某汽油发动机凸轮轴凸轮异常磨损分析及改进.pdf

《某汽油发动机凸轮轴凸轮异常磨损分析及改进.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、陈佳贺锋李飞梁彦勇：某汽油发动机凸轮轴凸轮异常磨损分析及改进35—’一j屯—，已—)c—j巳—，巳—，c■A8产品分析}。譬—jf。jf。jf。jf。口f”jf叫某汽油发动机凸轮轴凸轮异常磨损分析及改进AnalysisandImprovementofCamAbnormalWearinaG嬲olineEngineCamshaft贺锋李飞梁彦勇(海马轿车有限公司)[摘要]某汽油发动机在研发初期出现凸轮轴凸轮异常磨损现象，本文从凸轮与挺柱的接触应力、凸轮与挺柱硬度、凸轮润滑、挺柱导向方面进行分析，发现凸轮润滑不良和挺柱导向不足是造成异常磨损的原因；针对上述问题优化凸轮轴供油油路和缸盖挺柱导向

2、孔，经试验验证改进措施有效，凸轮异常磨损现象得以消除。[关键词]凸轮轴凸轮异常磨损Abstract：Camabnormalwearappearedinagasolineenginecamshaftduringinitialdevelopmentstage，thispaperanalysestheproblemfromcontactforcebetweencamandtappet，hardnessofcainandtappet，cainlubricationandtappetguide，itfindsthatlackofcamlubricationandshortageoftappetg

3、uidelengtharereasonsofabnormalwear．Accordingtoabovementionedreasonsoilsupplycircuitandtappetguideholeofcylinderheadareoptimized．Theimprovementsareeffectiveaftertestvalidationandcamabnormalweal"disappears．Keywords：Camshaft；Cam；AbnormalWear1引言凸轮轴作为汽油发动机配气机构中重要驱动部件，需要承受周期性冲击载荷，故凸轮轴轴颈和凸轮型面除了应有较高的尺寸精

4、度、较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性。某汽油发动机研发初期，在试验时出现多例排气凸轮轴凸轮异常磨损现象(见图1)，最大磨损量约1．5mm，为此，从设计和制造方面对其分析、制定改进措施并予以试验验证。2原因分析该发动机采用双顶置凸轮轴，凸轮直接驱动挺柱、气门做往复运动。凸轮轴材料为QTT00—2，凸轮表面硬度，>610HV(55．5HRC)，有效淬硬深度≥2．5mm(尖部)；挺柱材料为16MnCr5，挺柱顶面硬度，>710HV3(59．9HRC)。凸轮型面和挺柱顶面是一对摩擦副，其磨损情况与两个零件的硬度与硬度差、润滑情况有关，同时也有可能与使两接触面应力增加的其它因素

5、有关图1(挺柱在缸盖挺柱孔中是否受阻等)，前者是凸轮轴磨损的主要因素，后者是不容忽视的次要因素，有时是上述因素的综合影响。2．1接触应力材料QTT00—2和16MnCr5的许用赫兹接触应力为800MPa，经动力学分析，进气侧、排气侧凸轮型面与挺柱顶面的赫兹接触应力在整个转速范围内都小于800MPa(见图2)，由此可见，接触应力并非凸轮异常磨损的原因。36内燃机与配件2015年第8期崮22．2硬度凸轮和挺柱之间的硬度差直接影响凸轮、挺柱的磨损，所以两者间的硬度应有良好的匹配，其差值应在一定的合理范围内，才能获得更好的抗磨损性能。由于凸轮较挺柱易于冷却散热，一般应使凸轮硬度略低，但硬度差值

6、不得过大⋯。凸轮轴凸轮尖部硬度、挺柱顶面硬度设计值和实测值见表1，设计时两者的硬度差为4．4HRC；供应商生产的凸轮轴、挺柱符合图纸要求，两者的硬度差为7．2HRC；与其它机型对比，此硬度差在合理范围内。表1硬度项目单位凸轮轴材料QT700—2HV≥610设计值HRC≥55．5尖部表面硬度HVO．5658实测值HRC57．7项目单位挺柱材料16MnCr5HV3≥710设计值HRCI>59．9顶面硬度HV3855实测值HRC64．9经测量，凸轮轴和挺柱的基本尺寸、金相组织和化学成分符合技术要求。2．3润滑凸轮的润滑条件不同，其耐磨性以及耐点蚀性也会发生变化。凸轮表面给油的方法大致可以分为

7、油池式、强制式和飞溅式等心J。特别是在高转速高负荷的情况下建议使用强制润滑方式。此发动机凸轮是依靠从凸轮轴颈间隙喷出的机油润滑，但是拆开缸盖罩、倒拖发动机观察到部分凸轮表面几乎无油(见图3)。同时对比其它型号发动圈3机，发现此凸轮轴油槽较其它型号发动机要小。凸轮轴在正常使用时其润滑情况处于边界润滑和弹性润滑状态，但是润滑状态一旦恶化，润滑油膜立即遭到破坏。这时由凸轮轴、挺柱组成的运动副的各零件表面的凸尖部分直接接触产生干摩擦，由于干摩擦的存在产