1。2 课题研究内容

本课题主要以某型柴油机为研究对象，该柴油机具有高功率密度及轻量化的 特点，对连杆的可靠性和耐久性提出很高的要求。本课题的主要研究内容有：

（1）以某型柴油机为研究对象，进行连杆部件结构设计；

（2）根据设计结果，建立连杆部件的三维模型；

（3）采用非线性的接触有限元分析方法，模拟连杆的实际工作过程，对连杆 部件进行详细的结构分析和强度校核。

第二章 连杆部件结构设计

2。1 柴油机原始技术参数

本次开发设计的 6L16 型柴油机拥有功率密度高及轻量化的特点，连杆在工 作时受到的冲击将更加剧烈。连杆部件结构设计中，柴油机的主要技术参数如表 1 所示。

表 2-1 柴油机设计技术参数

6L16 发动机主要参数（船用）

冲程 四冲程

结构型式 直列式

气缸数 5-6-7-8-9

功率范围 450-990kW

转速 1000/1200r/min

缸径 160mm

行程 240mm

行程缸径比 1。5:1

每缸活塞面积 201cm2

每缸扫气容积 4。8Ltr。

压缩比 15。2:1

增压原理 等压增压和中间冷却

燃油种类 HFO 直至 700cSt/50℃(ISO 8217 RMH55 和RMK55)

转速活塞平均速度 1000r/min

8m/s 1200r/min9。6m/s

平均有效压力（5 缸） 2。24MPa 2。07MPa

平均有效压力（6、7、8、9 缸） 2。24MPa 2。28MPa

最大燃烧压力 17MPa 17MPa

单缸功率（5 缸） 90kW/cyl。 100kW/cyl。

单缸功率（6、7、8、9 缸） 90kW/cyl。 100kW/cyl。

2。2 连杆设计要求

连杆部件在柴油机工作过程中，起到将活塞所受的燃烧气体压力拆地给曲 轴，将活塞的直线运动转化成曲轴的旋转运动的作用。工作时连杆小头随活塞做 往复运动，连杆大头随曲轴做旋转运动，连杆杆身的运动轨迹则是往复运动与摆 动的复合。连杆运动过程中承受着交变载荷、惯性力矩以及数值较小的弯矩。为 了减小惯性，确保工作可靠性，连杆的设计应需满足以下设计要求[1]：

（1）结构简单，尺寸紧凑，可靠耐用；论文网

（2）具有足够的疲劳强度和结构刚度，另外在保证足够的刚度和强度的前 提下，尽可能减小质量，以降低惯性力；

（3）尽量缩短长度，以降低内燃机整体尺寸和总重量；

（4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好；

（5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠；

（6）易于制造，成本低。 由于连杆既是运动件，也是传力件，因此，单单依靠加大连杆部件尺寸的方

法是不能用来提高连杆的承载能力的。为解决这一问题，我们需要从力学分析与 计算等多方面着手，采取多种措施来解决连杆尺寸、材料选用、选型设计、热处 理及表面强化、重量和强度、刚度之间的矛盾。