凸轮轴作为发动机配气机构的重要组成部分,承受着周期性的冲击载荷,而对于杯式挺柱的配气机构,该周期性载荷主要集中于凸轮轴的凸轮上,故,凸轮轴的凸轮需具有较高的耐磨性能。经配气机构动力学仿真计算及试验研究表明,凸轮型线设计、凸轮与挺柱材料匹配、凸轮与挺柱表面润滑等对改善凸轮表面磨损问题具有 中质量惯性力）；ρ为凸轮曲率半径rm为挺柱顶面圆弧半径（对于平顶挺柱，rm绒）进气凸轮-张家港钢管滚圆机滚弧机张家港数控钢管折弯机滚圆机滚弧机；b为接触线长度（对于平顶挺柱，可取凸轮宽度）；Ec、Et分别为凸轮、挺柱材料的弹性模量。由该公式可知，接触应力与气门弹簧力、材料弹性模量成正相关，本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com与凸轮曲率半径成负相关。而对于该发动机，凸轮型线中的最小曲率半径刚好出现在该磨损区域（如图3、图4所示），由此推断，过大的气门弹簧力及材料弹性模量、过小的凸轮曲率半径可能为导致该异常磨损的因素之一。图1进气凸轮与挺柱接触应力图2排气凸轮与挺柱接触应力图3进气凸轮曲率半径图4排气凸轮曲率半径1.3润滑系统分析通过润滑系统功能试验及发动机耐久试验结果分析，该发动机存在机油稀释问题，稀释后的机油会导致凸轮与挺柱接触面的油膜劣化甚至无法形成油膜。由此推断，发动机机油稀释可能为导致该异常磨损的因素之一。2改善措施及结果2.1材料匹配优化凸轮材料由GCr15更改为粉末冶金，挺柱仍采用20CrMo材料不变，更改后，避免了同摩擦副的两者采用同类材质所导致的粘着磨损，同时，相比于GCr15，粉末冶金自润滑性能更加。2.2凸轮型线优化经配气机构动力学仿真计算，气门弹簧力设计合理，如果减小，则可能导致气门飞脱，故无法减小气门弹簧力。而材料弹性模量则为材料的固有属性，与材料匹配相关，故无法独立更改。因此，若想减小凸轮与挺柱的接触应力，需对凸轮型线进行优化，在满足发动机动力性要求的前提下，微调凸轮型线，加大凸轮磨损区域的最小曲率半径。图5进气凸轮曲率半径对比图6排气凸轮曲率半径对比图7进气凸轮与挺柱接触应力对比图8排气凸轮与挺柱接触应力对比进气凸轮-张家港钢管滚圆机滚弧机张家港数控钢管折弯机滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com