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曲轴的主要功用
曲轴的主要作用是将来自活塞连杆组的气体压力转化为扭矩,然后通过飞轮输出。也用于驱动发动机的气门机构和其他辅助设备(如发电机、风扇、水泵、转向油泵等)。发动机在工作过程中,曲轴受到周期性变化的气压、往复惯性力、离心力的综合作用以及由此产生的扭矩和弯矩。
因此,曲轴要求有足够的刚度和强度,各工作面润滑良好,耐磨,平衡性好。曲轴一般由主轴颈1、连杆轴颈2、曲柄5、平衡块4、前端轴3和后端法兰6等组成,。一个连杆轴颈,两端的曲柄和两个相邻的主轴颈构成了一个曲拐。曲拐的数量取决于发动机的气缸数及其排列方式,直列发动机的曲拐数量等于气缸数,V型和对置发动机的曲拐数量是气缸数的一半。根据单元曲拐连接方式的不同,曲轴可分为整体式和组合式两种。
除连杆大端为整体式的小型汽油机或以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机(隧道式气缸体)外,发动机中通常采用组合式曲轴。两相邻的AndyLaus之间设置有主轴颈的曲轴,称为全支撑曲轴;否则称为非全支撑曲轴。全支撑曲轴主轴颈的数量比气缸数量多一个。V型发动机完全支撑曲轴,主轴颈数为气缸数的一半多。
全支撑曲轴的优点是可以提高曲轴的刚性,主轴承的负荷小;缺点是曲轴加工面增加,主轴承数量增加,发动机本体加长。上海桑塔纳、大众波罗、奥迪A6、宝来轿车发动机的曲轴都是全支撑曲轴。非全支撑曲轴结构和制造工艺简单,多用于中小载荷的汽油机。
曲轴配重用于平衡转动惯性力及其力矩,使发动机运转平稳,减轻曲轴主轴承的负荷。对于四缸、六缸等直列式发动机,其转动惯量和转动惯量外平衡,但内部不平衡,曲轴仍承受内弯矩,。
惯性力F1、F4与F2、F3平衡,力矩M1-2与M34平衡,但M1-2和M34对曲轴产生弯曲载荷。因此,通常在曲柄的反方向放置一个配重,使其产生的力矩与上述转动惯量相平衡。配重可与曲轴制成一体,也可单独制作后用螺栓固定在曲轴上,称为组装配重。一些具有更大刚度的全支撑曲轴也可能不设置配重。曲轴是否有平衡重,必须进行动平衡试验。对于不平衡曲轴,通常在其较重的一侧钻孔。