第3章 机体组及曲柄连杆机构.ppt

二 曲轴扭转减振器 曲轴是一种扭转弹性系统，本身具有一定的自振频率。 在发动机工作过程中，经连杆传给连杆轴颈的作用力的大小和方向都是周期性地变化的，这种周期性变化的激力作用在曲轴上，引起曲拐回转的瞬时角速度也呈周期性变化。 由于固装在曲轴上的飞轮转动惯量大，其瞬时角速度基本上可看作是均匀的。 曲拐便会忽而比飞轮转得快，忽而又比飞轮转得慢，形成相对于飞轮的扭转摆动，这就是曲轴的扭转振动。 当激力频率与曲轴自振频率成整数倍关系，曲轴扭转振动便因共振而加剧。 这将使发动机功率受到损失，正时齿轮或链条磨损增加，严重时甚至将曲轴扭断。 为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。 汽车发动机最常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器，其作用原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。 三 主轴承和曲轴止推轴承 主轴颈 止推垫片 止推垫片 连杆轴颈 主轴承盖 四 飞轮 (Flywheel) 主要功用 (Function)： 将在作功行程中传输给曲轴的功的一部分贮存起来，用以在其他冲程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点； 保证曲轴的旋转角速度和输出扭矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷； 在结构上飞轮又往往用作汽车传动系中摩擦离合器的驱动件。 飞轮是一个转动惯量很大的圆盘。 为什么飞轮的大部分质量都集中在轮缘？ 为了在保证有足够的转动惯量的前提下，尽可能减小飞轮的质量，应使飞轮的大部分质量都集中在轮缘上，因而轮缘通常做得宽而厚。 材料： 灰铸铁制造，当轮缘的圆周速度超过50m/s时要采用强度较高的球铁或铸钢制造。 动平衡 多缸发动机的飞轮应与曲轴一起进行动平衡，否则在旋转时因质量不平衡而产生的离心力，将引起发动机振动并加速主轴承的磨损。 为了在拆装时不破坏它们的动平衡状态，飞轮与曲轴之间应有严格的相对位置，用定位销或不对称布置螺栓予以保证。 五 平衡机构 　　连杆杆身通常做成“工字形断面，抗弯强度好，重量轻，大圆弧过渡，且上小下大，采用压力法润滑的连杆，杆身中部都制有连通大、小头的油道。 连杆杆身 (Body) 第三节 活塞连杆组 ? 组成： 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承组成。 功用： 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的扭矩，以驱动汽车车轮转动。 　　连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，大头有整体式和分开式两种。一般都采用分开式，分开式又分为平分和斜分两种。　　 连杆大头 (Big end) 　平分——分面与连杆杆身轴线垂直，汽油机多采用这种连杆。因为，一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气缸直径，可以方便地通过气缸进行拆装，故常采用平切口连杆。 　斜分——分面与连杆杆身轴线成30～60°夹角。柴油机多采用这种连杆。因为，柴油机压缩比大，受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸往往超过了气缸直径，为了使连杆大头能通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口，最常见的是45°夹角。 连杆轴瓦 ( Bush) 　轴瓦分上、下两个半片，目前多采用薄壁钢背轴瓦，在其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨损等特点。耐磨合金常采用的有巴氏合金，铜铅合金，高锡铝合金。连杆轴瓦的背面有很高的光洁度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装入连杆大头孔内时，又有过盈，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性和延长使用寿命。 　为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。 连杆螺栓 ( Bolt) 第四节 曲轴飞轮组 主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。 动 画 起动爪 正时齿轮 主轴瓦 皮带轮 扭转减振器 飞轮 曲轴 一 曲轴 (Crankshaft) 功用 (Function)： 承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。 工作环境 (Work environment ) 在发动机工作中旋转，受旋转质量的离心力，周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好。 材料 (Material) ： 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。 曲轴主要由三部分组成 (Main Parts)： ? 曲轴的前端(或称自由端)； ? 若干个曲柄销和它左右两端的曲柄臂，以及前后两个主轴颈组成的曲拐； ?曲轴后端(或称功率输出端)。 曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。