4.1 曲轴飞轮组结构与工作原理 教学内容预告： 一、曲轴飞轮组组成与结构及材料 二、连杆校正与故障集锦 三、减振器简介 曲轴飞轮组组成 由曲轴、飞轮、减振器等组成。 一、曲轴飞轮组组成与结构及材料 1、曲轴 1）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； 2）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。 3）构造： 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。 （1）主轴颈和连杆轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分。 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。 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。 （2）曲柄和平衡重： 曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。 平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性 力及其力矩。 影视 （3）内燃机运转平稳性简介 1）、造成不平稳的因素： 1、活塞对曲轴的驱动转矩呈周期变化， 使内燃机转速时快时慢 2、活塞和连杆往复运动的惯性力得不到 平衡，也使内燃机产生振动 2 2）、提高平稳性的措施：）、提高平稳性的措施： 1 1、提高运转平稳性、提高运转平稳性 A A、曲轴尾安装飞轮曲轴尾安装飞轮 输出力矩输出力矩 阻力矩时，飞轮吸收能量，限制速阻力矩时，飞轮吸收能量，限制速 度的猛然上升；输出力矩度的猛然上升；输出力矩 阻力矩时，飞轮释放能阻力矩时，飞轮释放能 量克服阻力矩，限制转速猛然下降。量克服阻力矩，限制转速猛然下降。 B B、采用多缸机来增加作功行程的密度。并注意合采用多缸机来增加作功行程的密度。并注意合 理分布相邻作功两缸的相对位置。理分布相邻作功两缸的相对位置。 直 列 四 冲 程 发发 动动 机 的 曲 拐 布 置 图图 直 列 四 冲 程 六 缸 发发 动动 机 曲 拐 布 置 V 型 八 缸 发发 动动 机 的 空 间间 曲 拐 2 2）、提高平稳性的措施：）、提高平稳性的措施： 2 2、惯性力的平衡、惯性力的平衡 单缸机：平衡性最差，采用复杂的平衡机单缸机：平衡性最差，采用复杂的平衡机 构来平衡。构来平衡。 两缸机：平衡性稍好，但是必须采用平衡两缸机：平衡性稍好，但是必须采用平衡 措施。（设置配重块）措施。（设置配重块） 四缸以上机：自身平衡性好，可以不采取四缸以上机：自身平衡性好，可以不采取 平衡措施，但是曲轴刚度差平衡措施，但是曲轴刚度差 时也可以设置平衡重块。时也可以设置平衡重块。 （3）曲拐的布置 布置原则： 1)使各缸作功间隔角尽量相等。对直 列多缸四冲程发动机，作功间隔角 为7200/缸数。 2)连续作功的两缸相隔尽量远，减少 主轴承连续载荷和避免相邻两缸进 气门同时开启的抢气现象。 3)V型发动机左右两气缸尽量交替作功 常用曲拐布置： 直列四冲程四缸发动机 曲拐对称布置于同一平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为 7200/4=1800。 发动机工作顺序有 1342 1243 1.4 2.3 曲轴转轴转 角 第一缸 第三缸 第四缸 第二缸 0180 作 功 压 缩 进 气 排 气 180360 排 气 作 功 压 缩 进 气 360540 进 气 排 气 作 功 压 缩 540720 压 缩 进 气 排 气 作 功 其工作循环表如下： 直列四冲程六缸发动机 曲拐对称布置于三个平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为 7200/6=1200。 发动机工作顺序有两种: 1）153624 2）142635 1.6 2.5 3.4 1.6 3.42.5 1-5- 3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 （4）前端轴与后端轴作用 前端轴用来安装正时齿轮、 皮带轮及起动爪等；后端轴有凸 缘盘，用来安装飞轮。 （5）前后端的密封曲轴前后端都伸 出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴 颈流出，在曲轴前后都设有防漏 装置。 （6）常用的防漏装置： 挡油盘、填料油封、自紧油封、回 油螺纹等。 4）曲轴的轴向定位 （1） 结构： 在某一道主轴承的两侧装止推片， 止推片由低碳钢背和减磨层组成。 （2） 安装注意： 止推片有减磨层的一面朝向转动件。当 曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力； 向后窜动时，前止推片承受轴向推力。 （3）曲轴的轴向间隙的调整： 更换止推片的厚度。 2、飞轮 1）功用 （1）贮存能量： 在作功行程贮存能量，用以完成其 它三个行程，使发动机运转平稳。 （2）利用飞轮上的齿圈起动时传力。 （3）将动力传给离合器。 （4）克服短暂的超负荷。 2）构造 （1）飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。 （2）有的飞轮上有 一缸上止点记号和 供油提前角刻度线 ，以便调整和检验 供油提前角和气门 间隙。 0 510 15 二、连杆校正与故障集锦 1、连杆校正方法： 2、故障举偶 1）连杆弯扭变形 2）连杆大头盖脱开 三、减振器简介 1、扭转振动原理的简单介绍 1）几个概念 A、自由扭转振动 B、振幅 C、自振频率或固有频率 D、强迫扭转振动 E、共振 三、减振器简介三、减振器简介 2 2、扭转振动对发动机的影响、扭转振动对发动机的影响 把飞轮看作相对的静止件，曲轴的飞轮端把飞轮看作相对的静止件，曲轴的飞轮端 可看作固定端，另一端看作自由端可看作固定端，另一端看作自由端 ，各缸气体 压力和往复运动件的惯性力作用在曲轴连杆轴 颈上，给曲轴一个周期变化的扭转力，曲轴相 对于飞轮发生强迫扭转振动；另外活塞连杆组 等运动件的惯性也会使曲轴产生强迫扭转振动 。曲轴的自由扭转振动和这两种强迫振动有可 能发生共振，从而引起曲轴扭转变形甚至扭断 ，正时齿轮也会产生冲击噪音。 三、减振器简介三、减振器简介 3 3、扭转减振器的功用、扭转减振器的功用 为了减少振动，一般在发动机的扭为了减少振动，一般在发动机的扭 转振幅最大的曲轴前端加装了扭转减振转振幅最大的曲轴前端加装了扭转减振 器。减振器的功用就是吸收曲轴扭转振器。减振器的功用就是吸收曲轴扭转振 动的能量、消减扭转振动，避免发生强动的能量、消减扭转振动，避免发生强 烈的共振烈的共振 。 三、减振器简介三、减振器简介 4 4、扭转减振器的构造和工作原理、扭转减振器的构造和工作原理 橡胶式减振器 1 减振体 2 橡胶 轮毂 硅油式减振器