368Q汽油机轴瓦设计

有油槽的主轴瓦，壁厚尺寸应大些，以减少油槽造成轴瓦钢背表面贴合不好的影响。

轴瓦厚度是各层厚度之和，各层的厚度尺寸视其材料机械强度性能，制造工艺技术水平，及其在轴瓦中的功能和作用而定。

轴瓦钢背厚度尺寸与公差轴瓦的钢背，既能提高轴瓦合金层的承载能力和疲劳强度，又能降低合金层与轴颈表面之间的摩擦阻力，大大改善了双金属轴承的性能。

轴承双金属的制造工艺过程，不同程度的增强了钢背材料的机械强度性能，同时带来了钢背厚度尺寸变化。

我国的轴承双金属制造工艺技术较国外落后，多为批量条块状生产工艺，其工艺技术控制和设备的精度较低，钢背厚度尺寸公差较大，不同工艺制造双金属的钢背厚度尺寸偏差见表。

钢背厚度应以轴瓦合金层材料机械强度性能，双金属制造工艺，参照相关的国内外和企业标准规定来确定。

合金层厚度尺寸轴瓦合金层厚度尺寸，是轴瓦的个重要尺寸。

影响轴瓦合金层材料的承载能力疲劳强度和嵌藏性等。

合金层厚度减少，对提高合金层的承载能力和疲劳强度，亦是不争的实事。

但是，不同合金材料的提高程度不同，对于强度较高的铅青铜和铝合金等并不十分明显。

有资料指出，锡铝合金其厚度尺寸从减至减少，疲劳强度由增加到增加，增幅。

合金层以其轴瓦使用条件确定的尺寸公差见表。

表发动机用途合金层镀层轿车载重车大客车工程机械高速中型机车中速中型发电机组用船用镀层厚度尺寸轴瓦镀层包括中间工艺结合层栅层减磨合金层和防腐层。

减磨层和防腐层，具有定的功能性，又称功能镀层。

由于所在部位功能与用途不同其厚度亦不同过小，轴瓦承载面积减少，比压增大，泄油量增大，会造成不利的运转条件。

现代汽车发动机连杆轴瓦的大多为左右，主轴瓦的为，个别为。

轴瓦的宽度尺寸与公差见表，推荐的宽度尺寸极限为。

表单位轴颈直径轴瓦宽度公差第四章曲轴主轴瓦连杆大头轴瓦强度校核计算在发动机的个工作循环里，轴颈中心走出个变化的封闭轨迹，油膜厚度及其压力都在变化着，决定了轴承的可靠性与耐久性。

以其轴承特性数索氏数表征，其表达式如式。

由此图旋转和挤压油膜的油膜压力η其中轴承载荷轴承相对间隙轴承宽度轴承内表面直径轴颈有效角速度轴承角速度轴颈角速度最小油膜位置点角速度η润滑油的动力黏度可知，油膜承载能力与之积成正比，与间隙二次方成反比。

第五章曲轴主轴瓦连杆大头轴瓦详细结构设计附录参考文献致谢见表。

大量研究试验结果表明，镀层厚度尺寸对其疲劳强度和承载能力的影响十分明显，镀层厚度与其承载能力的关系见表，镀层厚度对不同减磨合金镀层疲劳强度的影响见图。

最新的研究成果表明厚度的镀层的疲劳强度亦达到了。

表材料功能作用厚度中间工艺结合层防铝合金电镀中表面氧化的过渡层工艺结合层栅层加强镀层与合金层的结合减缓或防止铅合金镀层中向铅青铜内扩散损坏改善减摩层的性能减摩层改善轴瓦合金层减磨层，磨合性，嵌藏性，顺应性，抗咬粘性提高合金层的疲劳强度和承载能力减少摩擦与磨损适用于铝合金轴瓦防腐层防止钢背表面锈蚀内径外径尺寸轴颈直径的名义尺寸，即轴瓦内径名义尺寸。

有的内燃机设计资料认为，般柴油机平切口连杆的连杆轴颈直径尺寸为该柴油机气缸直径尺寸，主轴轴颈直径尺寸应稍大于连杆轴径尺寸为宜。

通常，主轴轴径尺寸连杆轴径尺寸等于。

车用汽油机较之小些，连杆颈为缸径，主轴颈直径为连杆轴颈。

乘用车汽油机则更小些。

轴瓦的有效宽度轴瓦宽度由宽度与轴瓦外径之比和轴承载荷而确定。

为了防止边缘载荷引起的局部磨损和与轴颈表面接触而产生的粘着磨损，轴瓦的有效宽度定小于轴颈宽度。

般，推荐采用，高速发动机的轴瓦宽度为。

过大，易引起边缘载荷产生局部磨损，碰，使工作面损坏。

所以扩张量是检查轴瓦机械强度的主要指标，如果扩张量小于规定值，即不能再继续使用。

擦伤，由于轴瓦表面和轴颈表面发生金属的直接接触而呈现斑痕或严重擦伤痕称为擦伤。

擦伤通常出现在由于瞬间缺乏润滑而产生损坏的最初阶段。

擦伤损坏仅在润滑瞬时断流的情况下发生，较长时间断流或反复瞬时断流会造成另外的损失形式，其特征为轴瓦和轴颈表面出现擦伤的斑痕。

表面层脱落和过度磨损，其发生在轻微的瞬时缺油并反复出现的情况下，每次发生的金属之间的直接接触和缺乏润滑并不严重，持续时间也不长，所提高的轴瓦温度不足以引起轴瓦变色或产生其他的过热现象。

它是在反复擦伤的情况下发生的。

注意在主轴瓦中有些擦伤的征兆，但表面层脱落较为严重的是连杆轴瓦，因为它们处在润滑的末端，最后得到润滑，并且首先受到油流减弱的影响。

露铜和深度磨损，连续的反复轻度擦伤导致轴瓦内衬的深度磨损和大面积露铜。

要达到这样的状态必须产生多次金属之间的直接接触。

从理论上讲只有在缺乏油膜或者在润滑不足时才会出现金属之间的直接接触。

轴瓦内衬层疲劳，轴瓦轻度反复擦伤损坏露出铜衬套层之后，金属之间的直接接触使轴瓦表面温度升得更高，从而是疲劳强度降低。

腐蚀，润滑油用得过久，其判定的标准是酸值超过规定。

酸值过大会在轴瓦上引起腐蚀作用。

深度磨损和露铜会增加轴瓦对腐蚀作用的敏感性。

当露铜时，因缺乏对腐蚀有抵制作用的表面层酸会与铜基体中的纯铅自由作用并使之大为降低。

事实上，疲劳的损失形式常常伴随着腐蚀损坏。

轴瓦材料的基本性能良好的减摩性耐磨性和抗咬粘性。

减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。

耐磨性是指材料的抗磨性能通常以磨损率表示。

抗咬粘性是指材料的耐热性和抗粘附性。

良好的摩擦顺应性嵌入性和磨合性。

摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴瓦滑动表面初始配合不良的能力。

嵌入性是指材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴瓦滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。

磨合性是指轴瓦与轴颈表面经短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。

足够的强度和抗腐蚀能力。

良好的导热性工艺性经济性等。

选劳强度，视不同合金材料，亦增加轴瓦制造成本左右。

在满足发动机各种工况下使用性能要求为前提，尽可能选用轴承性能更好，价格较低廉的轴承合金材料。

内燃机曲轴轴瓦是互换性很强的零件。

般由铸造粉末烧结和轧制压延等工艺方法制造的钢轴承合金的双金属材料，经冲压成形和机械加工，随后在合金层表面上，电涂镀或物理喷溅减磨合金层而成的三层四层五层轴瓦。

有定过盈量的轴瓦在较大的螺栓锁紧力下，固定于钢铁或铝合金钛合金的轴承座孔内，与座孔表面紧密地贴合成为体。

铸造锡基巴氏合金符合这种组织要求，是种最优秀的轴承合金。

和所有巴氏合金相比，具有最小的线膨胀系数，导热系数比铅基合金大，有最高的耐蚀稳定性及较高的疲劳强度，适合于承受负荷特别高左右中等硬度的转轴运转。

因而它作为轴承巴氏合金在汽油机中广泛用作转子支承轴承的轴瓦。

第二章轴瓦结构方案制定及结构型式选择汽油机曲柄连杆机构的特点轴瓦的结构和型式按照结构型式及用途，轴瓦可分为曲轴瓦主轴瓦连杆瓦中间轴瓦翻边瓦含镶边瓦凸轮轴衬套偏心瓦连杆衬套曲轴止推片等六大类。

具体分类见表。

表类别形式举例应用要求按构造分类整体式整体轴套需从轴端安装和拆卸，可修复性差。

对开式对开式轴瓦可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。

按尺寸分类薄壁薄壁轴瓦节省材料，对轴承座孔的加工精度要求高。

厚壁厚壁轴瓦足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。

按材料分类单材料单材料强度足够的材料可以直接做成轴瓦，如黄钢，灰铸铁。

多材料两种材料轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。

按加工分类铸造铸造轴瓦铸造工艺性好，单件大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。

轧制卷制轴套只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。

制定方案选择合理的结构型式第三章汽油机主轴瓦和连杆大头轴瓦初参数确定轴瓦厚度现代内燃机曲轴薄壁轴瓦的厚度为，般择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。

应该指出，没有种轴瓦材料能够全面具备上述性能，因而必须针对各种具体情况，仔细进行分析后合理选用。

不同材料的对比分析及选用轴承的材料有金属材料，如轴承合金青铜铝基合金锌基合金等多孔质金属材料，粉末冶金材料非金属材料，如轴承塑料。

其中，轴承合金又称白合金，主要是锡铅锑或其它金属的合金。

由于其塑性高耐磨性跑合性能导热性和抗胶和性及与油的吸附性好，故适用于重载高速情况下。

轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时必须浇筑在青铜钢或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。

多孔质金属是种粉末材料，它具有多孔组织。

若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，就变成了含油轴承，具有自润滑性能。

多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中小速度情况下。

轴承塑料，常用的轴承塑料有酚醛塑料尼龙聚四氟乙烯等。

塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性差。

现代内燃机性能日益提高，气缸内的爆发压力越来越大。

汽油机的爆发压力般都在轴承油膜压力达大功率柴油机为轴承最大油膜压力可达。

首先要求轴承合金材料应具有较高的承载能力和疲劳强度。

否则，即使其它性能更好，也是徒劳。

轴承材料的疲劳强度是轴承使用寿命的保证，高速大功率发动机轴承必须有足够的疲劳强度。

国外厂商般采取二个有效方法来提高它们的疲劳寿命。

其，用机械强度较高的铝硅铝锰和铝镍等合金作中间结合层其二，降低结合层合金的厚度为。

合金层材料的疲劳强度受其厚度的影响。

这就是用轴承双金属材料制造轴瓦的个重要原因。

同时轴承合金材料弹性模量与钢背材料弹性模量比值大的，其疲劳强度大。

除上述外，还应考虑发动机机型性能及其用途，工作环境，润滑油品质，发动机和轴瓦加工工艺水平与方法，以及装配精度，轴承合金材料种类与制造成本。

有资料指出，轴瓦工作表面涂覆减磨层，可提高轴承承载能力和目录主要符号表引言轴瓦是汽车发动机的重要零件，其主要作用是承载轴颈所施加的作用力保持油膜稳定，使轴承平稳地工作并减少轴承的摩擦损失。

轴承轴瓦在工作时，除了和轴颈造成磨损外，还要承受轴颈传给它的载荷。

因此轴承瓦块材料应当有小的摩擦系数，抗磨