王雪莉

(上海柴油机股份有限公司，上海 200438)

0 引言

随着国Ⅵ排放标准的实行，可以通过降低整车重量来减小汽车排放和油耗[1]。柴油机作为动力总成的核心，其重量占比较大。目前，主要通过采用蠕墨铸铁、复合材料及合金材料代替灰铸铁材料来实现整车轻量化设计，其中铝合金抗拉强度高、加工性能好、密度比铁低、性价比高，因而被广泛应用。

上柴E系列柴油机多采用铸铁零部件，如齿轮室、飞轮壳等零部件，这些零部件的总重量超过80 kg。据调查，在国内市场上压铸铝飞轮壳已被广泛使用，如东风、五十铃、大众[2]。因此计划将飞轮壳、齿轮室的材料由灰铸铁HT250更改为压铸铝ADC12。相关零部件的结构或是安装位置也相应进行调整：例如齿轮室上对应的空压泵、油道位置调整，齿轮室与飞轮壳定位销孔位置、油底壳固定螺栓孔调整，柴油机左右支承面的形状和宽度调整。

飞轮壳安装于变速箱与机体之间，内置飞轮总成，外接空压泵、启动电机等。常被用作后悬置系统的安装点，在结构上承载柴油机及变速箱的部分重量[3]。若飞轮壳设计不合理、安装调试不当，会引发飞轮壳开裂从而造成柴油机损坏。飞轮壳开裂的原因归结为二点：(1)当外部环境过于恶劣，在极端冲击载荷的作用下造成飞轮壳局部应力集中，超过材料屈服极限后产生塑性变形；(2)在往复循环载荷的作用下引起的疲劳破坏。因此在产品设计阶段，校核飞轮壳的结构静强度、疲劳强度，分析飞轮壳的应力分布非常重要。……