朱正德

（上海大众动力总成有限公司，上海 201807）

基于现代试验技术的小排量发动机曲轴疲劳强度的试验研究

朱正德

（上海大众动力总成有限公司，上海 201807）

针对小排量发动机曲轴发生扭转疲劳破坏性增大的现象，引入带有高性能软件的曲轴疲劳试验机，在对获取的测试信息及时处理后，用失效概率这一评估指标替代传统安全系数以做出评估。为适应轻量化趋势，小型曲轴在材料、结构和工艺三要素上有所改进，通过试验研究对其进行验证。结果表明，有效提升了曲轴疲劳强度试验的可靠性。

1 试验对象和试验准备

1.1 试验对象

曲轴作为发动机的主要运动部件，对整机的性能和可靠性有很大影响，因此需要对曲轴的疲劳性能进行试验和验证。长期以来，业界在“曲轴最主要的失效形式为弯曲疲劳破坏”这一点上已形成共识，故而即使对批量最大的乘用车发动机曲轴，也只进行弯曲疲劳试验这一项。然而随着发动机输出功率的变大，尤其是小排量高性能发动机曲轴承受的扭矩也在不断增大，此时的扭转疲劳破坏已逐渐成为曲轴主要的失效形式。同时，2016年国家颁布JB/T 12662—2016《内燃机曲轴扭转疲劳试验方法》。

以EA111和EA211系列小排量发动机作为试验对象进行曲轴疲劳强度的试验研究。图1为两种系列发动机曲轴结构对比，其中EA211的曲轴经结构优化后质量降低30%。表1为两个系列8种发动机曲轴概况，表2为主要机型曲轴传递动力概况。

可见，经过工艺改进和零部件结构优化后的EA211系列发动机的动力性获得了很大提升。……