2.4曲轴飞轮组(课件）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（上海交通大学出版社）

第二章 曲柄连杆机构的结构与检修 目录 CONTENTS 机体与曲柄连杆机构的结构 01 发动机机体组 02 活塞连杆组 03 04 曲轴飞轮组 模块四 曲轴飞轮组 在发动机工作过程中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，曲轴承受弯曲与扭转载荷。为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好。曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮等组成。 曲轴 一 曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此形成绕其本身轴线的力矩。曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重和后端凸缘等，如图2-36所示。一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。 曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；Ｖ型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。曲轴与连杆配合，将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其他辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。 工作时，曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用，受力大且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。 主轴颈是曲轴的支承部分。如图2-37所示，每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴，全支承曲轴的主轴颈总比连杆轴颈数多一个；主轴颈少于连杆轴颈的曲轴，称为非全支承曲轴。全支承曲轴的优点是刚度较高，且主轴承的负荷较小。全支承曲轴的主轴颈数比气缸数多一个，即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。如六缸发动机全支承曲轴有七个主轴颈，四缸发动机全支承曲轴有五个主轴颈。这种支承形式，曲轴的强度和刚度都比较好，并且减轻了主轴承载荷，减小了磨损。柴油机和大部分汽油机采用这种形式。 非全支承曲轴的主轴颈数比气缸数少或与气缸数相等。虽然这种支承的主轴承载荷较大，但缩短了曲轴的总长度，使发动机的总体长度有所减小。有些汽油机承受载荷较小，可以采用这种曲轴形式。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数和气缸数相等，Ｖ型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形。为了平衡惯性力，曲柄处铸有（或紧固有）平衡重块。平衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 曲轴前端装有正时齿轮、驱动风扇和水泵的带轮及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐的相对位置（即曲拐的布置）取决于气缸数、气缸排列形式和发动机的发火顺序。安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续做功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。做功间隔应力求均匀，也就是说，发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火做功一次，而且各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，称为发火间隔角。四冲程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈，其转角为720°，在曲轴转角720°内发动机的每个气缸应该点火做功一次；且点火间隔角是均匀的，因此四冲程发动机的点火间隔角为720°／i（i为气缸数目），即曲轴每转720°／i，就应有一缸做功，以保证发动机运转平稳。 １.直列四缸四冲程发动机 这种曲轴曲拐对称布置于同一平面内，做功间隔角为720°／4＝180°，各缸的工作顺序有１—３—４—２和１—２—４—３两种，如图2-38所示。 ２．直列六缸四冲程发动机 如图2-39所示，这种曲轴是应用较广的一种，各缸的工作顺序为１—５—３—６—２—４，曲拐均匀布置在互成120°的三个平面内，做功间隔角为720°／6＝120°。 ３．Ｖ型八缸四冲程发动机 如图2-40所示，这种曲轴只有四个曲拐，结构形式有正交于两平面内的空间曲拐和平面曲拐，空间曲拐平衡性较好，应用较多。空间曲拐发动机气缸中线夹角均为90°，各缸做功间隔角为720°／8＝90°。Ｖ型发动机的工作顺序随气缸序号的排列方法而定。 ４．扭转减振器 曲轴各曲柄由于受到波动扭矩的作用，会产生扭转振动，严重的扭转振动会缩短曲轴的工作寿命。为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器，如图2-41所示。 飞轮 二 飞轮的主要功用是通过储存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短暂超负荷的能力，与此同时，又将发动机的动力传给离合器