任务2.3 曲轴飞轮组拆装与调整讲解

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1、任务任务2.3 2.3 曲轴飞轮组的拆装及调整曲轴飞轮组的拆装及调整 项目项目2 2 曲柄连杆组的拆装及调整曲柄连杆组的拆装及调整 2.3.1 曲轴飞轮组的结构与工作原理 1、曲轴飞轮组的组成 起动爪 正时齿轮 主轴瓦 皮带轮 扭转减振器 飞轮 曲轴 2、曲轴 1）功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变 为扭矩对外输出；驱动发动机的配气机构及其他 各种辅助装置。 2）工作条件： 受气体压力、惯性 力、惯性力矩,承受 交变载荷的冲击。 因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润 滑和耐磨性、较高的动平衡精度。 3）结构 前端轴 连杆轴颈主轴颈 后端轴 平衡重 曲拐 曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及相

2、临两个 主轴颈构成。 曲柄 曲轴的基本结构包括前端轴、主轴颈、连杆 轴颈、曲柄、平衡重、后端凸缘等。 （1）主轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分。 V型发动机全支承曲轴的主轴颈数是气缸数 的一半加一个。 类型 按曲轴主轴颈的数目，可以把曲轴分为全支 承曲轴（每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈）和非全支 承曲轴两种。 全支承曲轴的主轴颈数比连杆轴颈数多一个， 这种支承方式曲轴刚度好，但长度较长。直列发动 机全支承曲轴的主轴颈数比气缸数多一个。 （2）连杆轴颈(曲柄销 ) （3）曲柄 用于连接主轴颈 和连杆轴颈。 （4）平衡块 形成平衡离心力偶 减轻或消除弯曲变形 部分中空兼作油道 安装连杆大头 中空连杆轴

3、径 平衡重 曲柄 用来平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生 的离心力及其力矩，有时还平衡部分往复惯性力 ，使发动机运转平稳。 平衡重 四缸发动机整体惯性力及力矩是平衡的。但 曲轴局部却受弯矩M1-2、M3-4作用，造成曲轴弯 曲变形。 在曲柄的相反方向上设置平衡重，就能使其 产生的力矩与上述惯性力矩M1-2、M3-4相平衡。 （）前端轴和后端轴 前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）。 1. 2止推轴承 3.止推片 4.正时齿轮 5.甩油盘 6.油封 7.皮带轮 8.起动爪 曲轴的前端 7 两止推轴承白金合面相背 曲轴向前移 动，后止推轴承 与曲轴臂端面摩 擦；轴向后移动， 前止推轴承与正 时齿

4、轮端面摩擦。 4 1 8 6 3 2 5 后端轴：安装飞轮。 前后端轴都设有防漏装置： 挡油盘、回油螺纹、油封等。 曲轴后端 回油螺纹 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）曲轴的轴向间隙的检查与调整 间隙过小，会使机件因受热膨胀而卡死；轴向间隙过大 ，曲轴工作时将产生轴向窜动，加速气缸的磨损；活塞连杆 组不正常磨损；会影响配气相位和离合器的正常工作。 曲轴轴向间隙的检查可采用百分表或塞尺进行。 检查时，将曲轴 装入缸体轴承座，将 百分表触头顶在曲轴 平衡重上，用撬棒前 后撬动曲轴，观察表 针摆动数值，指针的 最大摆差即为曲轴轴 向间隙。

5、或者用撬棒将曲轴 撬向一端，再用塞尺检 查止推轴承和曲轴止推 面之间的间隙，即为曲 轴轴向间隙。 此间隙应符合规定，桑塔纳2000GSi轿车AJR发 动机曲轴的轴向间隙为0.070.21mm，轴向间隙过小 或过大时，应更换不同厚度的止推垫片进行调整。 在发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加 于飞轮的轴向力以及在上、下坡行驶或突然加 、减速出现的轴向力作用而有轴向窜动的趋势 。 曲轴的轴向窜动将破坏曲柄连杆机构各零 件的正确相对位置，因此曲轴必须有轴向定位 措施。而曲轴受热膨胀时，又应允许它能自由 伸长，故曲轴上只能有一处设置轴向定位装置 。 曲轴的轴向限位 通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安

6、 装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。 主轴颈 止推垫片 止推垫片 连杆轴颈 主轴承盖 曲轴的轴向定位是通过止推装置实现的。止推 装置有翻边轴瓦、止推片、止推环等多种形式，如 图。 （7）曲轴的径向限位 曲轴径向间隙过小 会使阻力增大，加重磨 损，使轴瓦划伤。曲轴 径向间隙太大，曲轴会 上下敲击，并使润滑油 压力降低，曲轴表面过 热并与轴瓦烧熔到一起 。曲轴的径向间隙可用 塑料间隙塞尺检查。 轴承的适当润滑和冷却是取决于曲轴径向 间隙的大小。 首先清洁曲轴主轴颈、连杆轴颈、轴瓦和轴 承盖，将塑料间隙塞尺（或软金属丝）放置在 曲轴轴颈上（不要将油孔盖住），盖上轴承盖 并按规定扭力拧紧螺栓。 注意：不

7、要转 动曲轴。然后取下 轴承盖和塑料间隙 塞尺，用被压扁的 塑料间隙塞尺和间 隙条宽度相对照。 对应的间隙值即为曲轴的径向间隙。 3、曲拐的布置 1）一般规律 （1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动 机运转平稳。 （2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，最好 是在发动机的前半部和后半部交替进行。 如：四缸机：1-3-4-2或1-2-4-3。 六缸机：1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5。 （3） V型发动机左右气缸尽量交替作功。 （4） 曲拐布置尽可能对称、均匀以使发 动机工作平衡性好。 2）常见曲轴曲拐的布置 对缸数为i的发动机而言，其发火顺序为： 四行程：720/i 二行程：360

8、/i 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置 点火顺序：各缸完成同名行程的次序。 曲轴转角 （度） 一 缸二 缸三 缸四 缸 0180 180360 360540 540720 功 功 功 功 排 进 压 排 进 压 排 进 压 排 进 压 1 3 4 2 四缸四行程发动机的曲拐布置 表2.2 四缸发动机工作循环表（工作顺序1-2-4-3） 表2.3 四缸发动机工作循环表（工作顺序1-3-4-2） 直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置 曲轴转角 （度） 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 0 180 180 360 360 540 54

9、0 720 一 缸二 缸三 缸 四 缸 五 缸 六 缸 排 进 压 进 压 排 进 压排 进 压 排 进 压 排 进 压 排 发火顺序：1-5-3-6-2-4 功 功 功 功 功 功 六缸四行程发动机的曲拐布置 这种曲轴有四个曲拐，其布置可以与直列四缸发动 机一样，四个曲拐布置在同一平面内，也可以布置 在两个相互错开90的平面内，如图所示。 V型八缸四冲程发动机曲拐布置 作功间隔角为 720/8=90，V型发 动机工作顺序随气 缸序号的排列方法 而定，图中为1-8- 4-3-6-5-7-2。工 作循环如表所示。 4、曲轴扭转减振器 作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转 动平稳，可靠工作。 种

10、类：橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。 橡胶式摩擦片式硅油式 橡胶式扭转减振器将减振器圆盘用螺栓与曲 轴带轮及轮毂紧固在一起，橡胶层与圆盘及惯性 盘硫化在一起。 当曲轴发生 扭转振动时，力 图保持等速转动 的惯性盘便使橡 胶层发生内摩擦 ，从而消除了扭 转振动的能量， 避免扭振。 橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构及原理 皮带盘 惯性盘 橡胶垫 减振器圆盘 皮带轮毂 曲轴前端 当曲轴发生扭转振动 时，力图保持等速转 动的惯性盘便与橡胶 层发生了内摩擦，从 而消耗了扭转振动的 能量，消减了扭振。 橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图 5、飞轮 1）功用 （1）将在作功行程中输入曲轴的功的一部分 贮存起来，用

11、以在其他行程中克服阻力，带动曲柄 连杆机构越过上、下止点； （2）保证曲轴的 旋转角速度和输出转矩 尽可能均匀； （3）使发动机有 可能克服短时间的超 载荷； （4）同时将发动机的动力传给离合器。 2）构造 飞轮边缘部分做 的厚些，可以增 大转动惯量。 齿圈在发动机起 动时与起动机齿 轮啮合，带动曲 轴旋转。 飞轮上的标记符号 在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上 止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动 机为1缸或6缸压缩上止点)。当飞轮上的记号与外壳上 的记号对正时，正好是压缩上止点。 标记 6、曲轴的检修 1）曲轴的损伤形式 曲轴的损伤形式主要有：磨损、变形、裂纹甚 至

12、断裂。 磨损主要发生在曲轴主轴颈和连杆轴颈的部位 ，且磨损是不均匀的，有一定规律性的。主轴颈和 连杆轴颈径向最大磨损部位相互对应，即各主轴颈 的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大 磨损部位在主轴颈一侧。 另外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损，与连杆 轴颈油道的油流相背的一侧磨损严重。各轴颈不同 方向的磨损，导致主轴颈同轴度破坏，容易造成曲 轴断裂。 变形的方式主要是弯曲和扭曲，是由于使 用和修理不当造成的。如发动机在爆震和超负 荷等条件下工作；个别气缸不工作或工作不均 衡；各道主轴承松紧度不一致等，都会造成曲 轴承载后的弯曲变形。扭曲变形主要是烧瓦和 个别活塞卡缸造成的。 裂纹多发生在曲柄

13、与轴颈之间的过渡圆角 处以及油孔处，多由应力集中引起。前者是横 向裂纹，危害极大，严重时造成曲轴断裂；后 者为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边轴向发展， 必要时也应更换曲轴。 2）曲轴磨损的检修 （1）轴颈磨损的检验 用外径千分尺测量轴颈的直径、圆度误差 和圆柱度误差。一般根据圆柱度误差确定轴颈 是否需要修磨，同时也可确定修理尺寸。 测量通常是按磨损规律进行，先在轴颈磨损 最大的部位测量，找出最小直径；然后在轴颈磨 损最小的部位测量，找到最大直径。 主轴颈和连杆轴颈磨损后，其圆度、圆柱度 误差超出标准要求时（如桑塔纳2000型发动机曲 轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差的磨损 极限为0.02 mm

14、），应进行曲轴的光磨修理。 （2）轴颈的修磨 在小修时，轴颈某些较轻的表面损伤，可 用油石、细锉刀或砂布加以修磨。 发动机大修时，对轴颈磨损已超过规定 的曲轴，可用修理尺寸法对曲轴主轴颈、连 杆轴颈进行光磨修理。其修理尺寸一般以每 缩小0.25mm为一级。 （3）曲轴弯曲变形的检修 弯曲变形的检验 检验弯曲变形应以两端主轴颈的公共轴线为 基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差。 检验时，将曲轴 两端主轴颈分别放置 在检验平板的V型块上 ，将百分表触头垂直 地抵在中间主轴颈上 ，慢慢转动曲轴一圈 。 百分表指针所指示的最大读数与最小读数 之差，即为中间主轴颈的径向圆跳动误差值。 弯曲变形的校正 曲

15、轴的径向圆跳动误差不得大于0.15mm，否 则应进行校正。 曲轴弯曲变形的校正，一般采用冷压校正或 敲击校正法。 当变形量不大 时，可采用敲击校 正法。即用锤子敲 击曲柄边缘的非工 作表面，使被敲击 表面产生塑性残余 变形，达到校正弯 曲的目的。 冷压校正是将曲轴用V型铁架住两端主轴颈 ，用油压机沿曲轴弯曲相反方向加压。由于钢 质曲轴的弹性作用，压弯量应为曲轴弯曲量的 1015倍，并保持24min，为减小弹性后效作 用，最好采用人工时效法消除。 当曲轴弯曲变形量较大时，校正必须分 步、反复多次进行，直到符合要求为止。校 正后的曲轴径向圆跳动误差不得大于0.05mm 。 （4）曲轴扭曲变形的检修

16、 扭曲变形的检验 将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V型 块上，保持曲轴水平，使两端同一曲柄平面内的 两个连杆轴颈位于水平位置，用百分表测量两轴 颈最高点至平板的高度差A，据此求得曲轴主 轴线的扭曲角。 式中：R曲柄半径，mm。 曲轴扭曲变形量一般很小，可直接在曲轴 磨床上结合对连杆轴颈磨削时予以修正。 （5）曲轴裂纹的检修 裂纹的检验方法有磁力探伤法和浸油敲击法。 磁力探伤的原理是：当磁力线通过被检验的 时，零件被磁化。如果零件表面有裂纹，在裂纹 部位的磁力线就会因裂纹不导磁而被中断，使磁 力线偏散而形成磁极。此时，在零件表面撒上磁 性铁粉，铁粉便被磁化而吸附在裂纹处，从而显 现出裂纹的部位和大小。 浸油敲击法是将曲轴置于煤油中浸一会，取 出后擦净表面煤油并撒上白粉，然后分段用小锤 轻轻敲击，如有明显的油迹出现，即该处有裂纹 。 曲轴出现裂纹，一般应更换曲轴。 2、曲轴轴承的选配 曲轴轴承在工作中会发生磨损、合金层疲劳 剥落和粘着咬死等；轴承的径向间隙的使用限度 超限后，因轴承对机油流动阻尼能力减弱，可使