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1、1、起动爪,第四节 曲轴飞轮组,2、起动爪锁紧垫圈,3、扭转减震器,4、带轮,5、挡油片,6、定时齿轮,7、半圆键,8、曲轴,9、主轴承上下轴瓦,10、中间轴瓦,11、止推片,12、螺柱,13、润滑脂嘴,14、螺母,15、齿环,16、圆柱销,17、一、六气缸活塞处在上止点时的记号（钢球）,图2-44 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,1、作用：,将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴转矩输出
2、给汽车传动系； 驱动配气机构和其他辅助装置。.,2、工作条件：,3、要求：,（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）。.,4、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。.,一、曲轴,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。.
3、,（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；.,（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。,5、曲轴的基本组成：,6、曲轴的结构特点：,3）曲轴后端 6（功率输出端）。.,7、曲轴的基本分类：,3）V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。.,图2-45 整体式曲轴,可分为整体式曲轴和组合式曲轴。.,图2-46 组合式曲轴 （6135柴油机）,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）若干个由曲柄销2、.,左、右曲柄5.（
4、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,1、3-滚动轴承,2-连接螺栓,4-曲柄,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。.,第一道主轴颈之前的部分（图2-47）。装有驱动其他装置的机件（正时齿轮4、.,图2-47 曲轴前端结构,止推垫片,（驱动风扇和水泵）带轮,起动爪,油封,甩油盘,正时齿轮,滑动推力轴承,（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。.,（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。,(a)全支承曲轴:,在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈。.,优点是曲轴刚性好，不易弯曲，缺点是缸心距加大，机体加长，制造成本增加。柴油机多用全支承曲轴。.,(b)非全支承曲轴:,多用于中小功率的汽油机。.,(4)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、.,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。 ,图2-49 回油螺纹的封油原理,8-主轴承盖,(5)曲轴后端：,最后一道主轴颈之后
6、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。,图2-48 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.,轴向（推力）轴承用于限制曲轴的轴向窜动
7、（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推力轴承合而为一，制成翻边滑动轴承。,图2-50 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,(6)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）。.,
8、平面曲拐，相邻曲拐两两相对（图2-51），发火顺序是1或12431，发火间隔角等于720/ 4=180。,图2-51 直列四缸发动机曲拐布置,(7)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）。.,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。.,直列四缸发动机：,空间曲拐，各平面曲拐成120夹角，发火间隔角是720/ 6=120 （图2-52），发火顺序
9、是15 3 6 2 4 1或1 4 2 6 3 5 1。,图2-52 直列六缸发动机的曲拐布置,直列六缸发动机：,表2-3 直列六缸机工作循环表 （发火顺序：1-5-3-6-2-4-1）,空间曲拐，各平面曲拐成90夹角，发火间隔角是720/ 8=90 （图2-53），发火顺序是184365721。,图2-53 V型八缸发动机的曲拐布置,V型八缸发动机：,但曲轴的局部（即内部）却受到较大的弯曲力矩，过大会使主轴承过载，振动加剧。因此，四缸机一般在曲柄的反方向上设置平衡重，通常采用四块平衡重，以免曲轴转动惯量过大，容易发生共振，降低发动机最高工作转速。六缸机通常采用八块平衡重，方案较多。,（ a
10、）受力分析,（b）平衡重布置,图2-54 直列四缸机平衡重作用示意图,(8)曲轴平衡重布置：,平衡重一般用于平衡发动机不平衡的离心力及离心力矩，有时也被用于部分平衡往复惯性力。.,对于汽车发动机常用的直列四缸机、六缸机，从整体上看，旋转惯性力系和一阶往复惯性力系已得到完全平衡（由于曲拐均匀布置且相对于曲轴中央主轴颈成镜面对称，惯性力合力及其合力矩均为零）（六缸机二阶往复惯性力系也已得到完全平衡，但四缸机的二阶往复惯性力系惯性力合力不为零），.,二、曲轴扭转减振器,曲轴转动惯量愈大，自振频率愈低，愈易发生共振，曲轴扭转振幅极大，破坏配气相位的准确性，产生冲击噪声，甚至导致曲轴因扭转变形过大而断裂
11、。.,曲轴是一种扭转弹性系统，连杆作用于曲柄销上的力呈周期性变化，使曲轴转速忽快忽慢，造成曲轴的扭转振动。.,因此，对曲轴刚度较小、转动惯量较大、缸数多及转速高的发动机，一般在曲轴前端装有曲轴扭转减振器，此处扭转振幅最大。,惯性盘5与圆盘3有了相对角振动，橡胶垫4的扭转变形消耗了扭转振动能量，振幅减小。,图2-55 8V100型发动机橡胶式扭转减振器,6-带盘,1、摩擦式扭转减振器（汽车发动机）：,其工作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。可分为：,（a）橡胶式扭转减振器（图2-55）,转动惯量较大的惯性盘5与薄钢片制成的减振器圆盘3都同橡胶垫4硫化粘结，,减
12、振器圆盘3毂部用螺栓固装于曲轴前端的风扇带轮6上，后者与曲轴前端螺栓固紧，因此，圆盘3与带轮、曲轴同步转动，,1-曲轴前端,2-带轮毂,3-减振器圆盘,4-橡胶垫,5-惯性盘,橡胶减振器的主要优点是结构简单、质量小、工作可靠，但橡胶对曲轴扭转振动的衰减作用不够强，而且，橡胶易因摩擦生热而容易老化。.,两个惯性盘1松套在风扇带轮6的轮毂上（之间有衬套），轴向上在带轮与平衡重4之间，可轴向移动，但不能相对转动。,2,图2-56干摩擦式扭转减振器1-惯性盘 2-弹簧 3-曲轴4-平衡重 5-摩擦片 6-带轮,（b）干摩擦式扭转减振器（图2-56）:,这样，当曲轴带动带轮、平衡重发生扭转振动时，由于惯
13、性盘、带轮、平衡重与摩擦片之间的摩擦消耗了曲轴扭转振动的能量，振幅减小。,在带轮6与一惯性盘之间以及平衡重4与另一惯性盘之间各有一摩擦片5。装在两个惯性盘之间的弹簧2使惯性盘压紧摩擦片。,（c）硅油-橡胶式扭转减振器（图2-57）:该减振器结构紧凑（质量和容积均较小）、减振性能良好。减振体2浮动地装在密封外客1中，两者之间间隙很小（0.50.7mm），其中充满高粘度的有机硅油。当曲轴发生扭转振动时，带着外壳1一起振动，而转动惯量较大的减振体2基本上是匀速转动，于是两者之间发生相对滑动，使硅油受剪切，摩擦生热而消耗振动的能量，从而减小了扭转振幅。显然，摩擦使硅温度升高，粘度下降，对曲轴的扭振衰减
14、作用减弱。,图2-57 150系列车用柴油机粘液摩擦式扭转减振器 1-密封外壳 2-减振体 3-衬套 4-侧盖 5-注油螺塞孔,三、飞轮,1、作用：（1）储存动能，克服阻力使发动机的工作循环周而复始，使曲轴转速均匀，并使发动机具有短时间超载的能力；（2）驱动其它辅助装置；（3）传递扭矩给汽车传动系，是离合器的驱动件；（4）飞轮上正时刻度记号作为配气机构、供油系统（柴油机）、点火系统（汽油机）正时调整角度用。,2、要求：质量尽可能小的前提下具有足够 的转动惯量，因而轮缘通常做得宽而厚。 3、材料、工艺、结构特点：（1）一般用灰铸铁，当轮缘速度超过50 米/秒时要采用球铁或铸钢。（2）飞轮外缘上的齿圈是热压配的，齿圈磨损失效后可以更换，但拆装齿圈时应注意加热后进行。（3）多缸发动机的飞轮应与曲轴一起进行动平衡校准。为了拆装时不破坏它们的平衡状态，飞轮与曲轴之间的连接螺栓应不对称布置。,图2-58 发动机发火定时记号 1-离合器外壳的记号 2-观察孔盖板 3-飞轮上的记号,
