在当前国内机械发动机市场当中，发动机种类使用较多的是内燃机，其主要有直列发动机、V型发动机、W型发动机、水平对置发动机、转子发动机以及VR发动机这几种类型。

在广泛使用的各种动力装置中，柴油发动机是目前热销路、能量利用率以及节能方面都是最好的机型。从发动机的使用开始，随着科技的进步以及一百多年来世界各国的大量研究。现阶段高效率的柴油机的升功率已经可以到达30KWh到50KWh了，它的扭矩储备系数的提高也已经达到了0。35以上了。曾经柴油机只被局限的使用在一些常见的领域，而现如今柴油机已经被广泛的使用在了各行各业当中，从船舶动力到发电装置，从农田植被的灌溉到车辆动力，在车用动力方面使用尤其广泛。在国外，无论是重型汽车还是商用车以至于轿车，其中有很大一部分都使用的是柴油发动机，其中重型汽车更是使用率高达百分之一百。据相关数据表明，在未来的十年到二十年的发展中，柴油发动机将逐步成为整个汽车行业的主流。84610

而在发动机飞速发展的同时，人们得到了越来越优质的工业产品以及汽车工具，但是相应的二氧化碳排放量却也随之飞速的增加着。无论是数据的显示还是现实生活中的温室效应，海平面升高都无一不告诉着我们碳排放量的过高已经开始慢慢侵蚀着我们生存环境。因此改良发动机的碳排放量，减少环境污染已经是迫在眉睫。另外从效率来讲，改良提高利用效率就能同比减少碳的使用以及排放量。这些方面的改良都对发动机的曲轴部件有了更高承压的需求，因此曲轴的设计革新也需要相应的创新。

曲轴作为内燃机中的重要部件，自然也是内燃机零部件中相比加工难度高一些的零件，目前国外一般用球墨铸铁和钢两类材料作为曲轴的加工材料。由于球墨铸铁曲轴成本相比调质钢曲轴成本要低三分之二左右，并且球墨铸铁切削性能也相对还可以，其刚度和强度也能满足需要，而且球墨铸铁在铸形方面性能很好。

1国内发展现状

对于国内而言，发动机曲轴强度的计算研究方面还是起步比较晚。在最早时期，主要是通过试验的方法对曲轴的应力进行具体的测量以及相应数据的相关计算，在一定条件下，由于试验不一致的条件以及试验件数量比较少的原因，所以在研究结果方面总是会存在较大程度的差异，强度计算的相关方法也无法较为系统化。所以在曲轴强度的计算与研究方面，基本上还是依据国外的一些相关资料。论文网

在长春的一家汽车研究所内，研究人员黄佐贤[6]得出的了一系列的关于曲轴强度分析的结论，他相关的研究主要是通过对国外的相关材料进行较大量的翻译与分析，这对国内在曲轴强度分析计算方面有了很大程度的帮助。国内对于曲轴强度的计算研究在上世纪80年代初才有了显著的进展，很多相关的高校和企业都借鉴了国外的先进研究技术对曲轴强度计算进行有限元方面的分析与研究。有限元模型在当时的计算机条件下比较单一，大多是平面模型，只有较少的人进行了简单的1/4或1/2单拐的三维建模，所以，得到的结果与实际测量的应力存在着较小的误差，不是很精确。但在之后的研究中，应力的计算精度还是通过结合了曲轴三维有限元模型的建立以及其计算的应力集中系数得到了很大程度上的提高[7]。但是国内对曲轴强度计算的有限元的分析研究发展还是比较缓慢的，主要是因为当时受到国外对于国内获取的有限元分析软件的限制。国内对曲轴强度的有限元分析与研究，随着快速发展的计算机技术以及国外对于限制出口有限元分析软件的解除在上世纪90年代得到了飞速的发展。孙连科等人[8]主要研究了曲轴的振动特性以及曲轴曲柄销圆角处的疲劳强度，其方法主要是通过使用ANSYS有限元分析软件对曲轴进行了相关的模态分析以及静态应力分析；蓝军等人[9]初步对影响曲轴强度的因素进行了研究，其中主要是对油孔进行三维有限元模型的建立以及分析，分析了油孔的形状造成的应力集中问题[10]。曲轴轴系的强烈振动随着柴油机强化程度的快速提高，已经成为了柴油机发生故障的主要原因之一。