曲轴飞轮扭转减振器课件.ppt
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- 曲轴 飞轮 扭转 减振器 课件
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1、EQ6100Q-1型发动机曲轴飞轮分解图起动爪起动爪起动爪锁起动爪锁紧垫圈紧垫圈扭转减震器扭转减震器带带轮轮挡挡油油片片定时齿轮定时齿轮半半圆圆键键主主轴轴承承上上下下轴轴瓦瓦中中间间轴轴瓦瓦止推片止推片螺柱螺柱润润滑滑脂脂嘴嘴螺母螺母齿环齿环圆柱销圆柱销一、六气缸一、六气缸活塞处在上活塞处在上止点时的记止点时的记号(钢球)号(钢球)桑塔纳桑塔纳20002000时代超人轿车时代超人轿车AJRAJR发动机曲轴飞轮组零件分解图发动机曲轴飞轮组零件分解图曲轴带轮曲轴带轮曲轴正时曲轴正时齿形带轮齿形带轮曲轴链轮曲轴链轮(驱动油泵)(驱动油泵)止推片止推片主轴承下轴瓦主轴承下轴瓦转速传感器转速传感器脉冲
2、轮脉冲轮飞轮飞轮飞轮齿圈飞轮齿圈曲轴正时曲轴正时齿形带轮齿形带轮凸轮轴正时凸轮轴正时齿形带轮齿形带轮正时齿形带正时齿形带水泵齿形带轮水泵齿形带轮张紧轮张紧轮一一、曲轴(一)功用(一)功用1.1.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;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;2.2.驱动配气机构及其它附属装置。驱动配气机构及其它附属装置。(二)曲轴的工作条件和要求(二)曲轴的工作条件和要求1 1、工作条件、工作条件:承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以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。及由此产生的扭矩、弯
3、矩的共同作用。.2 2、要求、要求:(1 1)足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性;)足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性;.(2 2)各工作表面润滑良好、耐磨;)各工作表面润滑良好、耐磨;.(3 3)旋转惯性力系达到良好的平衡(离心力合力及)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)。其合力矩为零时称为完全平衡,亦称动平衡)。.(三)材料及工艺(三)材料及工艺:(1 1)多采用)多采用优质中碳钢优质中碳钢或或中碳合金钢如铬镍钢中碳合金钢如铬镍钢(18CrNi518CrNi5)、)、铬铝钢铬铝钢(34CrAl1634CrAl16)模锻模锻而成,其主轴颈和曲柄销工作表面
4、均需而成,其主轴颈和曲柄销工作表面均需高频淬火或氮化高频淬火或氮化,再经过,再经过精磨精磨;其轴颈圆角过渡;其轴颈圆角过渡处不经淬火,采用处不经淬火,采用滚压强化滚压强化工艺,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。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。.(2 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)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,
5、但发动机体积庞大。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。(四)(四)曲轴的曲轴的基本组成基本组成:(五)曲轴的结构特点(五)曲轴的结构特点:3 3)曲轴后端)曲轴后端 6 6(功率输出端)。(功率输出端)。.3 3)V V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。.整体式曲轴整体式曲轴1 1)曲轴前端)曲轴前端3 3(自由端);(自由端);3-3-前端轴前端轴左、右主轴颈左、右主轴颈1.1.组成的曲拐;组成的曲拐;.2-2-连杆轴颈(曲柄销)连杆轴颈(曲柄销)2 2)若干个由曲柄销)若干个由曲柄销2 2、.左、右曲柄左、右曲柄5.(包括平衡
6、块(包括平衡块4)、)、.1-主轴颈主轴颈4-4-平衡块平衡块5-5-曲柄曲柄6-后端凸缘后端凸缘1 1)曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排)曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排 列形式;列形式;.2 2)直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数;)直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数;5-定位螺栓定位螺栓4-曲柄曲柄(六)曲轴的基本分类(六)曲轴的基本分类:组合式曲轴(组合式曲轴(61356135柴油机)柴油机)可分为可分为整体式曲轴和组合式曲轴。整体式曲轴和组合式曲轴。.1、3-滚动轴承滚动轴承2-连接螺栓连接螺栓前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐:由一个连
7、杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲拐:由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲柄曲柄(1 1)整体式曲轴刚性好,现代汽车发动机多采)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,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。以追求汽车发动机结构紧凑。.(2 2)组合式曲轴用于稀土球墨铸铁铸造的曲轴,特点是)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。制造成本低,便于系列化。.为减轻质量和离心力(为保证刚度要求,轴颈直径较粗),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
8、润滑油道。有时将曲柄销和主轴颈做成空心的,可兼做润滑油道。.(七)曲轴的支承(七)曲轴的支承1 1、在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈、在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴,称为全支承曲轴;的曲轴,称为全支承曲轴;优点:曲轴刚性好,不易弯曲;优点:曲轴刚性好,不易弯曲;缺点:缸心距加大,机体加长,制造成本增加。柴油机多用缺点: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。全支承曲轴。2 2、主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。、主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。优缺点与全支承曲轴恰好相反。优缺点与全支承曲轴恰好相反。多用于中小功率的汽油机。多用于中小功率的汽油
9、机。3 3、曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道,、曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道,以便润滑主轴颈和连杆轴颈。以便润滑主轴颈和连杆轴颈。4 4、曲柄和平衡重、曲柄和平衡重 曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。用是平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。平衡重平衡重 平衡重的作用是平衡平衡重的作用是平衡连杆大头、连杆轴颈和曲连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心惯性力和柄等产生的离心惯性力和离心力矩,以及平衡活塞离心力矩,以及平衡活塞连杆组的往复惯性力极其连杆组的往复惯性力极其力矩,以使发动机运转
10、平力矩,以使发动机运转平稳。还可以减小曲轴轴承稳。还可以减小曲轴轴承的负荷。的负荷。平衡重有的与曲轴制平衡重有的与曲轴制成一体,有的单独制成零成一体,有的单独制成零件,再用螺栓固定于曲柄件,再用螺栓固定于曲柄上,形成装配式平衡重,上,形成装配式平衡重,有些刚度较大的全支承曲有些刚度较大的全支承曲轴没有平衡重。轴没有平衡重。第一道主轴颈之前的部第一道主轴颈之前的部分。装有驱动其他装置的机件分。装有驱动其他装置的机件(正时齿轮(正时齿轮4 4、5 5、曲轴前端、曲轴前端扭转减振器等。扭转减振器等。带轮带轮7 7)及起动爪及起动爪8 8、止推垫片止推垫片3 3甩油盘甩油盘5 5、油封油封6 6、(驱
11、动风(驱动风扇和水泵)扇和水泵)带轮带轮滑动推滑动推力轴承力轴承正时齿轮正时齿轮起动爪起动爪油封油封甩油盘甩油盘止推垫片止推垫片用来安装止推垫圈、曲用来安装止推垫圈、曲轴正时齿轮、起动抓、轴正时齿轮、起动抓、挡油圈、皮带轮、挡油圈、皮带轮、扭转扭转减震器减震器 回油螺纹的螺旋方向应为右旋,当曲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有粘性,所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力力FrFr。回油螺纹的回油螺纹的封油原理封油原理8-8-主轴承盖主轴承盖6 6、曲轴后端:、曲轴后端:最后一道主轴颈之后的部分。
12、一般在其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。后端为安装飞轮的法兰盘。.曲轴前、后端的封油原理曲轴前、后端的封油原理:常用的防漏装置有甩油盘、填料油封、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。二种防漏装置组成。.曲轴前端甩油盘的外斜面应朝外,当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。时,沿壁面流回油底壳中。Fr Fr可分解为平行于螺纹
13、的分力可分解为平行于螺纹的分力Fr1Fr1和和垂直于螺纹的分力垂直于螺纹的分力Fr2Fr2。机油在。机油在Fr1Fr1的作用的作用下,顺着螺纹槽道流回机油盘。下,顺着螺纹槽道流回机油盘。曲轴后端的曲轴后端的结构(结构(61006100)1-1-轴承座(曲轴承座(曲轴箱体)轴箱体).2-2-甩油盘甩油盘.3-3-回油螺纹回油螺纹.4-4-飞轮飞轮.5-5-飞轮螺栓、螺母飞轮螺栓、螺母6-6-曲轴凸缘盘曲轴凸缘盘.7-7-填料油封填料油封.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
14、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。一,制成翻边滑动轴承。多层推力轴承多层推力轴承1-1-凸肩凸肩 2-2-油槽油槽 3-3-钢质薄壁钢质薄壁 4-4-基层基层 5-5-镍涂
15、镍涂层层 6-6-磨耗层磨耗层 7-7-油孔油孔 8-8-卷边卷边7 7、曲轴主轴承、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。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)。用滚动轴承(与球墨铸铁铸成的组合式曲轴对应)。.12345678 径向轴承径向轴承轴向轴承轴向轴承 径向轴承径向轴承轴向轴承轴向轴承8 8、曲轴的轴向定位、曲轴的轴向定位(1 1)结构:结构:在某一道主轴
16、承的两侧装止推片。止推片由低在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。碳钢背和减磨层组成。1.单面合金止推垫圈单面合金止推垫圈 第一道主轴颈两侧,第一道主轴颈两侧,两片白金面分别朝外两片白金面分别朝外2.组合翻边止推垫圈组合翻边止推垫圈 EQ6100QEQ6100Q1 1 第四道主轴颈第四道主轴颈 依维柯依维柯 止推片一般有止推片一般有:翻边轴瓦、翻边轴瓦、半圆环止推片半圆环止推片止推轴承环三种。止推轴承环三种。(2 2)安装注意:止推片有减磨层的一面安装注意:止推片有减磨层的一面朝向转动件。当曲轴向前窜动时,后止推朝向转动件。当曲轴向前窜动时,后止推片承受轴向推力;向后窜动
17、时,前止推片片承受轴向推力;向后窜动时,前止推片承受轴向推力。承受轴向推力。(3 3)曲轴的轴向间隙的调整:更换)曲轴的轴向间隙的调整:更换止推片的厚度。止推片的厚度。9 9、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、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)。火顺序)。1 1)发火顺序的要求)发火顺序的要求:(a)(a)发动机每完成一个循环,各缸都应发火一次,且各缸作功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
18、等于间隔应均匀,即发火间隔角应等于720/I;720/I;(b)(b)应使连续作功的两缸相距尽可能远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,避免相邻两缸发生进气重叠现象,同时降低主轴承负荷。叠现象,同时降低主轴承负荷。(c c)V V型发动机左右两气缸尽量交替作功。型发动机左右两气缸尽量交替作功。(d d)曲拐布置尽可能对称、均匀,以使发动机工作平衡性好。)曲拐布置尽可能对称、均匀,以使发动机工作平衡性好。2 2)常用曲拐布置)常用曲拐布置1 1、直列四冲程四缸发动机直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内。曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的
19、曲拐夹角为7207200 0/4=180/4=1800 0。发动机工作顺序有发动机工作顺序有13421243四行程四缸机工作循环四行程四缸机工作循环六缸机六缸机:工作间隔工作间隔7207200 0/4=180/4=1800 0工作顺序:工作顺序:1 12 24 43 3(或(或1 13 34 42 2)1 1缸缸作功作功0 00 02 2缸缸压缩压缩0 00 0(进气(进气1801800 0)4 4缸缸进气进气0 00 0(排气(排气1801800 0)3 3缸缸排气排气0 00 0(作功(作功1801800 0)14231222 2、直列四冲程六缸发动机、直列四冲程六缸发动机曲拐对称布曲拐对
20、称布置于三个平置于三个平面内。面内。相邻作功气相邻作功气缸的曲拐夹缸的曲拐夹角为角为7207200 0/6=120/6=1200 0。四行程六缸机工作循环四行程六缸机工作循环六缸机六缸机:工作间隔工作间隔7207200 0/6=120/6=1200 0工作顺序:工作顺序:1 15 53 36 62 24 41 1缸缸作功作功0 00 05 5缸缸压缩压缩60600 03 3缸缸进气进气1201200 06 6缸缸进气进气0 00 0(排气(排气1801800 0)2 2缸缸排气排气60600 04 4缸缸作功作功1201200 0153624发动机工作顺序有发动机工作顺序有1 15 53 36
21、 62 24 4和和1 14 42 26 63 35 5两种。两种。空间曲拐,各平面曲拐成空间曲拐,各平面曲拐成9090夹角,夹角,发火间隔角是发火间隔角是720/720/8 8=90=90。发火顺序是。发火顺序是1 18 84 43 36 65 57 72 2。V型八缸发动机的曲拐布置型八缸发动机的曲拐布置3 3、V V型八缸发动机:型八缸发动机:1010、扭转减振器、扭转减振器 扭转振动:当发动机工作时,扭转振动:当发动机工作时,曲轴在周期性变化的转矩作曲轴在周期性变化的转矩作用下,各曲拐之间发生周期用下,各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象。性相对扭转的现象。功用:吸收曲轴扭转振动的功用:
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