曲軸表面輪廓曲線與厚底從動(dòng)件接觸點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)為x、y，點(diǎn)O到接觸點(diǎn)用向量R(r,θ)表示，其中r表示模數(shù)向量R的，θ表示向量R與X軸傾角之間的關(guān)系。 根據(jù)其幾何關(guān)系有：上式為曲軸曲面與厚底從動(dòng)件接觸點(diǎn)Y方向的加速度，即尖頭從動(dòng)件垂直運(yùn)動(dòng)的加速度（升降機(jī)）。 挺桿垂直運(yùn)動(dòng)的速度和加速度會(huì)對(duì)聯(lián)通副的腐蝕產(chǎn)生很大的影響。 以挺桿為研究對(duì)象，有： 式中，F(xiàn)為曲軸與從動(dòng)件之間的接觸壓力，為彈簧阻力，為挺桿與聯(lián)通副之間的摩擦力，為工作壓力連桿機(jī)構(gòu)的自鎖，m為質(zhì)量挺桿， 是挺桿的垂直加速度。 由圖可知：θ=MTFh=K[l0-(s0-rsinθ)] 上式為曲軸曲面與厚底從動(dòng)件接觸點(diǎn)之間Y方向的加速度，即尖頭從動(dòng)件（提升件）垂直上下運(yùn)動(dòng)加速。 挺桿垂直運(yùn)動(dòng)的速度和加速度會(huì)對(duì)聯(lián)通副的腐蝕產(chǎn)生很大的影響。 以挺桿為研究對(duì)象，有： 式中，F(xiàn)為曲軸與從動(dòng)件之間的接觸壓力，為彈簧阻力，為挺桿與聯(lián)通副之間的摩擦力，為工作壓力，m為質(zhì)量挺桿， 是挺桿的垂直加速度。 由圖可知：θ=MTFh=K[l0-(s0-rsinθ)]2fMT/H影響挺桿與聯(lián)通副之間的腐蝕，即接觸點(diǎn)距離中心線越遠(yuǎn)，MT越大值，而2f/H是固定值，因此腐蝕越大； F值的變化影響曲軸表面與厚底從動(dòng)件之間的腐蝕，使曲軸旋轉(zhuǎn)副在垂直方向受到附加壓力，形成附加徑向腐蝕； Fh、Ff、Fg的值越大，曲軸機(jī)構(gòu)的接觸力F越大，曲軸挺柱副的腐蝕越嚴(yán)重。
曲軸機(jī)構(gòu)的腐蝕模式和不同轉(zhuǎn)速下曲軸旋轉(zhuǎn)三個(gè)階段的接觸撓度是不同的。 低速時(shí)，由于氣門彈簧壓縮量最大，因此曲軸凸角上的載荷也最大； 高速時(shí)，在負(fù)加速區(qū)域，即曲軸凸角附近，由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力抵消了一部分氣門彈簧力，使曲軸凸角的載荷增大，因而在較高底盤處沖蝕腐蝕減少速度。 在最大正加速度區(qū)域，接觸撓度分布較小，不易形成碳化物腐蝕連桿機(jī)構(gòu)的自鎖，且常發(fā)生金屬間的直接接觸，因而會(huì)產(chǎn)生刀傷。 事實(shí)上，由于配氣機(jī)構(gòu)的零件不是剛性的，會(huì)形成振動(dòng)，從而改變曲軸凸角附近的接觸壓力，這種振動(dòng)力會(huì)導(dǎo)致曲軸挺桿副在高速時(shí)形成碳化物。 由于曲軸和挺桿都是硬脆材料，如果都是滲碳白口鑄鐵，則疲勞損傷會(huì)出現(xiàn)在拉伸撓度最大的區(qū)域，即表面。 這種疲勞損傷向內(nèi)擴(kuò)展，產(chǎn)生松散的瘀斑并形成孔（消融）。 通常，金屬裂紋的擴(kuò)展方向與曲軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，即與滑動(dòng)方向相反。 腐蝕分為三個(gè)階段：磨合期、穩(wěn)定腐蝕期、嚴(yán)重腐蝕期。 腐蝕量U（銹的尺寸、體積或重量）與時(shí)間的關(guān)系曲線如圖所示。 針對(duì)腐蝕的三個(gè)階段，分別對(duì)腐蝕量和腐蝕速率進(jìn)行了近似的物理描述。 穩(wěn)態(tài)腐蝕速率：γ為腐蝕速率的變化率，這里假設(shè)γ為小于零的隨機(jī)常數(shù)。
加大曲軸機(jī)構(gòu)腐蝕的相應(yīng)措施曲軸機(jī)構(gòu)的腐蝕主要包括曲軸挺桿副的腐蝕、凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)副的腐蝕、挺桿聯(lián)通副的腐蝕。 其中，曲軸振搗副的銹跡最為明顯。 以減少曲軸挺柱副的腐蝕。 可從以下幾個(gè)方面采取相應(yīng)措施： (1)在材料選擇方面，應(yīng)注意曲軸挺桿材料的選擇。 選擇材料時(shí)，應(yīng)考慮摩擦副表面強(qiáng)度的適當(dāng)匹配，曲軸的強(qiáng)度應(yīng)略高于挺桿的強(qiáng)度，太大或相同的強(qiáng)度會(huì)減少凍傷的傾向。 為了提高表面耐磨性，必須對(duì)表面進(jìn)行硬化處理。 有兩種方法：一是增加表面強(qiáng)度，二是提高潤(rùn)滑性或在表面形成停止膜。 (2)潤(rùn)滑油方面，通過(guò)潤(rùn)滑油對(duì)??挺桿凍傷的影響試驗(yàn)可知，凍傷與油基粘度無(wú)關(guān)，而與添加劑有密切關(guān)系。 特別是優(yōu)良的防腐添加劑如二硫化醋酸鋅可以去除凍傷，而沒(méi)有防腐性能的氧化劑會(huì)加劇凍傷。 (3)在運(yùn)動(dòng)參數(shù)方面，曲軸機(jī)構(gòu)的壓力角是反映曲軸與從動(dòng)件之間速度與力傳遞關(guān)系的重要參數(shù)。 當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，壓力??角是瞬時(shí)接觸點(diǎn)的公共法線方向與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向之間的傾角。 直從動(dòng)曲軸的最大壓力角不應(yīng)小于30°。 右圖為曲軸機(jī)構(gòu)的位移分析圖。 總位置是從上到下，X方向的位置作為曲軸左上端的檢測(cè)點(diǎn)。 可以看出，曲軸機(jī)構(gòu)的總位移基本遵循正弦規(guī)律，位移圖比較穩(wěn)定。 ，但在時(shí)間 0 處出現(xiàn)一個(gè)尖點(diǎn)。右圖是速度剖面。 可見(jiàn)，盡管曲軸機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在余弦運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但速度不均勻且非余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律導(dǎo)致曲軸與從動(dòng)件接觸，摩擦力較大，容易生銹。
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