曲轴构造解析【专业教育】.ppt
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1、第四节 曲轴飞轮组,组成:曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮或链轮等,1,特备参考,EQ6100Q-1型发动机曲轴飞轮分解图,起动爪,起动爪锁紧垫圈,扭转减震器,带轮,挡油片,定时齿轮,半圆键,主轴承上下轴瓦,中间轴瓦,止推片,螺柱,润滑脂嘴,螺母,齿环,圆柱销,一、六气缸活塞处在上止点时的记号(钢球),2,特备参考,桑塔纳2000时代超人轿车 AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图,曲轴带轮,曲轴正时齿形带轮,曲轴链轮 (驱动油泵),止推片,主轴承下轴瓦,转速传感器脉冲轮,飞轮,飞轮齿圈,曲轴正时齿形带轮,凸轮轴正时齿形带轮,正时齿形带,水泵齿形带轮,张紧轮,3,特备参考,4,特备参考,一、
2、曲轴,5,特备参考,(一)功用 1.将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴转矩输出给汽车传动系; 2.驱动配气机构及其它附属装置。,6,特备参考,(二)曲轴的工作条件和要求,1、工作条件:,承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由此产生的扭矩、弯矩的共同作用。.,2、要求:,(1)足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性;.,(2)各工作表面润滑良好、耐磨;.,(3)旋转惯性力系达到良好的平衡(离心力合力及其合力矩为零时称为完全平衡,亦称动平衡)。.,7,特备参考,(三)材料及工艺:,(1)多采用优质中碳钢或中碳合金钢如铬镍钢(18CrNi5)、铬铝钢(34CrAl16)模锻而成,其主轴颈和曲柄
3、销工作表面均需高频淬火或氮化,再经过精磨;其轴颈圆角过渡处不经淬火,采用滚压强化工艺,以提高疲劳强度。优点是机械疲劳强度高,轴颈直径可以较细,发动机结构紧凑,但表面加工质量要求高,否则,容易引起应力集中。.,(2)过去,国产的许多发动机采用高强度的稀土球墨铸铁铸造曲轴,优点是制造成本低,铸铁比钢的耐磨性、抗扭振性好,但发动机体积庞大。,8,特备参考,(四)曲轴的基本组成:,(五)曲轴的结构特点:,3)曲轴后端 6(功率输出端)。.,3)V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。.,整体式曲轴,1)曲轴前端3(自由端);,3-前端轴,左、右主轴颈1.组成的曲拐;.,2-连杆轴颈(曲柄销),2)若干
4、个由曲柄销2、.,左、右曲柄5.(包括平衡块4)、.,1-主轴颈,4-平衡块,5-曲柄,6-后端凸缘,1)曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排 列形式;.,2)直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数;,5-定位螺栓,4-曲柄,9,特备参考,(六)曲轴的基本分类:,组合式曲轴(6135柴油机),可分为整体式曲轴和组合式曲轴。.,1、3-滚动轴承,2-连接螺栓,10,特备参考,前端轴,连杆轴颈,曲轴轴颈,后端轴,平衡重,曲拐,曲拐:由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。,曲柄,11,特备参考,12,特备参考,(1)整体式曲轴刚性好,现代汽车发动机多采用模锻而成的中碳钢或中碳合金钢整体式曲轴,以追求汽车发
5、动机结构紧凑。.,13,特备参考,(2)组合式曲轴用于稀土球墨铸铁铸造的曲轴,特点是制造成本低,便于系列化。.,为减轻质量和离心力(为保证刚度要求,轴颈直径较粗),有时将曲柄销和主轴颈做成空心的,可兼做润滑油道。.,14,特备参考,(七)曲轴的支承,1、在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴,称为全支承曲轴; 优点:曲轴刚性好,不易弯曲; 缺点:缸心距加大,机体加长,制造成本增加。柴油机多用全支承曲轴。 2、主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。 优缺点与全支承曲轴恰好相反。多用于中小功率的汽油机。,15,特备参考,3、曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道,以便润滑主轴颈和连杆轴颈
6、。,16,特备参考,4、曲柄和平衡重,曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。,17,特备参考,平衡重,平衡重的作用是平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心惯性力和离心力矩,以及平衡活塞连杆组的往复惯性力极其力矩,以使发动机运转平稳。还可以减小曲轴轴承的负荷。 平衡重有的与曲轴制成一体,有的单独制成零件,再用螺栓固定于曲柄上,形成装配式平衡重,有些刚度较大的全支承曲轴没有平衡重。,18,特备参考,第一道主轴颈之前的部分。装有驱动其他装置的机件(正时齿轮4、,5、曲轴前端,扭转减振器等。,带轮7 ),及起动爪8、,止推垫片3,甩油盘5、,油封6、,(
7、驱动风扇和水泵)带轮,滑动推力轴承,正时齿轮,起动爪,油封,甩油盘,止推垫片,用来安装止推垫圈、曲轴正时齿轮、起动抓、挡油圈、皮带轮、 扭转减震器,19,特备参考,回油螺纹的螺旋方向应为右旋,当曲轴旋转时,机油也被带动旋转,因为机油有粘性,所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力Fr。 ,回油螺纹的封油原理,8-主轴承盖,6、曲轴后端:,最后一道主轴颈之后的部分。一般在其后端为安装飞轮的法兰盘。.,曲轴前、后端的封油原理:,常用的防漏装置有甩油盘、填料油封、自紧油封和回油螺纹等。一般发动机都采用复合式防漏装置,由甩油盘与其它一至二种防漏装置组成。.,曲轴前端甩油盘的外斜面应朝外,当被齿轮挤出和甩出的润滑
8、油落到甩油盘上时,沿壁面流回油底壳中。,Fr可分解为平行于螺纹的分力Fr1和垂直于螺纹的分力Fr2。机油在Fr1的作用下,顺着螺纹槽道流回机油盘。,曲轴后端的结构(6100),1-轴承座(曲轴箱体).,2-甩油盘.,3-回油螺纹.,4-飞轮.,5-飞轮螺栓、螺母,6-曲轴凸缘盘.,7-填料油封.,20,特备参考,轴向(推力)轴承用于限制曲轴的轴向窜动(发动机工作时,曲轴常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势),保证曲柄连杆机构各零件正确的相对位置。但曲轴受热膨胀时,又应允许其自由伸长,故曲轴上的轴向定位装置必须有,但只能设于一处,通常设在中间主轴承处。现代汽车发动机常将径向轴承和
9、推力轴承合而为一,制成翻边滑动轴承。,多层推力轴承 1-凸肩 2-油槽 3-钢质薄壁 4-基层 5-镍涂层 6-磨耗层 7-油孔 8-卷边,7、曲轴主轴承,曲轴轴承按其承载方向可分为径向轴承和轴向(推力)轴承。.,径向轴承用于支承曲轴,一般用滑动轴承,即上、下两半轴瓦,少数大功率柴油机用滚动轴承(与球墨铸铁铸成的组合式曲轴对应)。.,21,特备参考,径向轴承 轴向轴承,径向轴承,轴向轴承,22,特备参考,8、曲轴的轴向定位,(1)结构: 在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。,23,特备参考,1.单面合金止推垫圈 第一道主轴颈两侧,两片白金面分别朝外,24,特备参考,2.
10、组合翻边止推垫圈 EQ6100Q1 第四道主轴颈 依维柯,25,特备参考,止推片一般有: 翻边轴瓦、 半圆环止推片 止推轴承环三种。,26,特备参考,(2)安装注意:止推片有减磨层的一面朝向转动件。当曲轴向前窜动时,后止推片承受轴向推力;向后窜动时,前止推片承受轴向推力。,27,特备参考,(3)曲轴的轴向间隙的调整:更换止推片的厚度。,28,特备参考,29,特备参考,9、多缸发动机曲拐布置和发火顺序:曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于气缸数、气缸排列形式和各缸的作功行程交替顺序(发火顺序)。,1)发火顺序的要求:,(a)发动机每完成一个循环,各缸都应发火一次,且各缸作功间隔应均匀,即发火间隔角
11、应等于720/ I;,(b)应使连续作功的两缸相距尽可能远 ,避免相邻两缸发生进气重叠现象,同时降低主轴承负荷。,(c)V型发动机左右两气缸尽量交替作功。,(d)曲拐布置尽可能对称、均匀,以使发动机工作平衡性好。,30,特备参考,2)常用曲拐布置,1、 直列四冲程四缸发动机 曲拐对称布置于同一平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=1800。 发动机工作顺序有 1342 1243,31,特备参考,四行程四缸机工作循环,六缸机:工作间隔7200/4=1800 工作顺序:1243(或1342) 1缸作功00 2缸压缩00(进气1800) 4缸进气00(排气1800) 3缸排气00(作功18
12、00),1,4,2,3,1,2,2,32,特备参考,33,特备参考,2、直列四冲程六缸发动机,曲拐对称布置于三个平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/6=1200。,34,特备参考,四行程六缸机工作循环,六缸机:工作间隔7200/6=1200 工作顺序:153624 1缸作功00 5缸压缩600 3缸进气1200 6缸进气00(排气1800) 2缸排气600 4缸作功1200,1,5,3,6,2,4,35,特备参考,发动机工作顺序有153624和142635两种。,36,特备参考,37,特备参考,空间曲拐,各平面曲拐成90夹角,发火间隔角是720/ 8=90 。发火顺序是18436572
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