曲轴飞轮组的构造与维修[业界优制]
05 曲轴飞轮组构造与维修-发动机构造与维修教案
教学过程: 复习1、活塞连杆组的作用及组成2、活塞及活塞环的作用3、活塞的基本维修方法新课导入:曲柄连杆机构是发动机实现热能与机械能相互转换的主要机构,其主要功用:1.将气体 力转换成扭矩;2.将活塞的往复直线运动转换为曲轴旋转运动。
曲柄连杆机构的组成:缸体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分。
有些发动机上,在平衡曲柄连杆机构的惯性力,还装有平衡轴装置。
主要介绍曲轴飞轮组。
讲解新课:§2-7,8,9 曲轴飞轮组的构造与维修一、曲轴飞轮组件1.曲轴材料:一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。
轴颈表面经高频淬火或氮化处理,并经精磨加工。
结构:主轴颈、曲柄销(连杆轴颈)、曲柄臂、平衡重块等组成。
支承方式:全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个,即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。
非全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等,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。
4缸机的平衡:在一些高档发动机上,还采用加装平衡轴的方法进行惯性力的平衡,使发动机运转更加平稳。
曲轴前端:装有定时齿轮、驱动风扇和水泵的带轮以及起动爪、甩油盘等。
甩油盘外斜面向后,安装时应注意,否则会产生相反效果。
在齿轮室盖上装有油封,防止机油外漏。
图2-31 曲轴飞轮组件 1-曲轴皮带轮 2-曲轴正时齿轮皮带轮 3-曲轴链轮 4-曲轴前端 5-曲轴主轴颈 6-曲柄臂 7-曲柄销(连杆轴颈)8-平衡重块 9-转速传感器脉冲轮 10-飞轮 11-主轴瓦 12-主轴承盖 13-螺母 14-止推垫片 15-主轴瓦 16-止推垫片教学过程:曲轴轴向定位:一般采用滑动止推轴承,安装在曲轴前端或中后部主轴承上。
止推轴承有两种形式:翻边主轴瓦的翻边部分或具有减磨合金层的止推片2、3,磨损后可更换。
曲轴的后端:安装飞轮,在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹,以阻止机油向后窜漏。
曲轴油道:在轴颈上还钻有油孔,并有斜油道相通,再与机体的主油道联通。
2.4+曲轴飞轮组的构造与检修
(5)曲轴轴颈磨损的检修:
▲修理: 当曲轴的主轴颈和连杆轴颈的圆度、 圆柱度已超过标准而未达到使用限度时, 进行磨削修理。 当磨损轴颈的尺寸超出修理尺寸时, 必须更换曲轴。 注意: 曲轴各道主曲颈和连杆轴颈分别磨成 同级修理尺寸,以便统一选择轴承。
(5)曲轴轴颈磨损的检修:
曲轴磨削的加工步骤如下: ①选择定位基准; ②确定曲轴轴颈修理尺寸; ③主轴颈的磨削; ④连杆轴颈的磨削; ⑤曲轴的动平衡。
1、曲轴的检修
(2)曲轴裂纹的检修: ▲检验: 磁力探伤法——当磁力线通过被检测的零件 时,零件被磁化。如零件表面有裂纹,裂纹 部分的磁力线就会因裂纹的磁阻增大而折绕, 使磁力线偏散形成磁极。在零件表面撒磁性 铁粉,铁粉便被磁化吸附在裂纹处,从而呈 现出裂纹的位置、形状和大小。
1、曲轴的检修
(2)曲轴裂纹的检修: ▲检验: 浸油敲击法——将曲轴置于煤油中浸一会, 取出后擦净表面并撒上白粉,分段用小锤轻 轻敲击,如有明显的油迹出现,该处有裂纹。
直列三缸、V型六缸:曲拐布置如同半截直列六缸 曲轴。
V型十二缸:曲拐布置如同直列六缸曲轴
(3)曲轴扭转减震器
功用 吸收曲轴扭转振动的能量,消除曲轴的 扭转振动。
原理 摩擦式扭转减振器是使曲轴扭转振动的 能量逐渐消耗于减振器内的摩擦,从而使振 幅逐渐减小。
(3)曲轴扭转减震器
①橡胶式扭转减震器结构
▲修理: ● 冷作敲击法
(4)曲轴扭曲变形的检验:
▲检验: 将同平面内的两连杆轴颈转到水平位 置,用百分表分别测量这两个连杆轴颈的 高度差△A,最大值为扭曲度。
(4)曲轴扭曲变形的检验:
▲修理: 一般扭曲度小时,可以直接在磨床上 结合对连杆曲颈磨削予以校正。
(4)曲轴轴颈磨损的检修:
曲轴飞轮组的修理
掌握飞轮的检修方法
板书
设计
1、曲轴的检修
2、曲轴轴颈的检验及修理
3、飞轮的检修
课后
反思
本课程内容较多,要求学生要参考课本的图例,在理解的基础上把握概念以及原理,并加以融会贯通。
授课时间:教案序号:12
教学课题
曲轴飞轮组的修理
教学地点
教室
教学目标
掌握曲轴的检修方法,曲轴磨损的检验方法及飞轮的检修
教学重难点
曲轴的检修
课
型
新授课
教
法
讲练结合
教
具
无
教学过程及内容
师生活动
活动目的
(组织教学)
(引入新课)
前面我们已经学习了发动机曲柄连杆机构的作用及基本组成,今天继续学习曲轴的检修。
(教学过程设计)
4、曲轴飞轮组的动平衡:
曲轴经修磨或飞轮修理,组装成一体后应进一步给予动平衡校验,不平衡量不得超过10g·cm。否则会使发动机工作时产生很大振动,使曲轴飞轮
(小结)曲轴的修理方法
(布置作业)习题册P78 1.(1)(5)
师:请同学们看课本思考并回答:怎样检查曲轴的弯曲变形?
生:分组讨论:润滑系的作用
三、飞轮的检修
1、飞轮齿圈的修理:
齿圈与起动机齿轮在发动机起动时有冲击,产生碰撞,或因啮合不良,容易造成牙齿的磨损和损坏。
2、飞轮工作面的修理:
由于离合器片铆钉头部露出,飞轮工作平面可能磨损成波浪形沟槽,其深度超过0.5mm时应光磨或在车床上精车后磨光。
3、飞轮平面偏摆的检验与调整:
飞轮装到曲轴上,在飞轮半径150mm处,飞轮平面的摆差不得大于0.15mm,以保证曲轴与飞轮的动平衡,减少离合器有关机件的损伤。4.曲轴飞轮组的动平衡
曲轴飞轮组零部件的结构
曲轴飞轮组零部件的结构
曲轴飞轮组是内燃机的重要构成部分之一,由多个零部件组成。
这些
零部件的结构与功能各不相同,但却相互协作,最终实现了曲轴飞轮
组整体的运转。
曲轴是曲轴飞轮组的核心部件之一,通常由钢铸件或铸钢件制成,在
内燃机运转过程中,曲轴不断地承受着高速旋转的瞬态载荷。
为了保
证曲轴的服务寿命和性能,曲轴的设计和制造必须经过严格的检验和
测试。
飞轮是曲轴飞轮组的另一个非常重要的零部件,其主要作用是存储和
释放发动机的机械能,使内燃机能够在高速运转时保持持续的平稳输出。
飞轮一般由高强度合金钢或铸钢材料制成,重量和尺寸在不同型
号的内燃机中有所不同。
曲轴支撑轴承是曲轴飞轮组的关键部件之一,其负责支撑和定位曲轴,同时还需要承受来自发动机和转动质量的瞬态载荷。
为了保证曲轴支
撑轴承的高性能和长寿命,其制造材料和加工工艺必须要达到一定的
标准和要求。
还有一些其他的小零部件组成了曲轴飞轮组的附属部件,比如通过螺
栓连接的轮毂、滑动轴承、油封、轴承盖等等。
这些小零部件虽然看起来很简单,但它们的结构和制造质量对内燃机的运转稳定性和可靠性也是有着至关重要的影响。
总的来说,曲轴飞轮组的结构复杂,由多个不同的零部件组成。
这些零部件各自扮演着不同的角色和功能,但却必须紧密协作,才能保证内燃机的稳定和可靠运行。
因此,在内燃机的设计和制造过程中,对于曲轴飞轮组零部件的结构和制造质量,必须要进行严格的控制和管理。
单元二 曲柄连杆机构之三 曲轴飞轮组的构造与工作原理与检修汇总
曲拐和发火次序
1、曲轴的形状与各曲拐的相对位置取决于缸数、气缸 的排列方式和发火次序。
(1)连续作功的两缸相距尽可能远; (2)作功间隔应力求均匀。并且须动平衡。 (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机的曲拐布置与工作顺序:
发火间隔角为180°。 发火次序为1-2-4-3;1-3-4-2 。 工作循环如表2-2
6.曲轴平衡重
作用:使曲轴运转时平衡,稳定。 形式:在曲柄的平衡重上钻孔,减轻重量。
或在曲柄上较轻部位打上钢珠,加重重量,如夏 利。 (一般的曲柄上的钢珠为油道的堵头)
(三)曲轴前端与后端
1.曲轴前端的结构
2.曲轴前端的密封
曲轴前端借助甩油4、正时齿轮 5、甩油盘 6、油封 7、皮带轮 8、起动爪
曲轴转角 第一缸
0~180
作功
180~360 排 气
360~540 进 气 540~720 压 缩
第三缸 压缩 作功 排气 进气
直列四缸发动机的曲拐布置
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 /(℃)
1~180
第一缸
作功
第二缸 第三缸
压缩
排气
第四缸 进气
180~360
排气
作功
进气
压缩
360~540 540~720
进气 压缩
排气 进气
压缩
作功
作功
排气
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。)
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项目4曲轴飞轮组的检修
第( )连杆轴颈
第( )主轴颈
第一 截面
第二 截面
计算圆度值(∮max一∮min)/2 (注:同一截面) 计算圆柱度值(∮max一∮min)/2 (注:整个轴颈)
4)曲轴轴颈油膜间隙的检测方法 将轴承对应安装到曲轴主轴颈承孔和轴承盖 上,在轴承表面涂上发动机机油,清洁曲轴 后放进气缸体主轴承上,剪下一段塑料间隙 规沿轴向放置在轴颈上,按规定要求安装轴 承盖螺栓。随后把轴承盖拆下,用规尺测量 塑料间隙规并确定曲轴主轴颈的油膜间隙。 采用同样方法测量连杆轴颈油。
2.曲轴的弯扭变形 所谓曲轴弯曲是指主轴颈的同轴度误差大于 0.05mm。若连杆轴颈分配角误差大于 0°30′,则称为曲轴扭曲。
3.曲轴的断裂 曲轴的裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡 圆角处以及油孔处。前者是径向裂纹,严重 时将造成曲轴断裂;后者多为轴向裂纹,沿 斜置油孔的锐边顺轴向发展。曲轴的径向、 轴向裂纹主要是应力集中引起的,曲轴变形 和修磨不慎也会使过渡区的应力陡增,加剧 曲轴的疲劳断裂倾向。
(二) 项目实施步骤 1.认识曲轴飞轮组的各部分结构。 1) 在发动机中找到曲轴飞轮组的位置; 2) 认识主要部件,并熟悉名称。
2.曲轴飞轮组的检修
1)曲轴裂纹的检
测 可用磁力探伤法检测 曲轴裂纹,(如图418所示)
2)曲轴弯曲的检测与 修复 (1)曲轴弯曲的原因 有哪些? (2)检测曲轴弯曲的 量具。 (3)曲轴弯曲的检测 方法。
二、项目实施
(一) 项目实施环境 项目实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、 仪表、耗材等。 1. 典型车辆 2. 发动机总成 3. 常用工具箱、检测平台 4. 曲轴飞轮组零件6套 5. V形铁块支架 6. 磁力表座 7. 百分表、千分尺 8. 磁力探伤仪
第六节曲轴飞轮组构造-精品
·四冲程V型六缸
点火次序 2
2-4-6 1-3-低周
期性自激力对机体的损害
四、飞轮 将一部分能量储存起来,用在进气、
压缩、排气行程克服阻力,带动曲柄连杆越 过上、下止点,保证输出尽可能的均匀
谢谢大家!
第六节曲轴飞轮组构造-精品
一、曲轴飞轮组的构造 主要由曲轴和飞轮及附件组成
3、曲轴的支承形式 直列式曲拐数等于气缸数,V形发动
机曲拐数等于气缸数一半 全支承曲轴
非全支承曲轴
2、连杆轴颈 连杆轴颈设计成空心的,减轻质量和离心力
3、平衡重 用来平衡发动机不平衡的离心力和 离心力矩,及一部分往复惯性力
3)、几种常见的多缸发动机曲拐布置 和点火次序如下:
·四冲程四缸发动机 1-2-3-4 点火次序 1—3—4—2 1—2—4—3
·四冲程直列六缸发动机 1-2-3-4-5-6 点火次序 1—5—3—6—2—4 1—4—2—6—3—5
·四冲程V型八缸 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 2-4-6-8 1-3-5-7 点火次序 1—8—4—3—6—5—7—2
4、曲轴前端
5、曲轴后端 安装飞轮,并有回油螺纹或其他的封
油
装置
6、轴瓦 多为薄壁滑动轴承,镶入轴承座孔
7、曲轴的工作循环 1)、曲轴的形状和各曲拐的相对位置,取
决于缸数、 气缸排列方式和点火次序 2)、安排点火次序时,应尽量使连续作功
的两个气缸离远些,在一个工作循环 内,每个气缸都应点火一次,且点火 间隔时间应一致
发动机机械曲轴飞轮组检修
曲轴弯曲的检查与修理
检查曲轴弯曲
校正曲轴弯曲
曲轴磨损的检查与修理
– 设备:外径千分尺。 – 检测位置:每个轴颈两端两个方向。 – 检查项目:最大磨损量、圆度误差、圆柱度误差。 – 要求:圆度和圆柱度误差一般不超过
0.01~0.0125mm 。 – 修理方法:磨轴或更换。
曲轴磨损 检查部位
曲轴轴向间隙的检查与调整
曲轴轴承的构造与维修
1.功用 – 减少摩擦,减小曲轴磨损。
2.基本组成 – 钢背和减磨层。
3.结构特点: – 主轴承上有与曲轴油道对应的油孔。 – 防止窜动的定位凸键或定位销孔。
轴承的组成
轴承定 位凸键 和定位
销孔
曲轴轴承的构造 3.结构特点:
– 保证与座孔压紧的自由弹势和压紧量。
轴承的自由弹势和压紧量
4.曲轴的轴向定位
– 第一道主轴颈位 置,用整体式止 推垫片定位,用 挡油盘和油封防 止漏油。
整体式止推 垫片定位
4.曲轴的轴向定位
– 其它主轴颈位置,用分开式止推垫片或翻边轴承定位。
分开式止推垫片
翻边轴承
5.扭转减振器
– 功用:消减曲轴的扭转振动。 – 安装位置:曲轴前端。
– 类型:橡胶式、摩擦式、硅油 式等,常用橡胶式。
曲轴转角 (度)
一缸 二缸 三缸 四缸
1 ↓
0~180
功
排
压
进
3
180~360
排
进
功
压
↓
360~540
进
压
排
功
4 ↓
540~720
压
功
进
排
2
六缸四行程发动机的曲拐
作功顺序:1-5-3-6-2-4 作功间隔角:120°
曲轴飞轮组的检修
主轴颈 主轴承盖
止推垫片
(三)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。
比如:四缸机:1-3-4-2或1-2-4-3 六缸机:1-5-3-6-2-4;
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。
1、位置:曲轴的裂纹多数发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆 角处,以及油孔处。前者多为横向裂纹,严重时将造成曲轴断 裂,应重点检查。后者多为轴向裂纹,沿斜置油孔的锐边向轴 向发展。
2、原因: (1)曲轴横向、轴向裂纹主要是应力集中引起的。 (2)轴颈上油孔处的裂纹,主要是因为油道斜置,使油孔处 的应力呈不对称分布所致。
五缸 压 功
排
进
六缸 进
压 功 排
六缸四行程发动机的曲拐布置
八缸四行程发动机的曲拐布置
1-8-4-3-6-5-7-2
(红旗轿车SV100型发动机)
7
4
1
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 时齿轮端面摩擦。
2
8
曲轴的前端
53
6
两止推轴承白金合面相背
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
(6)曲轴的轴向限位
通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的(翻边轴 瓦)。
飞轮齿圈如有个别齿损坏、齿圈单面磨损,可在轮齿另一端 头重新倒角,将齿圈翻边使用。若超过齿长的30%或连续损坏4 齿,以上应更换。
2、飞轮齿圈的更换
曲轴飞轮组零部件的构造与检修
曲柄连杆机构>> 第2节 机体组零部件的构造与检修
4.油底壳 Oil pan
机油容器, 用钢或铝制成, 壳上有深凹处 和隔断,即使 车辆倾斜,底 部也有足量机 油可供使用。
曲柄连杆机构>> 第2节 机体组零部件的构造与检修
小结
气缸体越来越少用维修,铝合金缸体渐成主流 气缸盖容易变形,拆装要严格按照规范操作 气缸垫一般拆掉缸盖就要更换 油底壳可能被刮坏,但要注意油封漏油问题
组号 1 2 3 4 5 6 7 8
捷富桑凯花伊雅别
车型 达 康 塔 越 冠 兰 阁 克
纳
特
曲柄连杆机构>> 第1节 曲柄连杆机构的作用与组成
第1节 曲柄连杆机构的作用与组成
曲柄连杆机构的作用: 把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的
转距,把直线运动转变为旋转运动。 曲柄连杆机构的组成:
机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
油环类型
曲柄连杆机构>> 第3节 活塞连杆组零部件的构造与检修
3.活塞销 Piston pin
曲柄连杆机构>> 第3节 活塞连杆组零部件的构造与检修
活塞销连接方式
曲柄连杆机构>> 第3节 活塞连杆组零部件的构造与检修
活塞销偏置
曲柄连杆机构>> 第3节 活塞连杆组零部件的构造与检修
4.连杆 Connecting 4节 曲轴飞轮组零部件的构造与检修
曲轴材料 轴颈
曲柄连杆机构>> 第4节 曲轴飞轮组零部件的构造与检修
曲轴的支承型式
曲柄连杆机构>> 第4节 曲轴飞轮组零部件的构造与检修
曲轴轴瓦 Bearing insert/shell
活动四曲轴飞轮组的构造与维修(一)
活动四
曲轴飞轮组的构造与维修(一)
教学目标
专业能力目标
1、掌握曲轴飞轮组的结构、组成、功用;
2、掌握曲轴、曲轴轴承、曲轴扭转减震器、飞轮的结构功用和检修。
方法能力目标
1、会对不同曲轴磨损量进行测量;
2、培养学生注意观察、勤于动脑、动手、善于反思、分析与总结的良好学习习惯。
社会能力目标
1、培养学生分析问题和解决实际问题的综合能力;
3)。
4)。
直列六缸发动机发火顺序:
考核评价
考评项目
自我评价
小组评价
教师评价
素质考评(20分)
劳动纪律(10分)
工位整理(10分)
工单考评(20分)
实操考评(60分)
工具使用(10分)
任务方案(10分)
实施过程(30分)
完成情况(10分)
合计
综合评价
6、曲轴后端是最后一道主轴颈之后的部分。有安装飞轮用的凸缘,后端也安装有油封装置。
(1)曲轴的轴向定位曲轴上只能有一处设置轴向定位装置,该装置可设在曲轴的前端、中间或后端。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、止推环、止推片等多种形式,
(2)曲拐的布置一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。
第四缸
0~180
做功
排气
压缩
进气
180~360
排气
进气
做功
压缩
360~450
进气
压缩
排气
做功
450~720
压缩
做功
进气
排气
项目教学法;
成果展示、学生讲述
10分钟
8
总结
曲拐的布置形式决定气缸的发火顺序;
第七节曲轴飞轮组的维修
曲轴轴承间隙的检查
方法: 方法:
测量轴颈直径和轴承孔径来计算。 测量轴颈直径和轴承孔径来计算。 用塑料间隙规 用塑料间隙规直接测量 。 测轴承间隙 注意: 注意: • • • • • 间隙规与轴颈等长度; 间隙规与轴颈等长度; 间隙规避开轴颈上油孔 。 间隙规沿曲轴轴向放置 。 按规定拧紧轴承盖螺栓。 按规定拧紧轴承盖螺栓。 测量中不能转动曲轴。 测量中不能转动曲轴。
0.25mm 。
调整方法:更换止推垫片或翻边轴承。 调整方法:更换止推垫片或翻边轴承。
曲轴径向间隙的检测
检测工具:塑料间隙塞尺(塑料间隙测量片) 检测工具:塑料间隙塞尺(塑料间隙测量片)/软金属丝 检测步骤: 检测步骤: 拆下曲轴轴承盖,清洁曲轴轴承和曲轴轴颈。 1、拆下曲轴轴承盖,清洁曲轴轴承和曲轴轴颈。 将塑料间隙塞尺放在曲轴轴颈上(不要将油孔盖住) 2、将塑料间隙塞尺放在曲轴轴颈上(不要将油孔盖住)如图 装上曲轴主轴承盖,按照规定扭力拧紧螺栓( 3、装上曲轴主轴承盖,按照规定扭力拧紧螺栓(不得使曲轴转 动)。 拆下曲轴主轴承盖,测量挤压过的塑料间隙塞尺的厚度, 4、拆下曲轴主轴承盖,测量挤压过的塑料间隙塞尺的厚度,如 图所示。超过磨损极限时, 图所示。超过磨损极限时,应对相应轴承进行更换
设备: 型架、检测平台、百分表。 设备:V型架、检测平台、百分表。 检测位置:中间轴颈。 检测位置:中间轴颈。 检查项目:径向圆跳动误差。 检查项目:径向圆跳动误差。 要求: 要求:一般不超过0.04~0.06mm 。 修理方法:冷压校正。 修理方法:冷压校正。弯曲
轴承的组成
3.结构特点: 结构特点: 主轴承上有与曲轴油道对应的油 孔。 防止窜动的定位凸键或定位销孔。 防止窜动的定位凸键或定位销孔。 轴承定 位凸键 和定位 销孔
曲轴飞轮组构造和检修
教学过程(引入新课:)上次课讲到了曲轴飞轮组的结构,由于发动机长期工作,容易使曲轴飞轮组上的各零部件产生不可避免的磨损,如果不加以维护,就会降低曲轴飞轮组零部件的寿命。
本次课主要学习的内容是曲轴飞轮组的检修。
(讲授新课)三、曲轴飞轮组的检修曲轴在高速旋转中,将周期性地承受气体压力、P 复惯性力和离心力的作用,可能导致曲轴的弯曲、扭转、断裂、疲劳破坏和轴颈磨损。
因此,要求曲轴具有足够的刚度、强度。
耐磨性和旋转平稳性。
(一)曲轴的检修1、曲轴的常见损伤曲轴的常见损伤形式有:轴颈磨损、弯扭变形和裂纹等。
(1)轴颈的磨损。
曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的,P 磨损部位有一定的规律性。
(2)主轴颈和连杆轴颈径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。
连杆轴颈的径向不均匀磨损是由于作用在轴颈上的力,沿圆周方向分布不均匀;这些力的合力大部分时间作用在连杆轴颈内侧,方向沿曲柄半径向外,使连杆大头压紧在连杆轴颈内侧,因而连杆轴颈的内侧磨损最大。
主轴颈径向的不均匀磨损,主要是受连杆、连杆轴颈和曲柄离心力的影响,位靠近连杆轴颈一侧的轴颈与轴承间发生的相对磨损较大。
连杆轴颈轴向也呈不均匀磨损。
由于通往连杆轴颈的油道是倾斜的,曲轴旋转时,在离心力的作用下,与油流相背的一侧的轴承间隙形成涡流,使机械杂质积在连杆轴颈的一端而形成磨料磨损,因而加速了这一端轴颈的磨损,使连杆轴颈磨损呈锥形。
此外,连杆弯曲、连杆大头不对称结构等原因,会造成轴颈受力不均匀,使轴颈沿轴向呈不均匀磨损。
实践证明,连杆轴颈的磨损比主轴颈的磨损严重,这主要是由于连杆轴颈的负荷较大、润滑条件较差等原因所造成的。
轴颈表面还可能出现擦伤和烧伤。
擦伤主要是机油不清活,其中较大的机械杂质在轴颈表面划成沟痕。
烧瓦后,轴颈表面会出现严重的擦伤划痕,轴颈表面烧灼后变成蓝色。
曲轴的弯扭变形。
所谓曲轴弯曲是指主轴颈的同轴度误差大于0.05mm。
第六讲曲轴飞轮组的构造
2.5
发火顺序:1-5-3-6-2-4
曲轴转角 (度)
一 缸 二 缸 三 缸 四 缸 五 缸 六 缸 功 排 压 进 排 功 压 进
0 ~ 180
180 ~ 360 360 ~ 540 540 ~ 720
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720
排
3、结构:
连杆轴颈 曲轴轴颈 平衡重
后端轴 前端轴
曲柄
曲拐
曲拐:由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
4、材料:优质中碳钢、铬镍钢、铬铝钢、球墨铸铁(国 产)。模锻—表面淬火 5、分类:整体式(常用) 组合式 6、组成: (1)主轴颈 ——用于支撑曲轴。按主轴颈数分:
全支承: 每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈,主轴颈数多于连 杆轴颈数。 非全支承:
压 进 功 压
压
功 排
进
排 压 进
功
进
功
排
六缸四行程发动机的曲拐布置
八缸四行程发动机的曲拐布置(红旗轿车SV100型发动机)
1-8-4-3-6-5-7-2
四、曲轴扭转减振器
发动机工作时,由于飞轮的惯性很大,可以看做是等速转 动。而各缸气体压力和往复运动惯性力是周期性地作用在 曲轴连杆轴颈上,给曲轴一个周期性变化的运转外力,使 曲轴发生忽快忽慢的转动,从而形成曲轴对于飞轮的扭转 摆动,即曲轴的扭转振动。为此,在有些发动机的曲轴前 端都装有曲轴扭转减振器。 作用:吸收曲轴扭转振动的能量,使曲轴转动平稳,可靠工 作。
4
1
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 时齿轮端面摩擦。
2
8 6
5 3
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曲轴飞轮组
由曲轴、飞轮、减振器等组成。
正时齿轮
飞轮
皮带轮
扭转减振器
起动爪
曲轴
主轴瓦
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飞轮螺栓
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曲柄连杆机构(曲轴的作用) 1、曲轴的作用:将气体压力变为旋转的动力,传给底盘的传动机构。 同时,驱动配气机构和其它辅助装置,如风扇、水泵、发电机等。 2、构造:
后端凸缘 连杆轴颈
1、四行程直列六缸发动机发火间隔角为 720°/6=120°, 六个曲拐分别布置在三个平面内,一种发火顺序是1-5-36-2-4,国产汽车的六缸直列发动机都用这种。
排气 进气 压缩 作功
第二缸 压缩 作功 排气 进气
压缩 进气 作功 压缩 排气 作功 进气 排气
1-2-4-3 第三缸 第四缸 排气 进气 进气 压缩 压缩 作功 作功 排气
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曲柄连杆机构(六缸发火顺序表) 1-5-3-6-2-4
曲轴转角(°) 一缸 二缸 三缸 四缸 五缸 六缸
60
排气 进气 作功 压缩
1、曲轴的支承方式一般有两种,一种是全支承曲轴,另一种是非全 支承曲轴。 1)全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个,即每一个连杆 轴颈两边都有一个主轴颈。六缸发动机有七个主轴颈。四缸发动机 有五个主轴颈。2)是非全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目少 或与气缸数目相等。
特点: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 汽油机多采用这种形式。
主轴颈 前端轴
平衡重
曲柄
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一、曲轴
• (一)功用 • 1.把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对
外输出。 • 2.驱动配气机构及其它附属装置。 • 材料:大多采用优质中碳钢或中合金碳钢。有
的采用球墨铸铁。
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。
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(二)构造:
0 — 180 120 作功
进气
180 — 360
360 — 540
180
压缩 排气
240
进气
作功
300 排气
压缩
360
作功 进气
420
压缩
排气
480 进气
540
排气 压缩
作功
600
作功
进气
540 — 660 压缩
进气 作功
排气
720
720
排气
压缩
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曲柄连杆机构(六缸发火顺序和曲拐布置)
曲轴的加工表面 柴油机一般多 增多,主轴承数 采用此种支撑 增多,使机体加 方式
长
缩短了曲轴的长度, 主轴承载荷较大 承受载荷较小
非全支承曲轴 使发动机总体长度
的汽油机可以
有所减小
采用此种方式
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曲柄连杆机构(其它构造的特点)
1、连杆轴颈:连接处用圆弧过渡,减少应力集中。 直列发动机的连杆轴颈数目和气缸数相等。V型发动 机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。 2、曲柄:是主轴颈和连杆轴颈的连接部分,断面为 椭圆形。 3、曲柄处铸有(或紧固有)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。 4、曲轴前端装有正时齿轮,驱动风扇和水泵的皮带 轮以及起动爪等。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。
•
曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后
端轴等,一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。
曲轴轴颈 连杆轴颈
平衡重
前端轴
后端轴
曲柄
曲拐
曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机);
V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 5
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曲柄连杆机构(曲轴的组成材料)
3、受力分析:气体压力、惯性力及惯性力矩、交变负荷的冲击。 4、要求: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。 5、组成材料:中碳钢或中碳合金钢模锻而成、稀土球墨铸铁。 6、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。
连杆轴颈
后端凸缘
主轴颈 前端轴
曲柄
平衡重
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曲柄连杆机构(曲轴的特点)
1、曲拐:一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐。 2、曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机);V型发动机曲轴 的曲拐数等于气缸数的一半。
连杆轴颈
后端凸缘
主轴颈 前端轴
曲柄
平衡重
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曲柄连杆机构(曲轴的支承方式)
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曲轴的轴向限位 通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装 止推片来实现的。
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曲柄连杆机构(曲曲拐的布置和作用)
1、曲轴的形状和曲拐相对位置(即曲拐的布置)取
决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。
2、安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续作功的两缸 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。
特点:缩短了曲轴的总 长度,使发动机的总体 长度有所减小。承受载 荷较小。
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• 1.主轴颈和连杆轴颈
• 1)主轴颈是曲轴的支承部分(主轴承)。
•
每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者,称为全支承曲轴;主轴颈数等于
或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。
优点
缺点
应用
全支承曲轴
提高曲轴的刚度和 弯曲强度,减轻主 轴承的载荷
3、作功间隔应力求均匀,也就是说发动机在完成一个工作 循环的曲轴转角内,每个气缸都应发火作功一次,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。
4、四行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 火作功一次。因此四行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,就应有一缸作功, 以保证发动机运转平稳。
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曲柄连杆机构(四缸发火顺序表)
曲轴转角(°) 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸
0 — 180 ° 作功 180 — 360 ° 排气 360 — 540 ° 进气 540 — 720 ° 压缩 1-3-4-2 曲轴转角(°) 第一缸
0 — 180 ° 作功 180 — 360 ° 排气 360 — 540 ° 进气 540 — 720 ° 压缩
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曲柄连杆机构(四缸发火顺序和曲拐布置)
1、四缸四行程发动机的发火间隔角为720°/4=180°,曲轴每转 半圈(180°)作功一次,四个缸的作功行程是交替进行的,并在 720°内完成。四缸发动机四个曲拐布置在同一平面内。1,4缸在 上,2,3缸在下,互相错开180°,其发火顺序的排列只有两种可 能,即为1-3-4-2或为1-2-4-3