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發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

上兩篇文章我們分別講了機體組和活塞連桿組,而這篇文章要講的是曲軸飛輪組。這一篇講完,我們就完整的講完了發動機的曲柄連桿機構。

曲軸飛輪組由曲軸、曲軸主軸承、曲軸帶輪、正時鏈輪(齒輪)、飛輪、扭轉減振器和起動爪等組成。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

⒈曲軸

曲軸作用將活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變為扭矩對外輸出;將活塞的直線運動轉變為旋轉運動;將轉矩傳遞到離合器或者是液力變矩器上;用來驅動發動機的配氣機構、機油泵、冷卻液泵、轉向泵、點火分電器、發電機和其它各種輔助裝置。

曲軸的工作條件要承受週期性變化的氣體壓力、慣性力、慣性力矩、還要承受交變載荷的衝擊,所以也就要求曲軸要有足夠的剛度和強度、耐磨性和很高的平衡性。曲軸一般會採用優質中碳鋼或者是中碳合金鋼、球墨鑄鐵鍛造。曲軸的形狀由氣缸數量、氣缸佈置、曲軸軸承數量、行程和點火順序決定。

曲軸的支承方式有全支撐曲軸和非全支撐曲軸兩種。每個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸,稱為全支撐曲軸;主軸頸數等於或者少於連桿軸頸數,稱為非全支撐曲軸。直列發動機全支撐曲軸的主軸頸數會比氣缸數多一個,而V型發動機全支撐曲軸的主軸頸數是氣缸數的一半加一個。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

主軸頸用來將曲軸支撐在曲軸箱內;連桿軸頸主要用來連線連桿大頭;曲柄臂用來連線連桿軸頸和主軸頸;平衡重用來平衡連桿大頭、連桿軸頸和曲柄臂等產生的離心力和力矩,有時候還平衡部分往復運動慣性力;曲軸前端用來安裝正時齒輪(正時帶輪、正時鏈輪)、傳動帶輪;曲軸輸出端用來安裝飛輪。

曲拐由一個連桿軸頸、兩端曲柄和主軸頸組成,曲軸的曲拐數取決於氣缸的數目、排列方式和發動機的工作順序。直列發動機的曲拐數等於氣缸數,V型發動機的曲拐數等於氣缸數目的一半。

曲軸的軸向定位是透過止推裝置實現的。在發動機工作時,曲軸會經常受到離合器施加於飛輪的軸向力,還有在上下坡行駛或者突然加減速出現的軸向力作用,這些情況就會有軸向竄動的趨勢,所以曲軸就必須有軸向定位措施。止推裝置有翻邊軸瓦、止推環和止推片等多種形式。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

⒉曲軸主軸承

曲軸主軸承也叫大瓦,主軸承的結構和連桿軸承相同,主要安裝在主軸承座孔中,將曲軸支撐在發動機的機體上。為了向連桿軸承輸送潤滑油,在主軸承上都開有油槽和油孔。有一些負荷不大的發動機,為了通用化,上下兩半軸瓦上都有油槽,也有一些發動機只在上軸瓦開有油槽和油孔,但負荷較重的下軸瓦不開油槽。一般在相應的主軸頸上都開有徑向通孔,這樣主軸承才能不斷地向連桿軸承提供潤滑油。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

⒊飛輪

飛輪是一個轉動慣性量很大的圓盤,外緣上壓有一個齒圈,與起動機的驅動齒輪齧合,飛輪多用灰鑄鐵製造。飛輪的作用:貯藏能量,在做功的時候貯存能量,用來完成其它三個行程,使發動機運轉平穩;將動力傳給離合器;利用飛輪上的齒圈起動時傳力;還有克服短暫的超負荷。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

⒋曲軸扭轉減振器

氣缸內的氣體壓力和往復運動的慣性力是週期性地作用在曲軸連桿軸頸上,給曲軸的是一個週期性的變化的扭轉外力,從而使曲軸發生忽快忽慢的轉動,就是曲軸的扭轉振動。為了消減曲軸的扭轉振動,有的發動機在曲軸前端裝有扭轉減振器。

扭轉減振器的作用:緩和非穩定工況下傳動系的扭轉衝擊載荷,改善離合器的接合平順性;降低發動機曲軸與傳動系接合部分的扭轉剛度,從而降低傳動系扭振固有頻率;還有增加傳動系扭轉阻尼,抑制扭轉共振相應的振幅,並且衰減因衝擊產生的瞬態扭震;控制傳動總成怠速時離合器和變速器的扭震,消除變速器和主減速器的扭震和噪聲。常見的扭轉減振器有橡膠式、矽油式和摩擦式等。

發動機的基本構造:曲柄連桿機構㈢

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曲軸飛輪組就講到這裡,發動機的曲柄連桿機構就講完了,下一章進入的是發動機的配氣機構。

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