本發(fā)明屬于發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

機體是柴油發(fā)動機的骨架，其主要功能是支撐發(fā)動機的運動件，并形成水道與油道，保證發(fā)動機冷卻與潤滑的需要。機體還是發(fā)動機各種附件安裝的主要載體，同時作為發(fā)動機機在車體上安裝的支座。柴油發(fā)動機機體主要由上曲軸箱、下曲軸箱、機體縫合螺栓、主軸瓦、噴油泵傳動襯套等零部件組成。

柴油發(fā)動機機體主要通過縫合螺栓實現(xiàn)上曲軸箱與下曲軸箱的連接，機體縫合螺栓是發(fā)動機的關(guān)鍵零部件。機體縫合螺栓的可靠性不僅直接影響著機體的可靠性，而且還會影響到柴油機的冷卻與潤滑性能。機體縫合螺栓隨發(fā)動機在使用過程中一旦發(fā)生故障，將導致機體與氣缸蓋傳動端結(jié)合面漏油、上下曲軸箱結(jié)合面漏油等故障，嚴重時還會引發(fā)其他更大的故障。

由于受柴油發(fā)動機機體結(jié)構(gòu)的限制，用于連接發(fā)動機上下曲軸箱的機體縫合螺栓通常只能采用細長的高強化螺栓。機體縫合螺栓雖然拉伸強度較大，但是由于發(fā)動機在工作過程中會產(chǎn)生振動載荷，當機體縫合螺栓在安裝狀態(tài)下的某一階振動固有頻率等于或接近發(fā)動機機體縫合部位的振動激勵頻率時，機體縫合螺栓便會產(chǎn)生共振，進而引發(fā)振動疲勞斷裂。

因此，針對柴油機發(fā)動機機體的結(jié)構(gòu)特點，通過合理設(shè)計機體螺栓縫合結(jié)構(gòu)，有效避免機體縫合螺栓在安裝狀態(tài)下發(fā)生由共振導致的振動疲勞斷裂，是提高發(fā)動機機體結(jié)構(gòu)可靠性的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)，由螺栓、防振套、上曲軸箱和下曲軸箱裝配而成。能夠顯著提高機體縫合結(jié)構(gòu)的振動固有頻率，增強發(fā)動機機體縫合結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，保證機體縫合結(jié)構(gòu)的可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)，包括螺栓、防振套、上曲軸箱和下曲軸箱；所述防振套為中心設(shè)有通孔的圓柱形套筒，套設(shè)在螺栓上部；所述螺栓的一端有用于裝配和拆卸時所夾緊的螺帽，所述螺栓的另一端有同下曲軸箱的螺紋盲孔相裝配的外螺紋，所述螺栓的螺桿部位有同防振套相裝配的光桿，所述光桿同防振套的通孔之間為過渡配合或過盈配合；所述防振套同上曲軸箱的通孔之間為過盈配合或過渡配合，所述防振套的一端設(shè)有帽檐，所述帽檐一側(cè)上有便于拆裝防振套的帽檐倒角；所述上曲軸箱上有同螺栓和防振套相裝配的變截面通孔，所述下曲軸箱上有同螺栓的外螺紋相裝配的螺紋盲孔。

進一步的，所述防振套安裝在上曲軸箱的通孔中，所述上曲軸箱安裝在下曲軸箱上并使上曲軸箱的通孔和下曲軸箱的螺紋盲孔對中，所述螺栓穿過防振套和上曲軸箱的通孔，所述螺栓的外螺紋旋入下曲軸箱的螺紋盲孔中，并將防振套與上曲軸箱壓緊。

上述柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)的裝配工藝，包括以下步驟：

a、確定螺栓與防振套、上曲軸箱和下曲軸箱連接部位的尺寸參數(shù)以及螺栓鎖緊時的擰緊力矩：根據(jù)發(fā)動機機體的結(jié)構(gòu)參數(shù)和機體螺栓縫合部位的振動激勵頻率特征，采用有限元仿真分析計算方法確定螺栓在安裝狀態(tài)下的振動固有頻率，通過優(yōu)化螺栓與防振套的結(jié)構(gòu)尺寸和螺栓鎖緊時的擰緊力矩，保證螺栓在安裝狀態(tài)下的振動固有頻率高于發(fā)動機工作時機體螺栓縫合部位的振動激勵上限頻率，在此基礎(chǔ)上，確定螺栓與防振套的結(jié)構(gòu)尺寸，確定上曲軸箱同螺栓和防振套相裝配的通孔的尺寸，確定下曲軸箱同螺栓的外螺紋相裝配的螺紋盲孔的尺寸，確定螺栓鎖緊時的擰緊力矩；

b、螺栓與防振套以及上曲軸箱和下曲軸箱連接部位的加工：按照步驟a確定的螺栓與防振套以及上曲軸箱和下曲軸箱連接部位的尺寸參數(shù)，進行螺栓與防振套的加工，進行上曲軸箱和下曲軸箱連接部位的加工；

c、防振套與上曲軸箱的裝配：將防振套裝入上曲軸箱的通孔中；

d、上曲軸箱同下曲軸箱的裝配：將上曲軸箱安裝在下曲軸箱上，使上曲軸箱的通孔和下曲軸箱的螺紋盲孔對中。

e、螺栓同防振套、下曲軸箱和上曲軸箱的裝配：將螺栓穿過防振套的通孔以及上曲軸箱的通孔，用扳手夾住螺栓的螺帽，通過螺紋旋緊將螺栓的外螺紋旋入下曲軸箱的螺紋盲孔中，將防振套與上曲軸箱壓緊，并按照步驟a確定的螺栓鎖緊時的擰緊力矩對機體螺栓縫合結(jié)構(gòu)進行鎖緊。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)的有益效果是：

通過在螺栓和上曲軸箱之間安裝防振套，可以有效避免機體縫合螺栓在發(fā)動機工作過程中由于產(chǎn)生共振而引發(fā)疲勞斷裂，實現(xiàn)發(fā)動機機體上曲軸箱和下曲軸箱的可靠縫合。防振套同螺栓和上曲軸箱的裝配部位之間采用過盈配合或過渡配合，可以有效地增加機體縫合結(jié)構(gòu)的整體剛度，大幅度提高機體縫合螺栓在安裝狀態(tài)下振動固有頻率，防止螺栓在發(fā)動機振動載荷的作用下產(chǎn)生共振。防振套的一端有帽檐且帽檐上設(shè)有倒角，便于防振套的安裝與拆卸。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應用，可以顯著提高發(fā)動機機體縫合螺栓的抗疲勞性能，充分保證機體縫合結(jié)構(gòu)的可靠性。

附圖說明

圖1是螺栓結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是防振套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是防振套結(jié)構(gòu)另一示意圖。

圖4是發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)示意圖。

1螺栓2防振套3上曲軸箱4下曲軸箱5光桿

6帽檐7帽檐倒角

具體實施方式

一種柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)，包括螺栓1、防振套2、上曲軸箱3和下曲軸箱4。所述螺栓1的一端有用于裝配和拆卸時所夾緊的螺帽，所述螺栓1的另一端有同下曲軸箱4的螺紋盲孔相裝配的外螺紋，所述螺栓1的螺桿部位有同防振套2相裝配的光桿5，所述螺栓1的光桿5同防振套2的通孔之間為過渡配合或過盈配合，如圖1所示；所述防振套2為圓柱形套筒，所述防振套2上有同螺栓1的光桿5相配合的通孔，所述防振套2同上曲軸箱3的通孔之間為過盈配合或過渡配合，所述防振套2的一端有帽檐6，所述防振套2的一端有帽檐6上有便于拆裝防振套2的帽檐倒角7，如圖2和圖3所示；所述上曲軸箱3上有同螺栓1和防振套2相裝配的變截面通孔，所述下曲軸箱4上有同螺栓1的外螺紋相裝配的螺紋盲孔；所述防振套2安裝在上曲軸箱3的通孔中，所述上曲軸箱3安裝在下曲軸箱4上并使上曲軸箱3的通孔和下曲軸箱4的螺紋盲孔對中，所述螺栓1穿過防振套2和上曲軸箱3的通孔，所述螺栓1的外螺紋旋入下曲軸箱4的螺紋盲孔中，并將防振套2與上曲軸箱3壓緊，如圖4所示。

上述柴油發(fā)動機機體抗疲勞縫合結(jié)構(gòu)裝配工藝，包括以下步驟：

a、確定螺栓1與防振套2、上曲軸箱3和下曲軸箱4連接部位的尺寸參數(shù)以及螺栓鎖緊時的擰緊力矩：根據(jù)發(fā)動機機體的結(jié)構(gòu)參數(shù)和機體螺栓縫合部位的振動激勵頻率特征，采用有限元仿真分析計算方法確定螺栓1在安裝狀態(tài)下的振動固有頻率，通過優(yōu)化螺栓1與防振套2的結(jié)構(gòu)尺寸和螺栓1鎖緊時的擰緊力矩，保證螺栓1在安裝狀態(tài)下的振動固有頻率高于發(fā)動機工作時機體螺栓縫合部位的振動激勵上限頻率，在此基礎(chǔ)上，確定螺栓1與防振套2的結(jié)構(gòu)尺寸，確定上曲軸箱3同螺栓1和防振套2相裝配的通孔的尺寸，確定下曲軸箱4同螺栓1的外螺紋相裝配的螺紋盲孔的尺寸，確定螺栓1鎖緊時的擰緊力矩。例如，某發(fā)動機工作時機體縫合部位的振動激勵最高頻率為1050hz，根據(jù)該發(fā)動機機體的結(jié)構(gòu)尺寸，在保證螺栓1在安裝狀態(tài)下的振動固有頻率高于發(fā)動機工作時機體螺栓縫合部位的振動激勵上限頻率的前提下，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確定的螺栓總長度為234mm，確定的螺栓1同防振套2通孔相配合的光桿5的直徑為ф16mm、長度為60mm，確定的螺栓1同下曲軸箱4相裝配的外螺紋的尺寸為m14×1、長度為28mm，確定的防振套2同螺栓1配合的通孔直徑為ф16mm、長度為50mm，確定的防振套2同上曲軸箱3通孔相配合的圓柱直徑為ф24mm、長度為50mm，確定的防振套2的帽檐直徑為ф40mm、高度為5mm，確定的上曲軸箱3同防振套2相裝配的通孔直徑為ф24mm、長度為55mm，確定的上曲軸箱3同螺栓1相裝配的通孔直徑為ф15mm、長度為145mm，確定的下曲軸箱4螺紋盲孔的尺寸為m14×1、深度為30mm。

b、螺栓1與防振套2以及上曲軸箱3和下曲軸箱4連接部位的加工：按照步驟a確定的螺栓1與防振套2以及上曲軸箱3和下曲軸箱4連接部位的尺寸參數(shù)，進行螺栓1與防振套2的加工，進行上曲軸箱3和下曲軸箱4連接部位的加工。

c、防振套2與上曲軸箱3的裝配：將防振套2裝入上曲軸箱3的通孔中。

d、上曲軸箱3同下曲軸箱4的裝配：將上曲軸箱3安裝在下曲軸箱4上，使上曲軸箱3的通孔和下曲軸箱4的螺紋盲孔對中。

e、螺栓1同防振套2、下曲軸箱3和上曲軸箱4的裝配：將螺栓1穿過防振套2的通孔以及上曲軸箱3的通孔，用扳手夾住螺栓1的螺帽，通過螺紋旋緊將螺栓1的外螺紋旋入下曲軸箱4的螺紋盲孔中，將防振套2與上曲軸箱3壓緊，并按照步驟a確定的螺栓1鎖緊時的擰緊力矩對機體螺栓縫合結(jié)構(gòu)進行鎖緊。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。