曲軸構造解析ppt課件

第四節(jié)曲軸飛輪組,組成：曲軸、飛輪、扭轉減振器、皮帶輪、正時齒輪或鏈輪等,1,EQ6100Q-1型發(fā)動機曲軸飛輪分解圖,起動爪,起動爪鎖緊墊圈,扭轉減震器,帶輪,擋油片,定時齒輪,半圓鍵,主軸承上下軸瓦,中間軸瓦,止推片,螺柱,潤滑脂嘴,螺母,齒環(huán),圓柱銷,一、六氣缸活塞處在上止點時的記號（鋼球）,2,桑塔納2000時代超人轎車AJR發(fā)動機曲軸飛輪組零件分解圖,曲軸帶輪,曲軸正時齒形帶輪,曲軸鏈輪（驅動油泵）,止推片,主軸承下軸瓦,轉速傳感器脈沖輪,飛輪,飛輪齒圈,曲軸正時齒形帶輪,凸輪軸正時齒形帶輪,正時齒形帶,水泵齒形帶輪,張緊輪,3,4,一、曲軸,5,（一）功用1.將作用在活塞頂上的燃氣壓力轉變?yōu)榍S轉矩輸出給汽車傳動系；2.驅動配氣機構及其它附屬裝置。,6,（二）曲軸的工作條件和要求,1、工作條件：,承受周期性變化的氣體壓力、往復慣性力、離心力以及由此產生的扭矩、彎矩的共同作用。.,2、要求：,（1）足夠的剛度、疲勞強度和沖擊韌性；.,（2）各工作表面潤滑良好、耐磨；.,（3）旋轉慣性力系達到良好的平衡（離心力合力及其合力矩為零時稱為完全平衡，亦稱動平衡）。.,7,（三）材料及工藝：,（1）多采用優(yōu)質中碳鋼或中碳合金鋼如鉻鎳鋼（18CrNi5）、鉻鋁鋼（34CrAl16）模鍛而成，其主軸頸和曲柄銷工作表面均需高頻淬火或氮化，再經過精磨；其軸頸圓角過渡處不經淬火，采用滾壓強化工藝，以提高疲勞強度。優(yōu)點是機械疲勞強度高，軸頸直徑可以較細，發(fā)動機結構緊湊，但表面加工質量要求高，否則，容易引起應力集中。.,（2）過去，國產的許多發(fā)動機采用高強度的稀土球墨鑄鐵鑄造曲軸，優(yōu)點是制造成本低，鑄鐵比鋼的耐磨性、抗扭振性好，但發(fā)動機體積龐大。,8,（四）曲軸的基本組成：,（五）曲軸的結構特點：,3）曲軸后端6（功率輸出端）。.,3）V型發(fā)動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。.,整體式曲軸,1）曲軸前端3（自由端）；,3-前端軸,左、右主軸頸1.組成的曲拐；.,2-連桿軸頸（曲柄銷）,2）若干個由曲柄銷2、.,左、右曲柄5.（包括平衡塊4）、.,1-主軸頸,4-平衡塊,5-曲柄,6-后端凸緣,1）曲軸的曲拐數取決于氣缸的數目和排列形式；.,2）直列式發(fā)動機曲軸的曲拐數等于氣缸數；,5-定位螺栓,4-曲柄,9,（六）曲軸的基本分類：,組合式曲軸（6135柴油機）,可分為整體式曲軸和組合式曲軸。.,1、3-滾動軸承,2-連接螺栓,10,前端軸,連桿軸頸,曲軸軸頸,后端軸,平衡重,曲拐,曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構成。,曲柄,11,12,（1）整體式曲軸剛性好，現代汽車發(fā)動機多采用模鍛而成的中碳鋼或中碳合金鋼整體式曲軸，以追求汽車發(fā)動機結構緊湊。.,13,（2）組合式曲軸用于稀土球墨鑄鐵鑄造的曲軸，特點是制造成本低，便于系列化。.,為減輕質量和離心力（為保證剛度要求，軸頸直徑較粗），有時將曲柄銷和主軸頸做成空心的，可兼做潤滑油道。.,14,（七）曲軸的支承,1、在相鄰曲拐之間都設置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸；優(yōu)點：曲軸剛性好，不易彎曲；缺點：缸心距加大，機體加長，制造成本增加。柴油機多用全支承曲軸。2、主軸頸數等于或少于連桿軸頸數者稱為非全支承曲軸。優(yōu)缺點與全支承曲軸恰好相反。多用于中小功率的汽油機。,15,3、曲軸上有貫穿主軸頸、曲柄和連桿軸頸的油道，以便潤滑主軸頸和連桿軸頸。,16,4、曲柄和平衡重,曲柄是用來連接主軸頸和連桿軸頸的。平衡重的作用是平衡各機件產生的離心慣性力及其力矩。,17,平衡重,平衡重的作用是平衡連桿大頭、連桿軸頸和曲柄等產生的離心慣性力和離心力矩，以及平衡活塞連桿組的往復慣性力極其力矩，以使發(fā)動機運轉平穩(wěn)。還可以減小曲軸軸承的負荷。平衡重有的與曲軸制成一體，有的單獨制成零件，再用螺栓固定于曲柄上，形成裝配式平衡重，有些剛度較大的全支承曲軸沒有平衡重。,18,第一道主軸頸之前的部分。裝有驅動其他裝置的機件（正時齒輪4、,5、曲軸前端,扭轉減振器等。,帶輪7）,及起動爪8、,止推墊片3,甩油盤5、,油封6、,（驅動風扇和水泵）帶輪,滑動推力軸承,正時齒輪,起動爪,油封,甩油盤,止推墊片,用來安裝止推墊圈、曲軸正時齒輪、起動抓、擋油圈、皮帶輪、扭轉減震器,19,回油螺紋的螺旋方向應為右旋，當曲軸旋轉時，機油也被帶動旋轉，因為機油有粘性，所以受到機體后蓋孔壁的摩擦阻力Fr。,回油螺紋的封油原理,8-主軸承蓋,6、曲軸后端：,最后一道主軸頸之后的部分。一般在其后端為安裝飛輪的法蘭盤。.,曲軸前、后端的封油原理：,常用的防漏裝置有甩油盤、填料油封、自緊油封和回油螺紋等。一般發(fā)動機都采用復合式防漏裝置，由甩油盤與其它一至二種防漏裝置組成。.,曲軸前端甩油盤的外斜面應朝外，當被齒輪擠出和甩出的潤滑油落到甩油盤上時，沿壁面流回油底殼中。,Fr可分解為平行于螺紋的分力Fr1和垂直于螺紋的分力Fr2。機油在Fr1的作用下，順著螺紋槽道流回機油盤。,曲軸后端的結構（6100）,1-軸承座（曲軸箱體）.,2-甩油盤.,3-回油螺紋.,4-飛輪.,5-飛輪螺栓、螺母,6-曲軸凸緣盤.,7-填料油封.,20,軸向（推力）軸承用于限制曲軸的軸向竄動（發(fā)動機工作時，曲軸常受到離合器施加于飛輪的軸向力作用而有軸向竄動的趨勢），保證曲柄連桿機構各零件正確的相對位置。但曲軸受熱膨脹時，又應允許其自由伸長，故曲軸上的軸向定位裝置必須有，但只能設于一處，通常設在中間主軸承處?，F代汽車發(fā)動機常將徑向軸承和推力軸承合而為一，制成翻邊滑動軸承。,多層推力軸承1-凸肩2-油槽3-鋼質薄壁4-基層5-鎳涂層6-磨耗層7-油孔8-卷邊,7、曲軸主軸承,曲軸軸承按其承載方向可分為徑向軸承和軸向（推力）軸承。.,徑向軸承用于支承曲軸，一般用滑動軸承，即上、下兩半軸瓦，少數大功率柴油機用滾動軸承（與球墨鑄鐵鑄成的組合式曲軸對應）。.,21,徑向軸承軸向軸承,徑向軸承,軸向軸承,22,8、曲軸的軸向定位,（1）結構：在某一道主軸承的兩側裝止推片。止推片由低碳鋼背和減磨層組成。,23,1.單面合金止推墊圈第一道主軸頸兩側，兩片白金面分別朝外,24,2.組合翻邊止推墊圈EQ6100Q1第四道主軸頸依維柯,25,止推片一般有:翻邊軸瓦、半圓環(huán)止推片止推軸承環(huán)三種。,26,（2）安裝注意：止推片有減磨層的一面朝向轉動件。當曲軸向前竄動時，后止推片承受軸向推力；向后竄動時，前止推片承受軸向推力。,27,（3）曲軸的軸向間隙的調整：更換止推片的厚度。,28,29,9、多缸發(fā)動機曲拐布置和發(fā)火順序：曲軸的形狀和各曲拐的相對位置取決于氣缸數、氣缸排列形式和各缸的作功行程交替順序（發(fā)火順序）。,1）發(fā)火順序的要求：,(a)發(fā)動機每完成一個循環(huán)，各缸都應發(fā)火一次，且各缸作功間隔應均勻，即發(fā)火間隔角應等于720/I;,(b)應使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能遠，避免相鄰兩缸發(fā)生進氣重疊現象，同時降低主軸承負荷。,（c）V型發(fā)動機左右兩氣缸盡量交替作功。,（d）曲拐布置盡可能對稱、均勻，以使發(fā)動機工作平衡性好。,30,2）常用曲拐布置,1、直列四沖程四缸發(fā)動機曲拐對稱布置于同一平面內。相鄰作功氣缸的曲拐夾角為7200/4=1800。發(fā)動機工作順序有13421243,31,四行程四缸機工作循環(huán),六缸機:工作間隔7200/4=1800工作順序：1243（或1342）1缸作功002缸壓縮00（進氣1800）4缸進氣00（排氣1800）3缸排氣00（作功1800）,1,4,2,3,1,2,2,32,33,2、直列四沖程六缸發(fā)動機,曲拐對稱布置于三個平面內。相鄰作功氣缸的曲拐夾角為7200/6=1200。,34,四行程六缸機工作循環(huán),六缸機:工作間隔7200/6=1200工作順序：1536241缸作功005缸壓縮6003缸進氣12006缸進氣00（排氣1800）2缸排氣6004缸作功1200,1,5,3,6,2,4,35,發(fā)動機工作順序有153624和142635兩種。,36,37,空間曲拐，各平面曲拐成90夾角，發(fā)火間隔角是720/8=90。發(fā)火順序是18436572。,V型八缸發(fā)動機的曲拐布置,3、V型八缸發(fā)動機：,38,10、扭轉減振器,扭轉振動：當發(fā)動機工作時，曲軸在周期性變化的轉矩作用下，各曲拐之間發(fā)生周期性相對扭轉的現象。功用：吸收曲軸扭轉振動的能量、消除扭轉振動，避免發(fā)生共振極其引起的惡果。分類：橡膠扭轉減振器、硅油扭轉減振器、硅油-橡膠扭轉減振器和摩擦式減振器等。,39,慣性盤5與圓盤3有了相對角振動，橡膠墊4的扭轉變形消耗了扭轉振動能量，振幅減小。,6-帶盤,1、摩擦式扭轉減振器（汽車發(fā)動機）：,工作原理是使曲軸扭轉振動能量逐漸消耗于減振器內的摩擦，從而使振幅逐漸減小。,（a）橡膠式扭轉減振器,轉動慣量較大的慣性盤5與薄鋼片制成的減振器圓盤3都同橡膠墊4硫化粘結，,減振器圓盤3轂部用螺栓固裝于曲軸前端的風扇帶輪6上，后者與曲軸前端螺栓固緊，因此，圓盤3與帶輪、曲軸同步轉動，,1-曲軸前端,2-帶輪轂,3-減振器圓盤,4-橡膠墊,5-慣性盤,40,橡膠減振器的主要優(yōu)點是結構簡單、質量小、工作可靠，但橡膠對曲軸扭轉振動的衰減作用不夠強，而且，橡膠易因摩擦生熱而容易老化。.,兩個慣性盤1松套在風扇帶輪6的輪轂上（之間有襯套），軸向上在帶輪與平衡重4之間，可軸向移動，但不能相對轉動。,2,1-慣性盤2-彈簧3-曲軸4-平衡重5-摩擦片6-帶輪,（b）干摩擦式扭轉減振器,這樣，當曲軸帶動帶輪、平衡重發(fā)生扭轉振動時，由于慣性盤、帶輪、平衡重與摩擦片之間的摩擦消耗了曲軸扭轉振動的能量，振幅減小。,在帶輪6與一慣性盤之間以及平衡重4與另一慣性盤之間各有一摩擦片5。裝在兩個慣性盤之間的彈簧2使慣性盤壓緊摩擦片。,41,（c）硅油-橡膠式扭轉減振器該減振器結構緊湊（質量和容積均較?。p振性能良好。減振體2浮動地裝在密封外客1中，兩者之間間隙很?。?.5-0.7mm），其中充滿高粘度的有機硅油。當曲軸發(fā)生扭轉振動時，帶著外殼1一起振動，而轉動慣量較大的減振體2基本上是勻速轉動，于是兩者之間發(fā)生相對滑動，使硅油受剪切，摩擦生熱而消耗振動的能量，從而減小了扭轉振幅。顯然，摩擦使硅溫度升高，粘度下降，對曲軸的扭振衰減作用減弱。,150系列車用柴油機粘液摩擦式扭轉減振器1-密封外殼2-減振體3-襯套4-側蓋5-注油螺塞孔,42,飛輪,飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤.,43,（一）功用：（1）儲存動能，克服阻力使發(fā)動機的工作循環(huán)周而復始，使曲軸轉速均勻，并使發(fā)動機具有短時間超載的能力；（2）驅動其它輔助裝置；（3）傳遞扭矩給汽車傳動系，是離合器的驅動件；（4）飛輪上正時刻度記號作為配氣機構、供油系統（柴油機）、點火系統（汽油機）正時調整角度用。,44,2、要求：質量盡可能小的前提下具有足夠的轉動慣量，因而輪緣通常做得寬而厚。3、材料、工藝、結構特點：（1）一般用灰鑄鐵，當輪緣速度超過50米/秒時要采用球鐵或鑄鋼。（2）飛輪外緣上的齒圈是熱壓配的，齒圈磨損失效后可以更換，但拆裝齒圈時應注意加熱后進行。（3）多缸發(fā)動機的飛輪應與曲軸一起進行動平衡校準。為了拆裝時不破壞它們的平衡狀態(tài)，飛輪與曲軸之間的連接螺栓應不對稱布置。,發(fā)動機發(fā)火定時記號1-離合器外殼的記號2-觀察孔蓋板3-飛輪上的記號,45,構造,飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉動慣量,齒圈在發(fā)動機起動時與起動機齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉。,一缸上止點記號,46,點火正時記號1.CA6102Q飛輪上的正時記號與飛輪殼檢視孔旁的刻線對正2.BJ492Q皮帶盤上缺口與缸體上指針對正依維柯發(fā)動機,47,3.EQ6100Q-1飛輪上的正時記號與飛輪殼檢視孔旁的刻線對正皮帶盤上的缺口與齒輪蓋上450筋線對正,48,曲柄連桿機構的拆裝一、實訓目的及要求1、熟悉曲柄連桿機構的組成及其各主要機構構造、作用和裝配關系。2、熟悉發(fā)動機的工作順序和連桿軸頸排列方式，掌握曲軸軸向定位和防漏方法。3、掌握正確的拆裝順序、要求、方法二、實訓內容四缸發(fā)動機曲柄連桿機構的拆卸和裝配三、實訓設備及工、量具1、設備：發(fā)動機、翻轉架、拆裝工作臺2、工、量具：常用工具和專用工具四、實訓步驟及操作方法,49,1、曲柄連桿機構的拆卸1）拆下氣缸蓋（1）旋出氣門罩蓋的螺栓取下氣門罩蓋和擋油盤。（2）拆下進排氣歧管。（3）按要求順序旋松氣缸蓋螺栓，并取下氣缸蓋和氣缸墊。（4）拆下火花塞。2）拆下并分解曲柄連桿機構（1）拆下油底殼、機油濾網、浮子和機油泵。（2）拆下曲軸帶輪。（3）取下曲軸正時齒帶輪。（4）拆卸前油封和前油封凸緣。（5）拆卸離合器壓盤總成及飛輪為了保證其動平衡，應在飛輪與離合器殼作裝配記號。（6）拆下活塞連桿組拆下活塞連桿組前，應檢查連桿大端的軸向間隙。拆下連桿軸承蓋，將活塞連桿組從氣缸中抽出。拆下活塞連桿組后，注意連桿與連桿大頭蓋和活塞上的記號于氣缸的序號一致，如無記號，則應重新打印記號。,50,（7）檢查曲軸軸向間隙，如超過極限值，應更換推力墊圈。（8）按規(guī)定順序松開主軸承蓋螺栓，拆下主軸承蓋，取下曲軸。（9）分解活塞連桿組2、曲柄連桿機構的裝配曲柄連桿機構的裝配質量直接關系到發(fā)動機的工作性能，因此裝配須注意下列事項。（1）各零部件應徹底清洗，壓縮空氣吹干，油道孔保持暢通。（2）對于一些配合工作面（如氣缸壁、活塞、活塞環(huán)、軸頸、軸承、挺桿等）裝合前要涂以潤滑油。（3）對于有位置、方向和平衡要求的機件，必須注意裝配記號和平衡記號，確保安裝關系正確和動平衡要求，如正時記號、活塞記號、飛輪和離合器總成等的記號。（4）螺栓、螺母必須按規(guī)定的力矩分次按序擰緊。螺栓、螺母、墊片等應齊全，以滿足其完整性和完好性。,51,1）活塞連桿組的裝配（1）將同一缸的活塞和連桿放在一起，如連桿無缸號標記，應在連桿桿身上打所屬缸號記號。（2）將活塞頂部的朝前“箭頭”標記和連桿桿身的朝前“澆鑄”記號對準。（3）將涂有機油的活塞銷，用大拇指壓入活塞銷孔和連桿銅套中，如壓不進去，可用熱裝合法裝配。（4）活塞銷裝上后，要保證其與銅套的配合間隙為0.003mm0.008mm，經驗檢驗法是用手晃動活塞銷與銷孔銅套無間隙感，活塞銷垂直向下時又不會從銷孔或銅套中滑出。（5）安裝活塞銷卡環(huán)。（6）用活塞專用工具安裝活塞環(huán)，先安裝油環(huán)，再裝第二道環(huán)，最后裝第一道環(huán)，環(huán)的上下不能裝錯，標記（TOB）朝活塞頂。（7）檢查活塞環(huán)的側隙、端隙。,52,2）曲軸的安裝（1）將有油槽的上軸瓦裝入缸體，使軸承上油槽與缸體上軸承座上的油道口對正。注意上、下軸承不能裝反，然后將各道軸承涂上少許潤滑油。注意推力軸承。（2）將曲軸平穩(wěn)的放入缸體軸承孔。（3）插入半圓推力環(huán)，注意上、下環(huán)不能裝錯，有開口用于氣缸體且開口必須朝軸承。（4）按軸承蓋上打印的1、2、3、4標記，由前向后順序安裝。（5）曲軸軸承蓋螺栓應由中間向兩邊交叉、對稱、分三次擰緊，最后緊固力矩按廠家固定（桑塔納為65Nm）。軸承蓋緊固后，曲軸轉動應平滑自如，其有推力軸承軸向間隙和徑向間隙應符合廠家規(guī)定（桑塔納為0.070.17mm，徑向間隙為0.0300.080mm）（6）安裝帶輪端曲軸油封和飛輪端曲軸油封。（7）安裝飛輪，按廠家要求的力矩緊固。,53,3）活塞連桿組裝入氣缸（1）將活塞環(huán)開口錯開120度。（2）用活塞環(huán)卡箍收緊各道活塞環(huán)，將活塞組平穩(wěn)、小心地捅入氣缸，裝配時注意活塞頂部的箭頭應朝向發(fā)動機前端。（3）安裝軸承