曲軸的構(gòu)造

曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸（曲柄銷(xiāo)）、曲柄臂、平衡重（并非所有曲軸都有）、前端（自由端）和后端（功率輸出端）等組成。

①主軸頸與連桿軸頸內(nèi)燃機(jī)的主軸頸與連桿軸頸都是尺寸精度較高和粗糙度較低的圓柱體，它們以較大的圓弧半徑與曲柄臂相連接。主軸頸是用來(lái)支承曲軸的，880KW柴油發(fā)電機(jī)工廠(chǎng)，曲軸繞主軸頸中心高速旋轉(zhuǎn)。主軸頸多為實(shí)心的，而球墨鑄鐵的曲軸主軸頸與連桿軸頸大多是空心的，其優(yōu)點(diǎn)是可以減少旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，從而減少其離心力；同時(shí)可作為潤(rùn)滑油離心濾清的空腔。主軸頸與連桿軸頸采用壓力潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油通過(guò)曲柄臂中的斜油道被壓送至連桿軸頸空腔內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，將機(jī)油中密度大的金屬磨屑及其他雜質(zhì)甩向空腔的外壁，內(nèi)側(cè)干凈的機(jī)油通過(guò)油管流到連桿軸頸及軸承摩擦表面。

②曲柄臂（簡(jiǎn)稱(chēng)曲柄）曲柄臂的作用是連接主軸頸與連桿軸頸，通常制成橢圓形或圓形，其厚度與寬度應(yīng)使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度。

③平衡重平衡重通常設(shè)在與連桿軸頸相對(duì)的一側(cè)曲柄臂上，其形狀多為扇形。平衡重的作用是平衡連桿軸頸及曲柄臂的重量、離心力及其力矩，以減輕主軸承的載荷，增加運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。

④曲軸的前端曲軸的前端制成有臺(tái)肩的圓柱形。其上分別裝有正時(shí)齒輪、擋油圈、油封、帶輪和止推片等零件。有些中小功率內(nèi)燃機(jī)曲軸前端設(shè)有啟動(dòng)爪，另有一些高速內(nèi)燃機(jī)曲軸前端裝有扭轉(zhuǎn)減振器，還有些工程機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)的曲軸前端設(shè)有動(dòng)力輸出裝置。

⑤曲軸的后端一般曲軸的后端設(shè)有油封、回油螺槽、后凸緣等結(jié)構(gòu)。曲軸后端的尾部伸出機(jī)體外，以便將內(nèi)燃機(jī)的功率輸送給配套機(jī)具的傳動(dòng)裝置。后端多裝有飛輪，通過(guò)花鍵或凸緣與其相配，然后用螺栓固緊。山于飛輪尺寸大而重，因此對(duì)螺栓的緊固有一定的要求。

（4）曲軸的形狀和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序

曲軸的形狀及曲柄銷(xiāo)間的相互位置（即曲拐的布置）與沖程數(shù)、汽缸數(shù)、汽缸排列方式和各汽缸做功行程發(fā)生的順序（稱(chēng)為發(fā)火次序或工作順序）有關(guān)。曲軸的形狀要同時(shí)滿(mǎn)足慣性力的平衡和發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)性的要求。

就四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)而言，曲軸每轉(zhuǎn)兩圈（即一個(gè)工作循環(huán)），每缸都應(yīng)發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時(shí)間（以°CA表示）應(yīng)力求均勻。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)有個(gè)汽缸，則發(fā)火間隔應(yīng)為720°/i°CA，即曲軸每轉(zhuǎn)720°/i時(shí)，就應(yīng)有一個(gè)缸做功，這樣才能使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)?，F(xiàn)就常用的4缸、6缸和V型8缸發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)明如下。

①四沖程直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)因缸數(shù)i=4，所以發(fā)火間隔應(yīng)為720°/4一180°CA。其曲柄銷(xiāo)布置4個(gè)曲柄銷(xiāo)布置在同一平面內(nèi)，1、4缸的曲柄銷(xiāo)朝上時(shí)，2、3缸的朝下，1、4缸與2、3缸相隔180°。

曲枘銷(xiāo)的另種布置形式是將述一種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的著火次序是，只有少數(shù)進(jìn)內(nèi)燃機(jī)采用這種著火次序。

按發(fā)火次序看，前后兩個(gè)汽缸的做功行程有60°是重疊的，這種現(xiàn)象是容易理解的。因?yàn)楦髌组g做功行程的間隔是120°，而每個(gè)汽缸的做功行程本身都是180°，就必然有前后兩個(gè)汽缸的做功行程有60°的重疊角。在這個(gè)60°中，兩個(gè)汽缸都在做功，個(gè)汽缸做功未完，后一個(gè)汽缸做功已經(jīng)開(kāi)始。這種做功行程重疊的現(xiàn)象對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平穩(wěn)性是非常有利的。

③四沖程v型8缸機(jī)大多將汽缸排列成雙列v形（兩列汽缸的中心線(xiàn)夾角常取90°）。因其汽缸數(shù)i=8，所以，各缸發(fā)火間隔應(yīng)為720°/8=90°CA。通常，這種發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列汽缸中相對(duì)的一對(duì)連桿共裝在一個(gè)曲柄銷(xiāo)上，所以v型8缸機(jī)只有4個(gè)曲柄銷(xiāo)。一般情況下，將4個(gè)曲柄銷(xiāo)布置在兩個(gè)互成90°的平面內(nèi)。v型8缸機(jī)常用的發(fā)火次序?yàn)?-5-4-2-6-3-7-8。

曲軸裂紋和折斷的原因、檢驗(yàn)及修理

1)原因其原因除與曲軸彎、扭大致相同外，還有以下幾個(gè)方面。

①光磨軸頸時(shí)，沒(méi)有使軸頸與曲軸臂（曲柄）連接處保持一定的內(nèi)圓角（一般要求軸頸的內(nèi)圓角為1~3mm之間）引起應(yīng)力集中而使曲軸斷裂。

②軸承的間隙過(guò)大或合金脫落，引起沖擊載荷的增大。

③曲軸長(zhǎng)期工作后發(fā)生疲勞損傷。

④曲軸經(jīng)常在臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。

⑤汽缸體變形，曲軸軸承座不正，修配曲軸軸承時(shí)，各曲軸軸承座孔不在一軸線(xiàn)上。

⑥潤(rùn)滑油道不暢通，曲軸處于半干摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致曲軸裂斷。

⑦曲軸材質(zhì)不佳，或制造時(shí)存有缺陷。

⑧曲軸平衡遭到破壞，曲軸受到很大的慣性沖擊，使曲軸疲勞而裂斷。

汽缸與汽缸套

汽缸是用來(lái)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形空間。汽缸內(nèi)壁與活塞頂、汽缸蓋底面共同構(gòu)成燃燒室，其表面在工作時(shí)與高溫、高壓燃?xì)饧皽囟容^低的新鮮空氣交替接觸。由于燃?xì)鈮毫蜏囟鹊挠绊?，加之活塞相?duì)于汽缸內(nèi)壁的高速運(yùn)動(dòng)和側(cè)壓力的作用，使汽缸表面產(chǎn)生磨損。當(dāng)汽缸壁磨損到一定程度后，活塞環(huán)與汽缸壁之間就會(huì)失去密封性，大量燃?xì)饴┤肭S箱，使柴油機(jī)性能惡化，而且機(jī)油也較易變質(zhì)。因此對(duì)汽缸的材料、加工精度和表面粗糙度都有較高要求。通常內(nèi)燃機(jī)的大修期限是根據(jù)汽缸壁面的磨損情況來(lái)決定的。

為了提高汽缸的強(qiáng)度和耐磨性，便于維修和降低成本，通常采用較好的合金材料將汽缸制成單獨(dú)的汽缸套鑲?cè)肫左w中。一般汽缸套采用耐磨合金鑄鐵制造，如高磷鑄鐵、含硼鑄鐵、球墨鑄鐵或奧氏體鑄鐵等。為了使汽缸套的耐磨性更好，有的汽缸套還進(jìn)行了表面淬火、多孔鍍鉻、噴鉬或氮化處理等。

常用的汽缸套可分為干式和濕式兩種：干式汽缸套是壁厚為1~3mm的薄壁圓筒，其特點(diǎn)是缸套的外表面不與冷卻水直接接觸。采用干式汽缸套的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體剛度較好，不存在冷卻水密封問(wèn)題；缺點(diǎn)是缸套的散熱條件不如濕式汽缸套好，加工面增加，成本高，拆卸困難。

濕式汽缸套是壁厚為5~9mm的圓筒，其外壁直接與冷卻水相接觸。優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，冷卻可靠，容易加工；缺點(diǎn)是機(jī)體的剛度較差，漏水的可能性比較大。柴油機(jī)大多采用濕式汽缸套。

濕式汽缸套因外壁直接與冷卻水接觸，所以在缸套的外表面制有兩個(gè)凸出的圓環(huán)帶，以保證汽缸套的徑向定位和密封。缸套的軸向定位是利用上端的凸緣。凸緣下面裝有密封銅墊片。缸套外表面的下凸出圓環(huán)帶上裝有1~3個(gè)耐熱耐油的橡膠密封水圈，有的發(fā)動(dòng)機(jī)則把密封水圈安裝在機(jī)體上。缸套裝入機(jī)體后，其凸緣頂面應(yīng)高于機(jī)體頂面0.06~0.15mm，以使汽缸蓋能壓緊在汽缸套上。有的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽缸套下端開(kāi)有切口，以保證連桿在其大傾斜位置時(shí)不致與缸套相碰。

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