[发明专利]一种汽车发动机连杆螺栓选型及校核方法

说明书

本发明涉及一种汽车发动机连杆螺栓选型及校核方法，属于车辆制造技术领域。本申请提供的方法通过将连杆分为旋转运动部分和往复运动部分，从而准确获得连杆最大惯性力，并考虑静态装配条件下，主轴承瓦防止张开所需的预紧力，并根据轴力衰减确定的预定安全系数，最终简化至单颗螺栓使轴瓦紧固所需提供的预紧力，随后对螺栓进行正向选型，再考虑了螺栓在量产状态下，多批次螺栓的规格和尺寸、摩擦系数散差、屈服强度散差以及实际情况，精准得到螺栓的实际最大预紧力以及实际最小预紧力计算，最后再进行校核。该方法能准确地对汽车发动机连杆螺栓进行正向选型，方法更加简便且考虑完善，选出来的螺栓更能符合汽车发动机连杆运行的实际情况。

技术领域

本发明属于车辆制造技术领域，特别涉及一种汽车发动机连杆螺栓选型及校核方法。

背景技术

汽车发动机连杆螺栓主要用于连杆大头、曲柄销、连杆瓦及连杆盖之间的紧固联接，通过拧紧对连杆产生均匀、适当的轴向预紧力，以对曲柄销进行支撑及定位。发动机运转时，连杆小头与活塞销连接，同活塞一起做往复运动；连杆大头与曲柄销连接，同曲轴一起做旋转运动。连杆组需受到压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。通过连杆螺栓的预紧力，保证连杆大头不易松脱，并使曲柄销与连杆瓦之间产生适当、均匀的润滑油膜，保证曲柄销高速运转时的可靠性和耐久性。连杆螺栓要用足够的强度和刚度克服连杆组承受的交变载荷，否则极易出现连杆大头松脱、曲柄销异常磨损、甚至出现发动机损坏等故障。因此，连杆螺栓属于发动机关键零件。

但是现有技术中，连杆上螺栓的设计方法不够完善，从而导致连杆螺栓在使用过程中存在安全风险。

发明内容

本发明提供一种汽车发动机连杆螺栓选型及校核方法，用于解决现有技术中连杆螺栓选型方法不够完善而导致使用过程中存在安全风险的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种汽车发动机连杆螺栓选型及校核方法，包括：

以所述连杆的质心为分界点将所述连杆分为与曲柄销相连的旋转运动部分和与活塞相连的往复运动部分，根据所述连杆的总重量获得所述旋转运动部分旋转运动的重量和所述往复运动部分的重量，往复运动部分的总重量包含连杆部分往复运动重量及活塞组件的重量；并根据所述旋转运动部分旋转运动的重量和所述往复运动部分的重量获得所述连杆的最大惯性力；

获得所述连杆上装配的轴瓦防张开所需的预紧力；

根据所述连杆的最大惯性力和所述连杆上装配的轴瓦防张开所需的预紧力，获得单颗螺栓需提供的预紧力；

根据预定安全系数以及所述单颗螺栓需提供的预紧力，获得单颗螺栓使所述轴瓦紧固所需的预紧力，所述预定安全系数为据所述螺栓使用过程中的轴力衰减确定的；

根据所述连杆的螺栓装配边界条件和所述单颗螺栓使所述轴瓦紧固所需的预紧力来初步选定螺栓型号；

充分考虑了螺栓在量产状态下，多批次螺栓参数之间存在散差，根据所述选定螺栓型号对应的螺栓的最小屈服强度以及最大摩擦系数获得所述螺栓的实际最小预紧力，并根据所述螺栓的最大屈服强度以及最小摩擦系数获得所述螺栓的实际最大预紧力；

根据所述螺栓的实际最小预紧力以及所述单颗螺栓使所述轴瓦紧固所需的预紧力，获得所述螺栓的实际安全系数，并将所述螺栓的实际安全系数与所述预定安全系数进行比较；

根据所述螺栓的实际最大预紧力以及所述连杆与螺栓头部之间的承压面积获得所述连杆与所述螺栓相接的承压面接触应力，并将所述连杆与所述螺栓相接的承压面接触应力与所述连杆制造材料的许用接触应力进行比较；

在所述实际安全系数大于所述预定安全系数时，并且所述连杆与所述螺栓相接的承压面接触应力小于所述连杆制造材料的许用接触应力时，确定选定螺栓型号合格。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述获得所述连杆上装配的轴瓦防张开所需的预紧力，包括：