本文结合国五、国六中重型车用直列六缸柴油机曲轴的开发情况,分析了在量产高爆压中重型柴油机曲轴上采用低平衡率方案实现曲轴轻量化的技术途径。为了应对柴油机缸内爆压的提升,曲轴设计中增加主轴颈和连杆颈的直径以增强曲轴的刚度和强度。本课题采用从曲轴平衡块对柴油机轴系性能的主要影响途径来考虑曲轴平衡块的设计方案:平衡块方案直接影响曲轴内弯矩的平衡率,内弯矩的平衡影响曲轴内弯矩引起的曲轴内弯矩变形,进一步影响曲轴的性能;因此本课题在分析现有量产中重型柴油机的曲轴内弯矩变形水平的基础上,重新设计了原曲轴的平衡块布置方案。因为高爆压柴油机曲轴刚度的提高,在控制内弯矩变形的前提下,曲轴的内弯矩平衡率可以明显减小并可以通过采用四平衡布置方案来实现;在控制曲轴内弯矩变形的前提下,实现曲轴的轻量化设计,提高平衡块质量的利用效率。根据上述考虑,本课题结合某中重柴油机国六轻量化开发项目,设计了三种低平衡率曲轴的方案。基于轴系柔性多体动力学模型及EHD轴承模型分析了低平衡曲轴方案对轴系平衡、轴承润滑、轴系扭转振动、曲轴和轴承座可靠性等性能的影响,并提出相应的改善措施。课题前期在现生产曲轴的基础上设计试制了临时验证方案并在发动机台架上进行可靠性试验;在计算分析及临时验证方案试验结果的基础上正式试制了四平衡块轻量化曲轴方案并在台架上进行可靠性验证试验,通过曲柄结构的优化以及采用四平衡块曲轴方案,曲轴质量降低了9.5kg,与国五曲国相比重量降低了12%。通过目前的工作,基本验证了在高爆压中重型车用六缸柴油机上采用低平衡率轻量化曲轴的可行性。