曲轴飞轮组结构与工作原理41页PPT
曲轴飞轮组的原理
曲轴飞轮组的原理
曲轴飞轮组是发动机的主要组成部分之一，它包括曲轴和飞轮两部分。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转化为旋转运动，而飞轮则起到储存能量和平衡惯性力的作用。
曲轴飞轮组的原理是通过曲轴将活塞的往复运动转化为旋转运动，然后通过飞轮将旋转运动传递到变速器中。
当发动机启动时，飞轮会储存能量，以便在需要时释放出来。
同时，飞轮还可以平衡发动机内部的惯性力，使发动机运转更加平稳。
曲轴飞轮组的设计需要考虑多个因素，包括发动机的功率、转速、扭矩等。
一般来说，曲轴的长度越长，其输出的扭矩就越大；而飞轮的质量越大，其储存的能量就越多。
因此，在设计曲轴飞轮组时需要根据具体情况进行综合考虑。
曲轴飞轮组是发动机不可或缺的组成部分之一，它能够将活塞的往复运动转化为旋转运动，并将旋转运动传递到变速器中。
同时，它还具有储存能量和平衡惯性力的作用。
《曲轴飞轮组》课件
本课件将介绍曲轴飞轮组的定义、构成、工作原理、应用领域、设计考虑以 及优势和局限性。
曲轴飞轮组的定义
曲轴飞轮组是由曲轴和飞轮两部分组成的传动装置。它们通过轴承连接在一起，并在机械系统中发挥重要作用。
曲轴飞轮组的构成
曲轴
由多个曲柄和连杆组成的转动部件，将往复运动转化为旋转运动。
飞轮
具有质量和惯性的转动部件，可以存储和释放能量，平稳传递转动力。
轴承
用于支撑和减少曲轴和飞轮之间的摩擦，确保顺畅的旋转运动。
曲轴飞轮组的工作原理
1
往复运动
曲轴通过连杆将往复运动转化为旋转运动。
2
能量存储
飞轮在曲轴旋转时储存能量，使系统保持平稳运转。
3
能量释放
飞轮释放储存的能量，提供额外动力以应对负载变化。
飞轮的质量和惯性需要经过精确 计算，以存储足够的能量并提供 动力。
传动效率
减少摩擦和能量损耗，提高传动 效率和系统的整体性能。
曲轴飞轮组的优势及局限性
优势
• 平衡和减震 • 稳定能量传递 • 提供额外动力
局限性
• 结构复杂 • 占用空间较大 • 制造和维护成本较高
Hale Waihona Puke 曲轴飞轮组的应用领域1 内燃机
2 工业机械
3 动力传输
曲轴飞轮组在汽车、船舶 和发电机等内燃机中起到 平衡和转动力传递的作用。
用于旋转设备和传动系统， 平稳转动和储存能量。
在传动装置中通过曲轴和 飞轮将能量传递到其他部 件或设备。
曲轴飞轮组的设计考虑
结构强度
能量储存
要考虑曲轴和飞轮的强度和刚度， 以承受高负荷和快速转动。
曲轴飞轮组课件.
1-主轴颈；2-曲轴；3-连杆轴颈；4-圆角；5-积污腔；6-油管；7-开口销； 8-螺塞；9-油道；10-挡油盘；11-回油螺纹 ；12-飞轮结合盘
( 4 )曲轴平衡重
现代轿车特别重视乘坐的舒适性和噪声水平，为此必须将引起汽车振动和噪声的发动机不平衡 力及不平衡力矩减小到最低限度。在曲轴的曲柄臂上设置的平衡重只能平衡旋转惯性力及其力矩， 而往复惯性力及其力矩的平衡则需采用专门的平衡机构。 当发动机的结构和转速一定时，一阶往复惯性力与曲轴转角的余弦成正比，二阶往复惯性力与 二倍曲轴转角的余弦成正比。发动机往复惯性力的平衡状况与气缸数、气缸排列形式及曲拐布置形 式等因素有关。 现代中级和普及型轿车普遍采用四冲程直列四缸发动机。平面曲轴的四缸发动机的一阶往复惯 性力、一阶往复惯性力矩和二阶往复惯性力矩都平衡，惟二阶往复惯性力不平衡。为了平衡二阶往 复惯性力需采用双轴平衡机构。两根平衡轴与曲轴平行且与气缸中心线等距，旋转方向相反，转速 相同，都为曲轴转速的二倍。两根轴上都装有质量相同的平衡重，其旋转惯性力在垂直于气缸中心 线方向的分力互相抵消，在平行于气缸中心线方向的分力则合成为沿气缸中心线方向作用的力，与 FjII 大小相等，方向相反，从而使 FjII 得到平衡。
非全支承曲轴
缩短了曲轴的长度， 主轴承载荷较大 承受载荷较小的 汽油机可以采用 使发动机总体长度 此种方式 有所减小
非全支承曲轴
连杆轴颈：
主要是支撑连杆大端，并吸收发动机的驱动推力。为了润滑 曲轴主轴承和连杆轴承，在曲轴主轴颈和连杆轴颈上都钻有油道 孔并经斜油道相通。工作时，具有一定压力的润滑油经主油道进 入主轴承后通过曲轴油道送到连杆轴颈工作面上进行润滑。 连杆轴颈不少做成空心的，目的是在于减小质量和离心力， 从主轴承经曲柄油道传输的润滑油储存于此腔中，连杆轴颈与轴 承上钻有径向孔与此油腔相通。
曲轴飞轮组的构造与维修PPT课件
1
.
曲轴飞轮组
由曲轴、飞轮、减振器等组成。
皮带轮
正时齿轮
飞轮
扭转减振器
起动爪
曲轴
主轴瓦
飞轮螺栓
2
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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
主轴颈 前端轴
平衡重
曲柄
3
.
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。
4
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（二）构造：
•
曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后
0 — 180 ° 180 — 360 ° 360 — 540 ° 540 — 720 °
第一缸 作功 排气 进气 压缩
第二缸 压缩 作功 排气 进气
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
14
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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
12
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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13-4-2或为1-2-4-3
一文彻底搞懂曲轴飞轮组的构造和工作原理
一文彻底搞懂曲轴飞轮组的构造和工作原理曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮（或链轮）等组成。
四缸发动机的曲轴飞轮组▼1. 曲轴01曲轴的作用及工作要求曲轴主要功用是承受连杆传来的力，并由此产生绕自身轴线的旋转力矩，该力矩通过飞轮对外输出；另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构和发电机、水泵、转向油泵、空气压缩机等附件。
曲轴是发动机最重要的部件之一，要求用强度、冲击韧性和耐磨性都比较好的材料制造，一般采用中碳钢（如45钢）或中碳合金钢（如35Mn2、40Cr等）模锻而成。
为了提高曲轴的耐磨性，其轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工，从而达到高的精度和低的表面粗糙度。
为了提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，过渡圆角处要经滚压处理。
工作时，曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。
同时，曲轴又是高速旋转件。
因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。
02曲轴的构造曲轴一般由前端（自由端）、主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄臂、平衡重和后端（或称动力输出端，图中未示出）等组成，如下图所示。
曲轴前端用以安装水泵皮带轮、曲轴正时皮带轮（或正时齿轮、正时链轮）、启动爪等，曲轴前端的结构如下图所示。
曲轴后端凸缘用以安装飞轮，在后端轴颈与飞轮凸缘之间有挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。
曲轴前端的结构▼曲轴上磨光的表面为轴颈。
曲轴支承在曲轴箱内旋转的轴颈为主轴颈，主轴颈的轴线都在同一条直线上。
偏离主轴颈轴线用以安装连杆的轴颈为连杆轴颈（或称曲柄销），连杆轴颈之间有一定夹角。
连杆轴颈与主轴颈之间加工有润滑油道，如下图所示。
曲轴内部的油道▼将连杆轴颈和主轴颈连接到一起的部分称曲柄（或称曲柄臂），连杆轴颈和曲柄共同将连杆传来的力转变成曲轴的旋转力矩。
轴颈与曲柄之间有过渡圆角，以增加强度，如下图所示。
曲轴飞轮组的构造
曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。
皮带轮
扭转减振器
正时齿轮
飞轮
起动爪
曲轴
飞轮螺栓 主轴瓦
一、曲轴
材料：曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为 提高耐磨性和耐疲劳强度，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。 功用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋 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。 工作条件: 工作时，曲轴承受 气体压力，惯性力及惯性力矩的作 用，受力大而且受力复杂，并且承 受交变负荷的冲击作用。同时，曲 轴又是高速旋转件，因此，要求曲 轴具有足够的刚度和强度，具有良 好的承受冲击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，因此，可使曲轴获得均匀 的转速，工作平稳柔和。对于每一个气缸来说，其工作过 程和单缸机的工作过程完全相同，只不过是要求它按照一 定的顺序工作，即为发动机的工作顺序，也叫作发动机的 发火顺序。可见，多缸发动机的工作顺序(发火顺序)就是 各缸完成同名行程的次序。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1-24-3，发动机工作循环表分别见表。
连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主 轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。 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。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆 形，为了平衡惯性力，曲柄处铸有(或紧固有)平衡重 块。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。 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。 曲轴后端用来安装飞轮，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。
曲轴飞轮组课件资料
曲轴轴向间隙的检查与调整 • 调整： • 间隙过大，曲轴工作时产生窜动，加 • 速气缸磨损等； • 间隙过小，会使机件因受热膨胀而卡死。 • 轴向间隙过小或过大时，通过更换不同厚度的止推垫片 或推力轴承进行调整。
4.轴承与轴颈油膜间隙检查
1）曲轴轴颈与轴承的配合间隙，也称油膜间隙。轴承与轴颈的油膜间 隙是轴承材料和轴颈尺寸确定的。 2）切诺基主轴承油膜间隙为0.03-0.06mm，连杆轴承的油膜间隙为 0.025-0.076mm；桑塔纳主轴承油膜间隙和连杆轴承的油膜间隙均 为0.03-0.08mm,当该间隙超过极限值时，应更换轴承，必要时更换 曲轴 3）油膜间隙检查方法：用外径千分尺测量轴颈外径，用内径千分尺测 量安装好的轴承内径，内径与外径的差值即为油膜间隙。 此外，也可 用塑性塞尺进行测量。测量时把轴颈、轴承上的油擦干净，把塑性塞 尺放在轴颈上（与轴径平行），装上轴承盖，按规定力矩拧紧紧固螺 母，然后卸下轴承盖。根据被压扁的塑性塞尺的宽度与塑性塞尺标尺 的宽度对合比较，便可获得油膜间隙。
1-螺母；2-垫片；3-带轮固定盘 4、6-带轮； 5-调节垫片；7-双头螺栓；8-大螺栓；9-螺栓；10-带轮总成
无惯性盘扭转减振器
四、曲轴的检修
1.曲轴裂纹的检查 裂纹部位：一般在轴颈两端过度圆角处或油孔处。 检查方法：观察，敲击，磁力探伤。 1）清洗-涂上白色粉末-敲击-观察 2）清洗-安装在磁力探伤机上检查
6.曲轴轴向定位 .为防止曲轴轴向窜动，曲轴必须有轴向定位。
.曲轴轴向定位是通过止推装置实现的，只能有一处设置轴向定位装置。 .止推装置有翻边轴瓦、止推片、止推环、和轴向止推滚珠轴承等多种形 式。如图2-2-19 所示
三、飞轮
飞轮是一个转动惯量很大、轮缘较厚的圆盘零件，安装在曲轴后端的凸 缘上。 飞轮的作用： （1）储存做功行程的能量，为非做功行程提供动力 （2）使曲轴均匀旋转； （3）使发动机能够克服短时间的超负荷； （4）起动机通过飞轮外缘上的刻线校正发动机的点火时刻或喷油时刻。 （6）飞轮被用作传动系中摩擦式离合器的驱动件
曲轴飞轮组的构造
曲轴的轴向定位
止推环定位
1、2滑动止推轴承；3-止推环；4-正时齿轮；5-甩油盘； 6-自紧油封；7-皮带轮；8-起动爪
曲轴的轴向定位
翻边轴瓦定位
翻边轴瓦
扭转减振器的作用、类型
扭转减振器的作用 扭转减振器的类型
扭转减振器的作用
自由扭转振动 强迫扭转振动
共振
扭转振动
功率损失、曲轴扭转变形甚至扭 断、正时齿轮产生冲击噪声、磨 损严重等
飞轮的构造
飞轮的作用 飞轮的结构
飞轮的作用
储存和释放能量，使发动机运转平稳，克 服短暂的超负荷。 离合器的主动件； 飞轮齿圈起动发动机； 正时标记。
飞轮的结构
飞轮边缘部分做的厚些， 可以增大转动惯量
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。
飞轮的结构
一缸上止点记号
如图为活塞上的一缸上止点记 号，当固定在飞轮壳上的指针与飞轮 上的一缸上止点记号对齐是，第一缸 的活塞处于上止点，当然此时活塞有 可能是压缩上止点也可能是排气上止 点。即该记号只是一缸的上止点记号。
曲轴的作用、类型、结构
曲轴的作用 曲轴的要求 曲轴的类型 曲轴的结构
曲轴的作用
把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩对外输出。另外，曲轴还用来驱动发 动机的配气机构及其它各种辅助装置（如发电机、风扇、水泵、转向油泵等）。
正时齿轮 飞轮
皮带轮
曲轴的要求
曲轴工作是受到周期变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以及 他们所产生的转矩和弯矩，因此要求有足够的强度、刚度、耐磨性，并 满足动平衡的要求。
硅油式扭转减振器
硅油式扭转减振器的工作原理
当发动机动作时，减震器壳体与曲 轴一起旋转、一起振动，惯性质量则被 硅油的粘性摩擦阻尼和衬套的摩擦力所 带动。由于惯性质量相当大，因此它近 似作匀转动，于是在惯性质量与减震器 壳体间产生相对运动。曲轴的振动能量 被硅油的内摩擦阻尼吸收，使扭振消除 或减轻。