘部分磨损程度要高于中心部分。
且磨损越严重,磨损后的表面粗糙度越大。
【总页数】7页(P13-19)
【作者】黄日宁;崔毅;徐兆辉;邢明才;翟旭茂;王延瓒
【作者单位】上海交通大学动力机械及工程教育部重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;潍柴动力股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK402
【相关文献】
1.某型引进船用柴油机连杆大端轴瓦镀层剥落研究
2.关于连杆结构对大端轴瓦性能影响的研究
3.内燃机连杆大端轴瓦微动磨损及疲劳研究
4.船舶柴油机连杆大端轴瓦镀层剥落研究
5.某大型柴油机连杆大头轴瓦微动磨损分析
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发动机单缸连杆衬套磨损原因
发动机单缸连杆衬套磨损原因发动机是汽车的核心部件之一，而发动机的运转离不开诸多关键零部件的协同工作。
其中，连杆是发动机中的重要组成部分之一，它连接曲轴和活塞，起到传递动力的作用。
而在连杆内部，还有一个重要的零件，那就是连杆衬套。
然而，由于各种原因，连杆衬套往往会出现磨损现象。
本文将探讨发动机单缸连杆衬套磨损的原因。
发动机单缸连杆衬套的磨损可能与润滑不良有关。
在发动机工作时，连杆衬套处于高速高温的环境下，如果润滑系统出现故障或润滑油不足，就会造成衬套表面与曲轴接触时的摩擦增大，从而导致衬套磨损。
此外，如果使用的润滑油质量不合格或使用时间过长，其中的添加剂会逐渐耗尽，使润滑油的润滑性能下降，也会对连杆衬套的寿命产生不利影响。
发动机单缸连杆衬套的磨损也可能与质量问题相关。
如果连杆衬套的材料质量不过关，硬度不够或者使用的合金成分不适合发动机工作环境，就会导致衬套在工作时容易磨损。
此外，如果制造工艺不合理，衬套表面的光洁度不够，也会加速磨损的发生。
发动机单缸连杆衬套的磨损还可能与操作不当有关。
在发动机正常工作之前，需要进行适当的预热，使发动机内部各部件达到工作温度，这样可以减少磨损。
然而，如果频繁冷启动或高负荷工作，就会导致连杆衬套的温度过高，进而加剧磨损。
此外，如果发动机经常运行在高速高温环境下，连杆衬套的磨损速度也会加快。
发动机单缸连杆衬套的磨损还可能与杂质进入有关。
在发动机工作时，由于燃烧室内存在燃烧产生的废气和积碳等物质，如果没有有效的过滤系统，这些杂质就会进入连杆衬套内部，加剧衬套的磨损。
发动机单缸连杆衬套的磨损可能与使用环境有关。
如果汽车经常在恶劣的路况下行驶，如颠簸路面、大坑、过度震动等，就会导致连杆衬套承受更大的冲击力，增加衬套的磨损。
此外，如果汽车在沙尘、高湿度、高温等环境中运行，也会加速连杆衬套的磨损。
发动机单缸连杆衬套磨损的原因有很多，包括润滑不良、质量问题、操作不当、杂质进入和使用环境等因素。
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究的开题报告
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究的开题报告一、选题的背景及意义发动机是现代交通工具中的核心组成部分，而连杆是发动机的重要的动力传递部件之一。
发动机连杆的设计和制造直接影响发动机性能和寿命，因此，对发动机连杆的静态与动态特性进行分析研究具有非常重要的意义。
有限元分析是一种对结构进行力学分析的数值计算方法。
在发动机连杆的设计过程中，通过有限元分析对材料的疲劳寿命、应力分布等进行预测是非常必要的。
因此，开展发动机连杆的有限元分析研究，既是对现有材料及结构设计的评估，也是对未来材料及结构设计的指导，具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容及目标本研究的主要内容是针对发动机连杆，采用有限元分析的方法研究其静态和动态特性，具体包括以下几个方面：1. 建立发动机连杆的三维有限元模型，并对其进行材料性能和力学特性参数的设置和调整。
2. 进行连杆在静态和动态工况下的力学特性分析，包括载荷作用下连杆的变形和应力分布特点等。
3. 对连杆进行疲劳寿命分析，研究其耐久性和可靠性。
4. 最终形成有限元分析报告，阐述有限元分析方法的优缺点并提出改进措施。
本研究的目标是通过有限元分析的方法，全面、深入地研究发动机连杆的静态和动态特性，获得连杆在不同工况下的受力和变形情况，明确其疲劳寿命和可靠性，并为发动机连杆的设计和制造提供理论和实践指导。
三、研究方法和步骤1. 收集和整理发动机连杆的相关文献资料，明确研究对象和分析目的。
2. 根据连杆的设计参数，建立其三维有限元模型，并进行网格划分。
3. 在有限元分析软件中设置材料参数（如弹性模量、泊松比等）和边界条件（如载荷作用方向和大小），进行连杆在不同工况下的静态和动态分析。
4. 通过特定工况下的数值模拟，研究连杆的疲劳寿命和可靠性。
5. 根据分析结果得出结论，并提出改善措施。
四、预期成果和应用前景本研究的预期成果是获得发动机连杆在动态和静态工况下的受力和变形情况，了解其疲劳寿命和可靠性，阐述有限元分析方法的优缺点，并提出改进措施。
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究作者：王英豪汪蔚张浩宇周洋张浩然来源：《中国科技纵横》2019年第24期摘; 要：连杆作为发动机的主要传递动力的构件，承受着由活塞传递的周期性变化的气体压力作用，工作环境极其恶劣，因而其结构非常容易损坏。
文中通过传统的方法得出连杆的受力大小、方向与运动情况，并求解出了静态研究所需要的边界条件。
利用ANSYS Workbench 有限元软件，得到连杆在最大拉压工况下的应力与变形情况，为其优化分析打好了基础。
最后采用结构优化的方法对连杆进行了优化设计。
关键词：发动机连杆;有限元分析;静强度分析;动态分析;优化分析中图分类号：TK414; ;文献标识码：A ; ;文章编号：1671-2064（2019）24-0000-000引言连杆是发动机中最为关键的机构，对发动机的发展有着非常之大的影响。
本文借助于有限元软件极强的计算能力和功能，仿真分析发动机连杆的静强度和其动态运动特性，对最大应力值和最大变形量为约束条件对连杆的形状进行优化分析，从而实现合理优化。
1连杆的静态强度分析1.1 连杆三维模型的建立以及有限元模型的处理本文对连杆大小头孔最大拉、压受力按照180°范围余弦规律处理。
压力按照余弦规律沿圆周方向分布公式为：上式中的依次为拉伸工况下连杆大头孔和小头孔施加的受力分布规律。
经分析计算，得出连杆大头端的应力和变形分布如图1，图2所示。
由以上分析结果可知，连杆的最大应力出现在连杆大头孔横截面的左右两侧边缘部位，最大应力值是237.11。
连杆最大变形出现在连杆大头端顶部区域，最大位移量是0.12416。
经分析计算后，得出连杆小头端的应力和变形分布如下图3，图4所示。
由以上分析结果可知，在约束住发动机连杆的大端，使发动机连杆小端的受到拉力的情况中，连杆的最大应力出现在发动机连杆小头端润滑油孔位置，最大应力值是342.58。
连杆的最大变形发生在小端顶部区域，最大位移是0.11541。
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究
发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究论文摘要：本文主要研究了发动机连杆在静态和动态载荷作用下的特性，采用有限元分析方法进行了数值模拟。
通过建立了简化的发动机连杆有限元模型，并考虑了杆的材料参数、结构刚度及载荷等因素对杆结构应力和振动响应的影响，对其进行了模拟计算，得到了一系列的结果。
首先，对发动机连杆的静态特性进行了分析，计算了其在不同载荷情况下的变形和应力分布，结果表明，杆的结构在静载荷下具有较好的刚度和强度，能够满足正常工作状态下的使用需求。
其次，通过分析其动态特性，着重研究了杆在不同转速下的振动响应，以及在不同震动频率下的共振情况。
结果表明，在杆的结构及材料参数一定的情况下，其最大振幅随着转速的增加而增加，并且在一定转速范围内，杆的共振频率会发生突变。
因此，在实际的工程设计中，需要对杆的动态特性进行精确的计算，以避免杆的低频共振对实际使用产生影响。
最后，本文对研究结果进行了综合分析，并对未来可能的研究方向进行了展望。
总之，本文的研究结果对发动机连杆的结构设计和优化具有一定的理论和实际意义。
Abstract:Firstly, the static characteristics of the engine connecting rod are analyzed, and the deformation and stress distribution of the rod underdifferent loads are calculated. The results show that the structure of the rod has good stiffness and strength under static load, which can meet the normal working state of use.Keywords: engine connecting rod; static characteristics; dynamic characteristics; finite element analysis.。
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程度 的变 形 ，导致 两 接 触体 在 接触 面 上相 互 错 动 ， 即 为微动 。由于 连杆 衬套 承受 的是 呈周期 变化 的活 塞 销传 递 的交 变 载荷 ， 所 以其过 盈 配 合 的接 触 面会 出现不 断 变化 的微动 幅值 ， 进 而产 生 变化 的微 动接 触 。微 动 不但会 引起 微动 磨 损 ， 还会 引起 微 动疲 劳， 进 而使 衬 套 萌 生 裂 纹 或 者 产 生 过 度 磨 损 ． 最 终
１ 连 杆 衬 套 微 动 的 危 害
连 杆 衬 套 通 常 是 以 过盈 配 合 的 方 式 紧 固在 连 杆 小 头上 。连杆 小头衬 套 是发 动机 的主要 易损 件之
一
２ 连 杆 衬套 的概 述
柴油 机 连杆 衬 套 是连 杆 小 头 和 活塞 销 的重 要 连 接 部 件 。它 实 际上 是连 杆 小 头轴 承 的轴 承 衬 垫 ． 通
通过 上 面 的分 析可 知 。 连 杆 小头 衬 套 需 要有 以
下几 个 方 面 的 良好 特 性 ： ① 较 好 的耐 磨 性 、 高 的承
衬套 和小 头进 行 于摩擦 。有 时 由于 供油 不足 衬套 和
活塞 销抱 死 可引起 连杆 断裂 。给发 动机带 来严 重 的 破坏 。因此研 究 连杆 和衬 套之 间 的微 动特 性对 提高 连杆衬 套 的使用 寿 命意 义重 大 。
载能力 ； ②小的干摩擦系数 ； ③较好的抗 粘咬性 ； ④ 弹性模量和结构刚度大； ⑤结构紧凑 、 质量轻 ； ⑥经
济性好 。所 以对连 杆小 头 的各 项 性能 的分 析是 必不 可少 的 。 只有 在 熟 知 衬 套 各 种 参 数 对 其 性 能 的 影
６
内 燃 机 与 配 件
２ ０ １ ３年第 ７期
发动机连杆衬套微动特性研 究
Ｆｒ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎｇ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｏ ｎｎｅ ｃ ｔ ｉ ｎｇ Ｒｏ ｄ Ｂｕ ｓ ｈ ｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ
件惯 性 力 较 高 ， 加 上 油 膜 润 滑不 充 分 ， 工 作 条 件 十
分恶劣 。 连杆衬 套会 出现 磨损 、 烧蚀 和 冲蚀 。 严重 的 会 堵 死 油孔 引发 事 故 。在设 计 环 节 当 中 ， 衬 套 的 结 构参 数 包括 结 构尺 寸 、 与 活塞 销 的 配合 间 隙 和重 量 等 参数 都 将 影 响发 动 机 的 曲柄 连 杆 机 构 的结 构 设 计 。以及 发 动机 的噪 声 和 振 动 控 制 等 技 术 性 能 指 标 。 因此 ， 随着 内燃 机 的经 济 指标 与技 术 指标 的提
导致 衬套 过盈 量 的不 足 。过盈 量不 足易使 连 杆与 活
塞运动不一致 ， 产 生 冲击 发 动 机 汽 缸 ， 使 发 动机 的 噪声加大 ， 传递效率严重下 降， 功 率 也 随着 一 起 下 降 。 如果 衬套 转 动 幅度 较大 堵 塞油 孔 的话 。 会 导致
高， 对连杆小头衬套的结构设计 、 制 造 技 术 以及 零 件质量 的要 求也 在不 断地 提高 。
Байду номын сангаас
。
其 Ｔ作 的可靠 性 与 寿命 ， 将 直 接影 响 到 内燃 机
常 以过 盈 的方式 与连 杆小 头 的轴 承座 孔相 配合 。在 实 际工 作 中承 受 着 连 杆 组 件 惯性 力 和 活 塞传 递 的
爆 发 压 力 的交 替 作 用 。又 由于 汽缸 工作 温 度 的 影 响， 连杆 衬套 工作 温度 一般 在 １ ５ ０ ￣ Ｃ 左右 ， 且 连杆 组
方 伟
（ 中北大 学）
［ 摘要 ］在发 动机 运行 的过 程 中，连 杆 衬套 受到 活 塞销 交 变载荷 以及 连杆 自身的惯 性 力的作
用 。 由于连 杆 小 头和衬 套 的材 料特 性 不 同 。 其接 触 面上在 承 受相 同的接 触 压 力 时会 产 生不 同程 度
的 变形 ， 导 致 两接 触体 在接 触 面上 相 互错 动 。 引起 微 动磨 损 ， 还 会 引起 微动 疲 劳 ， 这会 导 致连 杆衬 套过 盈量 不足 ， 从 而会 对发 动机 造 成严 重 的破 坏 。本 文 结合 某型 柴 油机 连 杆 小头和 衬套 的 实 际工 况， 利 用接 触 力 学理论 和 有 限元 方法 ， 以分析 衬套 微 动特 性 为 目的对其 接 触过 程进 行 数值 有 限元 模拟 分析 。
［ 关键 词 ］ 连 杆衬 套
微动特 性
有 限元
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
的工 作 可靠 性 指标 。在发 动 机运 行 的过程 中 ， 连 杆 小 头 受 到 活 塞 销交 变 载 荷 以及 连 杆 自身 的惯 性 力
的影 响 。 南于连 杆小 头 和衬 套 的材 料 特性 的不 同 ，
其 接 触 面 上 在 承 受 相 同 的 接触 压 力 时会 产 生 不 同