汽车机械基础（第4版）课件 项目3 任务3.2 汽车发动机曲轴轴承工作原理分析

李亚杰汽车机械基础项目3汽车机械零部件认知任务3.2汽车发动机曲轴轴承工作原理分析汽车发动机曲轴轴承【任务描述】汽车发动机曲轴轴承是用来将曲轴支承在发动机缸体上，保证曲轴平稳运转、可靠润滑的重要部件。轴承是机械装置中用于对相对运动中的运动件进行支承和（或）相对于其他零件进行导向的机械部件，它能保证轴和轴上零部件的回转精度和安装位置，减少摩擦与磨损，承受载荷。不同类型的轴承的结构特点、工作原理与应用场合不同。

根据轴承的工作原理分为：滑动摩擦轴承（滑动轴承）和滚动摩擦轴承（滚动轴承）。

工作时，轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承。滑动轴承主要应用于高速、重载、高精度、结构上需要剖分和低速受冲击与振动载荷作用的场合。滚动轴承是标准件，具有摩擦阻力小、机械效率高、具有互换性、结构紧凑、重量轻、磨损小、使用寿命长等一系列优点，但也具有噪音大、结构比较复杂、成本较高等缺点。滚动轴承广泛应用在一般机械中。滑动轴承滚动轴承一、滑动轴承1.滑动轴承的分类（1）根据载荷形式分类滑动轴承根据载荷形式可分为静载滑动轴承和动载滑动轴承。承受大小和方向均不变的载荷的滑动轴承是静载滑动轴承，承受大小和（或）方向变化的载荷的滑动轴承是动载滑动轴承。（2）根据承受载荷的方向分类①径向滑动轴承：径向滑动轴承是承受径向（垂直于旋转轴线）载荷的滑动轴承。②止推滑动轴承：止推滑动轴承是承受轴向（沿着或平行于旋转轴线）载荷的滑动轴承。径向滑动轴承止推滑动轴承③径向止推滑动轴承：径向止推滑动轴承是同时承受径向和轴向载荷的滑动轴承。①径向滑动轴承整体式径向滑动轴承由轴承座和轴套组成。轴承座轴套a.整体式径向滑动轴承轴承座轴套轴承座用螺栓与机座连接，顶部设有安装注油杯的螺纹孔，轴套上开有油槽。这种轴承构造简单、成本低，但轴瓦磨损后无法修整，且装拆不方便，轴颈只能从端部装入。因此，粗重的轴和具有中间轴颈的轴（如内燃机曲轴）就不便或无法安装。所以，整体式径向滑动轴承常用于低速、轻载和间歇工作场合，如手动机械、农业机械。b.剖分式径向滑动轴承

剖分式径向滑动轴承由轴承底座、轴承盖、连接螺栓和轴瓦等组成。轴承底座轴瓦轴承盖连接螺栓对开式正滑动轴承对开式斜滑动轴承剖分式径向滑动轴承在装拆轴时，轴颈不需要轴向移动，装拆方便，维修方便，应用广泛。汽车发动机曲轴轴承采用的就是剖分式径向滑动轴承。②止推滑动轴承止推滑动轴承由轴承座和止推轴瓦组成。轴承座止推轴瓦③径向止推滑动轴承2.滑动轴承组件的构成薄壁轴瓦（1）轴瓦轴瓦是包角为180°的径向滑动轴承。根据壁厚不同，轴瓦分为薄壁轴瓦和厚壁轴瓦。一端或两端带有止推边（法兰）的轴瓦称为带止推边轴瓦（有法兰轴瓦）。根据层数不同，轴瓦分为单层轴瓦和多层轴瓦。厚壁轴瓦带止推边轴瓦（2）轴套轴套是径向滑动轴承中与轴颈相匹配的可替换的管状轴承零件，其内表面和（或）外表面是滑动轴承的滑动面。卷制轴套带止推边轴套油孔和油槽开设位置与形式3.滑动轴承结构要素为了在摩擦表面间加注润滑剂，应在轴承上方开设注油孔。压力供油时，油孔也可以开在两侧。为了将润滑剂引入轴承，并布满工作表面，应在轴瓦内表面的非承载区开设油槽。油槽按油槽走向有轴向、周向、斜向和螺旋线等形式。设计油槽时，轴向油槽不得在轴承的全长上开通，油槽长度一般为轴承长度的80%左右，以免润滑剂流失过多。4.轴承材料轴承材料是具有改善滑动轴承使用性能作用的材料。滑动轴承材料主要是指轴承层（衬层）和磨合层（覆层）的材料。当采用贵重金属轴承材料做轴瓦（轴套）时，为了节省材料，增加轴瓦（轴套）强度，常在轴瓦（轴套）基体（钢或铜）内表面上浇铸一层轴承合金作为磨合层（覆层），轴瓦（轴套）基体叫轴瓦（轴套）衬背。1—轴瓦（轴套）衬背

2—轴承层（衬层）

3—磨合层（覆层）二、滚动轴承1.滚动轴承的组成外圈：支承零件或轴系；保持架:将滚动体均匀分开。内圈：支承轴；滚动体：使滑动变滚动；各组成部分的作用：工作时，轴承与轴颈之间产生滚动摩擦的轴承，称为滚动轴承。滚动轴承依靠滚动体与轴承座圈之间的滚动接触工作。滚动体类型滚动体是滚动轴承的核心零件，其种类有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、长弧面滚子等六种。向心轴承--主要用于承受径向载荷。推力轴承--主要用于承受轴向载荷。向心轴承由滚动体、保持架、内圈、外圈等组成。滚动体保持架轴圈座圈推力轴承由滚动体、保持架、轴圈（安装在轴上的轴承垫圈）、座圈（安装在轴承座内的轴承垫圈）等组成。（1）按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分类2.滚动轴承结构类型向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角；推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角为。

轴承公称接触角是指滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承径向平面的夹角。向心轴承径向接触轴承角接触向心轴承推力轴承角接触推力轴承轴向接触轴承（2）按滚动体的种类分类球轴承--滚动体为球的轴承。滚子轴承--滚动体为滚子的轴承。滚子轴承按滚子种类的不同又分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和长弧面滚子轴承。

圆柱滚子轴承滚针轴承

圆锥滚子轴承调心滚子轴承长弧面滚子轴承（3）按其能否调心分类调心轴承—轴承滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间较大角偏差及角运动的轴承是调心轴承。非调心轴承—能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承是非调心轴承。调心滚子轴承深沟球轴承（非调心）（4）按滚动体的列数分类单列轴承—具有一列滚动体的轴承。双列轴承—具有两列滚动体的轴承。多列轴承—具有多于两列滚动体的轴承。单列圆柱滚子轴承双列圆锥滚子轴承多列圆柱滚子轴承（5）按主要用途分类通用轴承—应用于通用机械或一般用途的轴承是通用轴承。专用轴承—专门用于或主要用于特定主机或特殊工况的轴承是专用轴承。奔驰卡车专用轴承通用轴承3.滚动轴承的代号

前置、后置代号是滚动轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充说明。

滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下：前置代号基本代号后置代号基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是滚动轴承代号的基础。

滚动轴承类型较多，加之同一系列中有不同的结构、尺寸精度及技术要求，为便于组织生产和选用，国家标准规定每一滚动轴承用同一形式的一组数据表示，称为滚动轴承代号，并压印在滚动轴承端面上。类型代号尺寸系列代号内径代号基本代号阿拉伯数字或大写拉丁字母表示

1—调心球轴承

3—圆锥滚子轴承

5—推力球轴承

6—深沟球轴承

7—角接触球轴承

N—圆柱滚子轴承

C—长弧面滚子轴承内径尺寸代号1000120115021703代号×504~96滚动轴承基本代号具有相同内径的轴承在外径和宽度（或高度）方面的变化，按7、8、9、0、l、2、3、4、5的顺序，外径依次增大，轴承的承载能力也相应增大。由轴承的宽(高)度系列和直径系列代号(2位数字)组成。向心轴承用宽度系列代号表示，按8、0、l、2、3、4、5、6的顺序排序；推力轴承用高度系列代号表示，按7、9、l、2的顺序排序。代号示例N2210：

N——圆柱滚子轴承；

22——尺寸系列代号，其中宽度系列代号为2，直径系列代号为2；

10——内径代号d=10×5=50mm。73211：

7——角接触球轴承；

32——尺寸系列代号，其中宽度系列代号为3，直径系列代号为2；

11——内径代号d=11×5=55mm。

实例：序号汽车发动机曲轴轴承的类型与工作原理分析1发动机曲轴轴承类型

分析汽车发动机曲轴轴承主要包括连杆轴承和曲轴主轴承，其结构基本相同，主要用来减少摩擦和减轻曲轴等零件的磨损。汽车发动机曲轴轴承采用的是

轴承，即曲轴

。因为对于

轴承，在拆装轴时，轴颈不需要轴向移动，拆装、维修方便，轴瓦可以轻松装到曲轴上。而汽车发动机曲轴轴承不能采用

轴承，因为曲轴中心线不在一条

上，所以，滚动轴承根本不可能安装到汽车发动机曲轴的内部轴颈上。