重型柴油机凸轮及挺柱疲劳失效分析及优化设计

针对某重型柴油机配气机构耐久试验后出现挺柱底面磨损及剥落的现象,分别采用金相分析、硬度分析等方法对挺柱进行物化分析,并利用正时阀系统动力学分析软件AVL Excite Timing Drive仿真计算凸轮与挺柱的接触应力.结果表明:挺柱材料及硬度符合设计要求,凸轮-挺柱接触应力过大是造成挺柱失效的主要原因.为最大限度保证挺柱底面与凸轮全宽接触,将挺柱底面直径由30.5 mm增大至36.8 mm.仿真计算和试验表明:进气凸轮与挺柱底面的接触应力由974.7 MPa降为706.0 MPa,排气凸轮与挺柱底面的接触应力由929.8 MPa降为745.0 MPa.对优化后的挺柱进行耐久试验,挺柱底面未出现不正常磨损及剥落现象,说明增大挺柱底面直径可以降低凸轮-挺柱的磨损.