汽车发动机构造与维修第二章 曲柄连杆机构构造与原理第四节 曲轴飞轮组的构造与工作原理学习内容： n 曲轴的功用、组成、结构 n 发动机点火次序与工作循环表 n 飞轮与上止点记号教学重点: 1、掌握曲轴飞轮组的结构 2、掌握四缸发动机做功循环表 3、熟悉多缸发动机的点火次序 4、了解上止点的位置的重要性一.曲轴 (一).功用1.功用：承受连杆传来的力，并实现旋转 曲轴飞轮组 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、皮带轮、正时齿轮（或链轮）、起动爪、滑动轴承等 组成，部分还装有曲轴扭转减振器曲轴飞轮组连杆轴颈主轴颈飞轮平衡重曲拐前端轴后端凸缘起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮飞轮飞轮螺栓曲轴挡油片2.工作条件：旋转质转质 量的离心力、周期性变变化的气体压压力 、往复惯惯性力 3.材料：优质优质 中碳钢钢、中碳合金钢钢、球墨铸铁铸铁 (二). 结构与平衡： 1.组成:装正时齿轮的一端称为自由端（前端），另一端 用来装飞轮，称为输出端（后端）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2.主轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中 主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。
全支承曲轴:在相邻的两个曲拐间都有主轴颈的曲轴 非全支承曲轴:相邻曲拐间不都有主轴颈(主轴颈数少于全支撑的曲轴 )全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度，并且可减轻主轴承的载荷其缺点是曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长 优优点缺点应应用全支承曲轴轴提高曲轴轴的刚刚度 和弯曲强度，减 轻轻主轴轴承的载载荷曲轴轴的加工表 面增多，主轴轴 承数增多，使 机体加长长柴油机一般多 采用此种支撑 方式非全支承曲 轴轴缩缩短了曲轴轴的长长 度，使发动发动 机总总 体长长度有所减小主轴轴承载载荷较较 大承受载载荷较较 小的汽油机可 以采用此种方 式3.连杆轴颈•连杆轴颈设计成空心的，减轻质量和离心力4、曲轴主轴承俗称“大瓦”，装在轴承座孔内，用来保护曲轴 主轴颈和轴承座孔①结结构：钢背和减摩层组成的分开式薄壁轴承 ②要求：其在工作时承受着较大的交变载荷、高速摩擦 、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件,要求足够的疲劳强度 、足够的结构强度和良好的耐磨性 ③材料：白合金、铜铅合金和铝基合金 ④锁锁止：在轴承的剖分面上，分别冲压出高于钢背的 两个定位凸唇，装配时，这两个定位凸唇分别嵌入在连杆大 头和连杆盖的相应的凹槽中。
• 安装曲轴轴承时，要注意将带 有油孔和油槽的轴承装在上端（ 轴承座内），不带油孔和油槽的 轴承装在下端（轴承盖内），以 保持轴承润滑良好，延长其使用 寿命轴承的安装如图所示5. 单元曲拐连接方式 1）整体式曲轴：各单元曲拐锻制或铸造成一个整体的曲轴工作可靠，质量轻，结构简单 2 2）组合式曲轴：）组合式曲轴：由单元曲拐组合装配而成的曲轴单由单元曲拐组合装配而成的曲轴单 元曲拐便于制造，使用中损坏可以更换，不必将整根元曲拐便于制造，使用中损坏可以更换，不必将整根 曲轴报废，但拆装不便曲轴报废，但拆装不便6.曲轴轴平衡重作用：使曲轴轴运转时转时 平衡，稳稳定 形式：在曲柄的平衡重上钻钻孔，减轻轻重量或在曲柄上较轻较轻 部位打上钢钢珠，加重重量，如 夏利 （一般的曲柄上的钢钢珠为为油道的堵头头）(三)曲轴轴前端与后端 1.曲轴轴前端的结结构 2.曲轴前端的密封 曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封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78126533. 曲轴后端密封 由于近年来橡胶油封的耐油、耐热和耐老化性能的提高 ，在现代汽车发动机上曲轴后端的密封愈来愈多的采用 与曲轴前端一样的自紧式橡胶油封装置。
自紧式油封由金属保持架、氟橡胶密封环和拉紧弹簧构 成甩油盘回油螺纹密封条常常见见见见的有：的有：甩甩油油盘盘盘盘、回油螺、回油螺纹纹纹纹( (右旋右旋) )、、油封等4.曲轴轴推力轴轴承与止推片 用来限制曲轴轴的轴轴向移动动 现现在小车车中也经经常使用止推垫垫 片来代替推力轴轴承的作用汽车发动机滑动轴承有连杆衬套、连杆轴承、主轴承和曲轴止推轴承等连杆轴承和主轴承均由上、下两片轴瓦对合而成，如图2-38所示每一片轴瓦都是由钢背和减摩合金层或钢背、减摩合金层和软镀层构成，前者称为二层结构轴瓦，后者称三层结构轴瓦安装曲轴止推垫片时，应将有油槽的一面朝向曲 轴旋转面 (四)、发动机曲拐和发火次序：• 多缸发动发动 机的工作原理 前面介绍的是单缸发动机的工作过程，而现代汽车发动机都 是多缸四行程发动机，那么，多缸四行程发动机与单缸四行 程发动机的工作过程有什么区别呢？就能量转换过程，发动 机的每一个气缸和单缸机的工作过程是完全一样的，都要经 过进气、压缩、作功和排气四个行程但是单缸发动机的四 个行程中只有一个行程作功，其余三个行程不作功，即曲轴 转两圈，只有半圈作功，所以运转平稳性较差，功率越大， 平稳性就越差。
为了使运转平稳，单缸机一般都装有一个大 飞轮而多缸发动机的作功行程是错错 开的，按照工作顺序作功，即曲轴转两圈交替作功，因此， 运转平稳，振动小缸数越多，作功间隔角越小，同时参与 作功的气缸越多，发动机运转越平稳多缸机使用最多的有 四缸发动机，六缸发动机和八缸发动机曲拐和发火次序 1、曲轴轴的形状与各曲拐的相对对位置取决于缸数、气缸 的排列方式和发发火次序 (1)连续连续 作功的两缸相距尽可能远远； (2)作功间间隔应应力求均匀并且须动须动 平衡 (3)四行程发动机的点火间隔角为720°/i，(i为气缸数目)2.四冲程直列四缸发动发动 机的曲拐布置与工作顺顺序： 发发火间间隔角为为180° 发发火次序为为1-2-4-3；1-3-4-2 工作循环环如表2-2 直列四缸发动发动 机的曲拐布置直列四缸四冲程发动机工作循环表 （点火顺序：1－2－4－3） 曲轴转 角/(℃)第一缸第二缸第三缸第四缸1~180作功压缩排气进气180~360排气作功进气压缩360~540进气排气压缩作功540~720压缩进气作功排气曲轴转轴转 角第一缸 第三缸 第四缸 第二缸0~180 作 功 压压 缩缩 进进 气 排 气180~360 排 气 作 功 压压 缩缩 进进 气360~540 进进 气 排 气 作 功 压压 缩缩540~720 压压 缩缩 进进 气 排 气 作 功四冲程四缸发动机点火顺序 (点火顺序：各缸完成同名行程的次序。
)1—3—4—23.四冲程直列六缸发动发动 机的曲拐布置与工作顺顺序：发发火间间隔角为为120°发发火次序为为1-5-3-6-2-4；1-4-2-6-3-5 直列6缸发动机曲拐布置120° °1-63-45-24.四冲程V型八缸发动发动 机的曲拐布置与工作顺顺序：发发火间间隔角为为90°；点火次序 1—8—4—3—6—5—7—2四个曲拐可以在一个平面内，也可在两个垂直平面内 发动机气缸布置 2-4-6-81-3-5-7二、曲轴扭转减振器 1．功用：消除曲轴的扭转振动 2．类类型：最常见的为摩擦式扭转减振器 3.作用原理：使曲轴扭转振动的能量通过摩擦生热而消耗掉，从 而使曲轴扭转振幅逐渐减小 4.分类类：橡胶式扭转减振器（图2-60）和硅油式扭转减振器 扭转减振器功用：吸收曲轴扭转 振动的能量，消减扭 转振动类型：橡胶摩擦式扭转减振器硅油扭转减振器 硅油—橡胶扭转减振器 橡胶摩擦式曲轴扭转减振器 图2-3-12 曲轴扭转减震器橡胶式摩擦片式硅油式减振盘惯性盘橡胶垫圈减振盘惯性盘硅油减振弹簧三、飞轮 1．功用： 主要功用是用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩 和排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转。
飞轮的飞轮外缘有齿圈，当发动机起动时，与起动机的驱动 齿轮啮合，供起动发动机用； 汽车离合器也装在飞轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩 擦面，用来对外传递动力2．材料：灰铸铁 、铸钢 、球墨铸铁 3．安装：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，正好是上止 点奥迪100飞轮上有“0“标记平衡孔一缸上止点 记号齿圈在发动机起 动时与起动机齿 轮啮合，带动曲 轴旋转飞轮边缘部分做 的厚些，可以增 大转动惯量平衡孔汽车发动 机发火正时记 号一缸上止点记号小 结•曲轴上各曲拐的布置 •曲轴的主要作用把活塞连杆组传来的燃气压力转变为转矩对外输出;另 外还驱动发动机的配气机构和发电机等其它的辅助装置 •飞轮的主要功用是用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和 排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转飞轮外缘压有的齿 圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用；汽车离合器也装在飞 轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩擦面，用来对外传递动力作 业• 1、曲柄连杆机构由哪些零件组成及其功用。
• 2、汽油机的燃烧室有哪几种及特点 • 3、何谓发动机的点火顺序和作功间隔角• 学习内容 一、曲轴的损伤形式与检修 二、曲轴轴承的选配 三、飞轮的检修第四节 曲轴飞轮组的检修• 教学重点 一、曲轴磨损的规律 二、曲轴磨损的测量• 曲轴的常见损伤形式：轴颈磨损，弯曲 变形和裂纹、扭曲等一曲轴裂纹（一）曲轴裂纹部位1、裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处以及油孔处，多由应力集中引起曲柄与轴颈 之间的过渡 圆角处油孔处轴颈与曲 柄相连的 过渡圆角 处2、曲柄与轴颈过渡圆角处的裂纹是横向裂纹，危害 极大，严重时造成曲轴断裂 3、油孔处的裂纹为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边轴 向发展，必要时也应更换曲轴二）曲轴裂纹的检查（1）观察法（2）磁力探伤法（3）浸油敲击法（2）磁力探伤法磁力探伤的原理是：当磁力线通过被检验的零件时，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磁力探伤仪（3）浸油敲击法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。
三）、曲轴裂纹的修复（ 1 ）焊接（ 2 ）更换曲轴曲轴检验出裂纹，一般应报废二、曲轴变形（一）曲轴的变形形式弯曲 、 扭曲（1）曲轴超负荷，冲击，振动（2）少数缸不工作或工作不平衡（3）受力不均匀1、曲轴弯曲的原因2、曲轴弯曲变形的检查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，如图所示检验时，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实际操作3、曲轴弯曲变形的校正（1）曲轴的径向圆跳动误差不得大于0.15mm，否则应进行校正2）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0.05mm3）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2）冷压校正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，如图所示由于钢质曲 轴的弹性作用，压弯量应为 曲轴弯曲量的10-15倍，并保 持2-4min，为减小弹性后效 作用，最好采用人工时效法 消除。
4、曲轴的扭曲原因（1)某一缸活塞卡缸（2）活塞运动阻力过大（3）紧急制动，没踏下离合器（4）超载。