[发明专利]一种汽油发动机飞轮螺栓选型和校核方法

说明书

本发明涉及一种汽油发动机飞轮螺栓选型和校核方法，属于车辆制造技术领域，本申请提供的方法通过飞轮承受的静态扭矩和动态扭矩算出飞轮承受的总扭矩，并通过计算获得飞轮上单颗螺栓需施加给飞轮的预紧力，根据轴力衰减确定的预定安全系数，并最终简化至单颗螺栓使飞轮与曲轴紧固的预紧力，随后对螺栓进行正向选型，再考虑螺栓在量产状态下，多批次螺栓之间其规格和尺寸、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油发动机飞轮螺栓进行正向选型，方法更加简便且考虑完善，选出来的螺栓更能符合汽油发动机运行的实际情况。

技术领域

本发明属于车辆制造技术领域，特别涉及一种汽油发动机飞轮螺栓选型和校核方法。

背景技术

车辆发动机运转时，缸内做功转为的扭矩是通过飞轮连接变速箱传递给车辆的，飞轮通过飞轮螺栓紧固连接在曲轴的后端端面上。通过拧紧飞轮螺栓对飞轮产生均匀、适当的轴向预紧力，在飞轮与曲轴结合面之间产生静摩擦力，使飞轮与曲轴始终不发生相对位移，保证发动机平稳地扭矩输出。飞轮螺栓需要足够的强度和刚度来克服发动机高速运转时的输出扭矩及曲轴系统动态扭振扭矩而产生的横向载荷，否则极易出现飞轮松脱，曲轴扭断，导致发动机严重损坏等故障，因此飞轮螺栓属于发动机关键螺栓。

但是现有技术中，对飞轮螺栓的设计方法不够完善，从而导致飞轮螺栓在使用过程中存在安全风险。

发明内容

本发明提供一种汽油发动机飞轮螺栓选型和校核方法，用于解决现有技术中的飞轮螺栓设计方法不够完善而导致飞轮螺栓在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：一种汽油发动机飞轮螺栓选型和校核方法，包括：

根据所述飞轮承受的静态扭矩以及动态扭矩获得所述飞轮承受的总扭矩；

根据所述飞轮承受的总扭矩获得所述飞轮紧固所需的最小静摩擦力；

根据所述飞轮紧固所需的最小静摩擦力获得所述飞轮上单颗螺栓需施加给飞轮的预紧力；

根据所述飞轮上单颗螺栓需施加给飞轮的预紧力以及预定安全系数获得所述单颗螺栓使所述飞轮与曲轴紧固的预紧力,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；

根据所述单颗螺栓使所述飞轮与曲轴紧固的预紧力以及所述飞轮上螺栓装配边界条件来初步选定螺栓型号；

结合螺栓量产状态下，多批次螺栓之间其参数存在散差，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飞轮上单颗螺栓需施加给飞轮的预紧力获得所述螺栓的实际安全系数，并且将所述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飞轮与所述螺栓头部之间的承压面积获得所述飞轮与所述螺栓头部相接的承压面接触应力，并且将所述飞轮与所述螺栓头部相接的承压面接触应力与所述飞轮的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，并且所述飞轮与所述螺栓头部相接的承压面接触应力小于所述飞轮的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，所述根据所述飞轮承受的静态扭矩以及动态扭矩获得所述飞轮承受的总扭矩，具体为：

所述飞轮承受的总扭矩M_a＝M_T+M_S，所述M_T为所述飞轮承受的静态扭矩，所述M_S为所述飞轮承受的动态扭矩，并且M_S＝N×M_T，所述N通过轴系扭振仿真分析确定。