周素荣

摘 要：汽车作为我们的代步工具这几年使用得非常多，但是汽车在使用过程中会产生很多故障，比如汽油机曲轴的损坏等，维修非常麻烦，价格昂贵，而且极易损坏。因此这样的作业环境迫使我们寻求更加高效的曲轴结构，本次对JM491Q汽油机曲轴进行设计，对其结构进行了有限元分析。

关键词：曲轴;汽油机;有限元分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.018

1 JM491Q汽油机的工作过程计算

JM491Q汽油机主要采用分组式多点燃油喷射、闭环控制系统的改进型。其控制系统能根据发动机的实际运行工况和环境精确地控制点火时间和供油量，具有更好的动力性和经济性，排气系统加装三元催化净化器后，整车的排放指标满足EUR02（欧洲2号）排放标准的要求[1]。

2 JM491Q汽油机动力学分析

发动机的活塞运动机构主要由气缸、活塞销、曲轴中心线全在一个平面内时，我们把它称作平面中心连杆机构。通过连杆机构的运动，活塞作往复直线运动，从而带动发动机运动。

曲柄转角α是从气缸中心线顺着曲柄运动方向量度的。当α=0时，图中A和B点表示活塞和曲柄销在上止点位置;当α=1800时，活塞和曲柄销位于下止点位置（A及B点）。

2.1 活塞位移

3 曲轴有限元分析

为了保证该产品的不断创新能力以及更好的推广并且保持用户效率的系统，ANSYS以可通过快捷键来进行仿真分析，同时大大的增加了仿真分析的效率。

ANSYS软件开发解决方案是完全从ANSYS/CAM工程数据和过程管理的功能中得到的。ANSYS的使用可以从产品结构编辑器里看到其实际操作过程的编码，并且能够得到更多的数据，为使用者提供了一个更加强大和易于操作的功能。通过CAM系统管理工具可以很容易的把所有數据进行紧密的连接，连接之后变成一个统一的整体，能够实现同步操作，构成了一个协调的捆绑式操作流程，更加方便使用者。ANSYS可用于管理开发环境，使其性能更加强大可以得到更多客户的青睐。

首先把SolidWorks软件的曲轴模型保存为.xt格式，打开ANSYS选择文件中的导入模型并且把格式选择为xt格式，而且SolidWorks在保存为xt格式时不能带有汉字，不然导入ANSYS软件会出错，把模型导入后首先把曲轴的材料建好，再进行网格的划分，以及建立约束条件等步骤，最后进行仿真。

本次设计曲轴结构较为复杂，可以通过模态分析来确定该结构在共振的参数是多少，在结构上给与其设计的参考依据。

对曲轴进行模态分析，为了缩减计算时间，所以设置阶数为4阶，分别为163.43Hz，197.07Hz，592.75Hz，736.28Hz。

4 总结

本次汽油机曲轴设计致力于解决曲轴所使用的寿命不长以及制造精度不够，通过本次对曲轴的设计以达到安全，快捷，耐用高效的特点。

参考文献：

[1]黄志强，王若豪，何磊，陈振，李刚.水击载荷下6000HP五缸压裂泵曲轴的疲劳分析[J/OL].兵器材料科学与工程：1-7[2019-05-26].https：//doi.org/10.14024/j.cnki.1004-244x.20190510.001.

[2]周二永，孟照富，夏昆鹏.曲轴及飞轮断裂原因分析[J].建材与装饰，2019（12）：238-239.