曲轴飞轮【毕业论文+CAD图纸全套】

1、起动爪 第四节 曲轴飞轮组 2、起动爪锁紧垫圈 3、扭转减震器 4、带轮 5、挡油片 6、定时齿轮 7、半圆键 8、曲轴 9、主轴承上下轴瓦 10、中间轴瓦 11、止推片 12、螺柱 13、润滑脂嘴 14、螺母 15、齿环 16、圆柱销 17、一、六气缸活塞处在上止点时的记号（钢球） 图 2桑塔纳 2000时代超人轿车 曲轴带轮 曲轴正时齿形带轮 曲轴链轮 （驱动油泵） 止推片 主轴承下轴瓦 转速传感器脉冲轮 飞轮 飞轮齿圈 曲轴正时齿形带轮 凸轮轴正时齿形带轮 正时齿形带 水泵齿形带轮 张紧轮 1、作用 ： 将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴转矩输出给汽车传动系； 驱动配气机构和其他辅助装置。 . 2、工作条件 ： 3、要求 ： （ 3）旋转惯性力系达到良好的平衡（ 离心力合力及其合力矩为零 时称为 完全平衡 ，亦称 动平衡 ）。 . 4、材料及工艺 ： （ 1）多采用 优质中碳钢 或 中碳合金钢 如铬镍钢（ 18铬铝钢（ 34模锻 而成，其主轴颈和曲柄销工作表面均需 高频淬火 或 氮化 ，再经过 精磨 ；其轴颈圆角过渡处不经淬火，采用 滚压强化 工艺，以提高疲劳强度。优点是 机械疲劳强度高 ， 轴颈直径可以较细 ， 发动机结构紧凑 ，但表面加工质量要求高，否则， 容易引起应力集中 。 . 一、曲轴 承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由此产 生的扭矩、弯矩的共同作用。 . （ 1）足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性； . （ 2）各工作表面润滑良好、耐磨； . （ 2）过去，国产的许多发动机采用高强度的 稀土球墨铸铁铸造曲轴，优点是 制造成本低 ， 铸铁比钢的耐磨性 、 抗扭振性好 ，但 发动机体积庞大 。 5、 曲轴的 基本组成 ： 6、曲轴的结构特点 ： 3）曲轴后端 6（功率输出端）。 . 7、曲轴的基本分类 ： 3） 动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 . 图 2体式曲轴 可分为 整体式 曲轴和 组合式 曲轴。 . 图 2合式曲轴 （ 6135柴油机） 1）曲轴前端 3（自由端）； 3左、右 主轴颈 1.拐 ； . 2柄销） 2）若干个由 曲柄销 2、 . 左、右 曲柄 5.（包括 平衡块 4）、 . 14561）曲轴的 曲拐数 取决于 气缸的数目和排 列形式 ； . 2） 直列式 发动机曲轴的曲拐数等于气缸数； 51、 324为减轻质量和离心力（为保证刚度要求，轴颈直径较粗），有时将曲柄销和主轴颈做成空心的，可兼做润滑油道。 . 第一道主轴颈之前的部分（图 2装有驱动其他装置的机件（正时齿轮 4、 . 图 2轴前端结构 止推垫片 （驱动风扇和水泵）带轮 起动爪 油封 甩油盘 正时齿轮 滑动推力轴承 （ 1）整体式 曲轴刚性好 ，现代汽车发动机多采用 模锻 而成的 中碳钢 或 中碳合金钢 整体式曲轴，以追求汽车发动机 结构紧凑 。 . （ 2）组合式曲轴用于 稀土球墨铸铁铸造 的曲轴，特点是 制造成本低 ， 便于系列化 。 . (a)全支承曲轴 : 在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈 。 . 优点是 曲轴刚性好 ， 不易弯曲 ，缺点是 缸心距加大 ， 机体加长 ， 制造成本增加 。柴油机多用 全支承曲轴。 . (b)非全支承曲轴 : 多用于中小功率的汽油机。 . (4)曲轴前端 ： 扭转减振器等。 带轮 7 ） . 及起动爪 8、 . 止推垫片 3、 . 甩油盘 5、 . 油封 6、 . 回油螺纹的螺旋方向应为右旋，当曲轴旋转时，机油也被带动旋转，因为机油有粘性，所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力 图 2油螺纹的封油原理 8(5)曲轴后端 ： 最后一道主轴颈之后的部分。一般在其后端为安装飞轮的法兰盘。 . 曲轴前、后端的封油原理 ： 常用的防漏装置有 甩油盘 、 填料油封 、 自紧油封 和 回油螺纹 等。一般发动机都采用复合式防漏装置，由甩油盘与其它一至二种防漏装置组成。 . 曲轴前端甩油盘的外斜面应朝外，当被齿轮挤出和甩出的润滑油落到甩油盘上时，沿壁面流回油底壳中。 油在着螺纹槽道流回机油盘。 图 2轴后端的结构（ 6100） 1轴箱体） . 2. 3. 4. 5母 6. 7. 轴向（推力）轴承用于 限制曲轴的轴向窜动 （发动机工作时，曲轴常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势），保证曲柄连杆机构各零件正确的相对位置。 但曲轴受热膨胀时，又应允许其自由伸长 ，故曲轴上的轴向定位装置必须有，但只能设于一处，通常设在中间主轴承处。现代汽车发动机常将径向轴承和推力轴承合而为一，制成翻边滑动轴承。 图 2层推力轴承 1 2 3 4 5 6 7 8(6)曲轴主轴承 ： 曲轴轴承按其承载方向可分为 径向轴承 和 轴向（推力）轴承 。 . 径向轴承用于 支承曲轴 ，一般用 滑动轴承 ，即上、下两半轴瓦，少数大功率柴油机用 滚动轴承 （与球墨铸铁铸成的组合式曲轴对应）。 . 平面曲拐 ，相邻曲拐两两相对（图 2发火顺序是 1或12431， 发火间隔角等于 720/ 4=180。 图 2列四缸发动机曲拐布置 (7)多缸发动机曲拐布置和发火顺序 ：曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于 气缸数 、 气缸排列形式 和各缸的作功行程交替顺序（ 发火顺序 ）。 . 发火顺序的要求 ： (a)发动机每完成一个循环，各缸都应发火一次，且 各缸作功间隔应均匀 ，即发火间隔角应等于 720/ I;. (b)应使 连续作功的两缸相距尽可能远 ，避免相邻两缸发生进气重叠现象，同时降低主轴承负荷。 . 直列四缸发动机 ： 空间曲拐 ，各平面曲拐成 120 夹角， 发火间隔角是 720/ 6=120 （图 2发火顺序是 15 3 6 2 4 1或 1 4 2 6 3 5 1。 图 2列六缸发动机的曲拐布置 直列六缸发动机 ： 表 2列六缸机工作循环表 （发火顺序： 1 空间曲拐 ，各平面曲拐成 90 夹角， 发火间隔角是 720/ 8=90 （图 2发火顺序是 184365721。 图 2型八缸发动机的曲拐布置 但曲轴的局部（即 内部 ）却受到较大的弯曲力矩，过大会使 主轴承过载，振动加剧 。因此， 四缸机 一般在 曲柄的反方向上 设置平衡重，通常采用 四块平衡重 ，以免曲轴 转动惯量过大 ，容易发生 共振 ，降低发动机 最高工作转速 。六缸机通常采用 八块平衡重 ，方案较多。 （ a ）受力分析 （b）平衡重布置 图 2直列四缸机平衡重作用示意图 (8)曲轴平衡重布置 ： 平衡重一般 用于平衡发动机不平衡的离心力及离心力矩，有时也被用于部分平衡往复惯性力 。 . 对于汽车发动机常用的 直列四缸机 、 六缸机 ， 从整体上看，旋转惯性力系和一阶往复惯性力系已得到完全平衡 （由于 曲拐均匀布置且相对于曲轴中央主轴颈成镜面对称 ，惯性力合力及其合力矩均为零）（六缸机二阶往复惯性力系也已得到完全平衡，但四缸机的二阶往复惯性力系惯性力合力不为零）， . 二、曲轴扭转减振器 曲轴转动惯量愈大，自振频率愈低，愈易发生 共振 ，曲轴 扭转振幅极大 ， 破坏配气相位的准确性 ，产生 冲击噪声 ，甚至导致曲轴因扭转变形过大而 断裂 。 . 曲轴是一种 扭转弹性系统 ，连杆作用于曲柄销上的力呈周期性变化，使曲轴 转速忽快忽慢 ，造成曲轴的 扭转振动 。 . 因此，对 曲轴刚度较小 、 转动惯量较大 、 缸数多 及 转速高 的发动机，一般在曲轴前端装有 曲轴扭转减振器 ，此处扭转振幅最大。 惯性盘 5与圆盘 3有了相对角振动，橡胶垫 4的扭转变形消耗了扭转振动能量，振幅减小。 图 2胶式扭转减振器 61、摩擦式扭转减振器 （汽车发动机）： 其工作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。可分为： （ a） 橡胶式扭转减振器 （图 2 转动惯量较大的惯性盘 5与薄钢片制成的减振器圆盘 3都同橡胶垫 4硫化粘结， 减振器圆盘 3毂部用螺栓固装于曲轴前端的风扇带轮 6上，后者与曲轴前端螺栓固紧，因此，圆盘 3与带轮、曲轴同步转动， 12345 橡胶减振器的主要优点是结构简单、质量小、工作可靠，但橡胶对曲轴扭转振动的衰减作用不够强，而且，橡胶易因摩擦生热而容易老化。 . 两个惯性盘 1松套在风扇带轮 6的轮毂上（之间有衬套），轴向上在带轮与平衡重 4之间， 可轴向移动，但不能相对转动 。 2 图 21 2 34 56（ b）干摩擦式扭转减振器 （图 2: 这样，当曲轴带动带轮、平衡重发生扭转振动时，由于 惯性盘、带轮、平衡重与摩擦片之间的摩擦消耗了曲轴扭转振动的能量，振幅减小。 在带轮 6与一惯性盘之间以及平衡重 4与另一惯性盘之间各有一摩擦片 5。装在两个惯性盘之间的弹簧 2使惯性盘压紧摩擦片。 （ c）硅油 图 2: 该减振器结构紧凑（质量和容积均较小）、减振性能良好。 减振体 2浮动地装在密封外客 1中，两者之间间隙很小（ 其中充满高粘度的有机硅油。当曲轴发生扭转振动时，带着外壳 1一起振动，而转动惯量较大的减振体 2基本上是匀速转动，于是两者之间发生相对滑动，使硅油受剪切，摩擦生热而消耗振动的能量，从而减小了扭转振幅。显然，摩擦使硅温度升高，粘度下降，对曲轴的扭振衰减作用减弱。 图 2150系列车用柴油机粘液摩擦式扭转减振器 12345三、飞轮 1、作用 ：（ 1） 储存动能 ，克服阻力使发动机的工作循环周而复始，使曲轴转 速均匀，并使发动机具有短时间超载的能力； （ 2） 驱动其它辅助装置； （ 3） 传递扭矩给汽车传动系，是离合器的驱动件； （ 4） 飞轮上正时刻度记号作为配气机构、供油系统（柴油机）、点 火系统（汽油机） 正时调整角度用 。 2、要求 ： 质量尽可能小的前提