专利名称：一种发动机螺栓连接的设计方法
技术领域：
本发明属于汽车发动机设计技术领域，特别涉及到一种发动机螺栓连接的设计方法。
背景技术：
螺栓是发动机各部件间连接不可或缺的部件，对其进行初期的选型和连接校核是 一件很重要的工作，这可以指导发动机连接螺栓及发动机部件螺栓连接处的结构设计，并 对连接强度进行校核，这种不通过试验或者通过较少试验来进行产品设计的方法，不仅缩 小了产品开发周期，也减少了开发成本。在螺栓的选型设计工作中，由于螺栓预紧力计算和发动机工况复杂，目前大多数 都是根据经验初定螺栓类型，然后通过大量的试验验证，不断对螺栓进行类型、拧紧方法调 整和结构微调以及连接部件结构修改，直到满足工作要求，不仅费时、费力，而且因连接问 题而造成的部件损坏事件在试验中也屡见不鲜。
发明内容
本发明的目的是提出一种发动机螺栓连接的设计方法，以缩短发动机螺栓的开发 周期，减少开发成本。本发明的发动机螺栓连接的设计方法包括如下步骤A 根据发动机的性能参数及发动机部件的结构参数，计算出在发动机极限工况下 的发动机各主要部件连接所需的连接预紧力；B 根据连接预紧力的大小来选取合适的螺栓类型和等级；C 校核螺栓连接强度，并根据校核的结果来决定是否重新选择螺栓或修改发动机 部件的连接结构；D 制定合理的螺栓预紧方法。所述A步骤中计算缸盖、主轴承座、连杆、扭转减震器和飞轮在发动机极限工况 下所需的连接预紧力。所述A步骤中将计算出来的连接预紧力乘以一定的安全系数以作为B步骤中选 取螺栓的依据。所述C步骤中螺栓连接强度合格的标准为所选取的螺栓的预紧力大于连接预紧 力且螺栓头与发动机部件接触面间的接触应力小于连接部件的材料强度。所述C步骤中当所选取的螺栓的预紧力小于或等于连接预紧力时，重新选择更 高规格的螺栓；当螺栓头与发动机部件接触面间的接触应力大于或等于连接部件的材料强 度时，微调螺栓结构或者修改发动机部件的连接结构。所述D步骤中首先计算螺栓的拧紧力矩，然后再根据螺栓塑性伸长量来计算拧 紧转角，确保螺栓拧紧后产生的预紧力能满足要求。本发明的发动机螺栓连接的设计方法根据发动机的性能参数及发动机部件的结
3构参数，以发动机的极限工况为边界，计算出重要部件连接所需的连接预紧力，根据该连接 预紧力来选取螺栓，并对最终结果进行校核，以确保螺栓及发动机各部件的连接结构能够 满足发动机极限工况的要求。通过本发明的方法，在样件的试验以前，就可以通过计算为发 动机重要部件连接选取合适的螺栓类型及确定合理的拧紧方法，避免了试验中因螺栓连接 原因而产生的各种问题，提高了开发效率，节省了开发成本。
图1是本发明的发动机螺栓连接的设计方法的流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。实施例1 如图1所示，本实施例的发动机螺栓连接的设计方法包括如下步骤A 根据发动机的性能参数及发动机部件的结构参数，计算出在发动机极限工况下 的发动机各部件连接所需的连接预紧力，其中要计算缸盖、主轴承座、连杆、扭转减震器和 飞轮等重要部件在发动机极限工况下所需的连接预紧力；B:将A步骤中所计算出的连接预紧力乘以一定的安全系数，然后根据乘积的大小 来选取合适的螺栓类型和等级；C 依据以下标准来为校核螺栓连接强度所选取的螺栓的预紧力大于连接预紧 力且螺栓头与发动机部件接触面间的接触应力小于连接部件的材料强度当所选取的螺栓 的预紧力小于或等于连接预紧力时，重新选择更高规格的螺栓；当螺栓头与发动机部件接 触面间的接触应力大于或等于连接部件的材料强度时，微调螺栓结构或者修改发动机部件 的连接结构；D 首先计算螺栓的拧紧力矩，然后再根据螺栓塑性伸长量来计算拧紧转角，确保 螺栓拧紧后产生的预紧力能满足要求。
权利要求
一种发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于包括如下步骤A根据发动机的性能参数及发动机部件的结构参数，计算出在发动机极限工况下的发动机各主要部件连接所需的连接预紧力；B根据连接预紧力的大小来选取合适的螺栓类型和等级；C校核螺栓连接强度，并根据校核的结果来决定是否重新选择螺栓或修改发动机部件的连接结构；D制定合理的螺栓预紧方法。
2.根据权利要求1所述的发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于所述A步骤中要计 算缸盖、主轴承座、连杆、扭转减震器和飞轮在发动机极限工况下所需的连接预紧力。
3.根据权利要求1或2所述的发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于所述A步骤中 将计算出来的连接预紧力乘以一定的安全系数以作为B步骤中选取螺栓的依据。
4.根据权利要求1所述的发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于所述C步骤中螺栓 连接强度合格的标准为所选取的螺栓的预紧力大于连接预紧力且螺栓头与发动机部件接 触面间的接触应力小于连接部件的材料强度。
5.根据权利要求4所述的发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于所述C步骤中当 所选取的螺栓的预紧力小于或等于连接预紧力时，重新选择更高规格的螺栓；当螺栓头与 发动机部件接触面间的接触应力大于或等于连接部件的材料强度时，微调螺栓结构或者修 改发动机部件的连接结构。
6.根据权利要求1所述的发动机螺栓连接的设计方法，其特征在于所述D步骤中首 先计算螺栓的拧紧力矩，然后再根据螺栓塑性伸长量来计算拧紧转角，确保螺栓拧紧后产 生的预紧力能满足要求。
全文摘要
本发明的目的是提出一种发动机螺栓连接的设计方法，以缩短发动机螺栓连接结构的开发周期，减少开发成本。本发明的发动机螺栓连接的设计方法根据发动机的性能参数及发动机部件的结构参数，以发动机的极限工况为边界，计算出重要部件连接所需的连接预紧力，根据该连接预紧力来选取螺栓，并对最终结果进行校核，最后确定合理的拧紧方法，以确保螺栓及发动机各部件的连接结构能够满足发动机极限工况的要求。通过本发明的方法，在样件的试验以前，就可以通过计算为发动机重要部件连接选取合适的螺栓类型及确定合理的拧紧方法，避免了试验中因螺栓连接原因而产生的各种问题，提高了开发效率，节省了开发成本。
文档编号F16B1/00GK101968068SQ20101029554
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者周君, 陈馨 申请人:奇瑞汽车股份有限公司