曲轴轴颈表面的轴向裂纹，其深度如在曲轴轴颈维修尺寸以内，可通过磨削磨掉，否则应予以报废。其修理尺寸应查阅车型对应的维修手册。3）曲轴变形的检测与维修若曲轴主轴颈的同轴度误差大于0.05 mm，则称为曲轴弯曲。曲轴径向间隙的检测与调整。3）曲轴、飞轮、离合器总成组装后进行动平衡试验组件动不平衡量应不大于原厂规定。......
2023-08-29
曲轴飞轮组结构与功用
【摘要】：曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮、曲轴主轴承等组成，具体结构如图2.44所示。图2.44曲轴飞轮组构成（一）曲轴1．功用曲轴飞轮组功用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。某些小型汽油机或以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机采用组合式曲轴，即将曲轴分段加工后组合成整个曲轴。主轴颈是曲轴的支承部分。在维修中，对曲轴上的油道要彻底疏通并清洁干净，以免造成事故。
曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮、曲轴主轴承等组成，具体结构如图2.44所示。
图2.44 曲轴飞轮组构成
（一）曲轴
1．功用
曲轴飞轮组功用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置（如发电机、水泵、转向油泵、机油泵等）。
2．工作条件
曲轴在周期性变化的气体压力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，还承受弯曲和扭转交变载荷。因此，曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度；轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性；曲轴的质量应尽量小；对各轴颈的润滑应该充分。
3．曲轴材料
曲轴一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢或中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。
现代汽车发动机广泛采用球墨铸铁曲轴。球墨铸铁价格便宜，耐磨性能好，轴颈不需硬化处理，同时金属消耗量少，机械加工量也少。为提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，圆角处要经滚压处理。
4．曲轴构造
曲轴根据结构不同分整体式和组合式，多缸发动机曲轴一般做成整体式。某些小型汽油机或以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机采用组合式曲轴，即将曲轴分段加工后组合成整个曲轴。
曲轴的基本结构包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、平衡重、曲柄、曲拐、后端轴、后端凸缘等，如图2.45所示。一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成一个曲拐；曲拐的数目取决于发动机的气缸数目及其排列方式，直列发动机曲拐的数目等于气缸数；而V型和对置式发动机的曲拐数目等于气缸数的一半。
图2.45 整体式曲轴基本结构
（1）主轴颈。主轴颈是曲轴的支承部分。整个曲轴通过主轴颈安装在气缸体主轴承座孔内的滑动轴承（主轴承）上，用主轴承盖定位，主轴承盖通过螺栓固定在气缸体上。根据曲轴主轴颈的数目，可以将曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种，如图2.46所示。
图2.46 曲轴的支承形式
全支承曲轴指每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的曲轴；直列发动机曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个，其强度、刚度好，减小了磨损；柴油机和大部分汽油机均采用这种结构；V型发动机全支承曲轴的主轴颈数是气缸数一半多一个。
非全支承曲轴的主轴颈数少于或等于气缸数，结构简单且长度较短，其承受载荷较大，常用于小负荷的汽油机上。
（2）连杆轴颈。连杆轴颈也叫曲柄销，是曲轴和连杆的连接部分，与连杆大头装配在一起。在直列式发动机上，连杆轴颈数与气缸数相同。在V型发动机上，一个连杆轴颈上安装两个连杆，故连杆轴颈数为气缸数的一半。连杆轴颈一般制成实心。有时为减轻质量，也采用空心轴方式，如图2.47所示。曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以使气缸体上的主油道内的润滑油能够润滑到主轴颈和连杆轴颈。在维修中，对曲轴上的油道要彻底疏通并清洁干净，以免造成事故。
（3）曲柄及平衡重。曲柄用于连接主轴颈和连杆轴颈的部分，其长度取决于活塞行程。曲柄截面形状大多为椭圆形，因为这种结构金属利用率最高，抗弯、抗扭强度高。曲柄是曲轴最薄弱的部分，曲轴断裂是其常见的损坏形式。
图2.47 中空连杆轴颈及油道
曲柄连杆机构中随曲轴转角变化的往复惯性力、离心惯性力及其力矩是发动机不平衡的重要原因。平衡块通常用来平衡离心力、减轻或消除弯曲变形，减轻主轴承负荷、发动机振动和噪声。
平衡块有的与曲轴制成一体，有的单独制成零件，再用螺栓固定于曲柄上。曲轴必须经过动平衡校验，对不平衡的曲轴常在其偏重的一侧钴去一部分质量而使其达到平衡。
（4）前端轴和后端轴。曲轴前端轴是用来安装皮带轮、正时齿轮及附件等，具体结构如图2.48所示。
图2.48 曲轴前端安装零部件
1、2—止推抽承；3—止推片；4—正时齿轮；5—用油盘；6—油封，7—带轮；8—启动爪
曲轴后端轴是最后一道主轴颈之后的部分，制有安装飞轮用的凸缘，为防止机油从前、后端泄漏，前后端都安装有油封装置。
5．曲拐的布置
曲轴的形状和曲拐的相对位置，取决于发动机的气缸数、气缸的排列形式和发动机的各缸工作顺序。当气缸数和气缸的排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机的点火顺序。合理的曲拐布置能保证发动机良好的平衡性和输出转矩均匀。曲拐布置的一般规律为：
（1）各缸的做功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。
（2）连续做功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。
（3）V型发动机左右气缸尽量交替做功。
（4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。
比如，6缸机：1—5—3—6—2—4；4—2—6—3—5。
常见多缸发动机曲拐布置形式如下：
（1）直列4缸四行程发动机。对缸数为i的四行程发动机而言，其点火间隔角为720°/i。当i=4时，点火间隔角为180°。采用全支承曲轴时（图2.49），其四个曲拐在一个平面内，具有良好的平衡性。点火顺序有两种方式，1—3—4—2或1—2—4—3。若以第一种为例，则其工作循环表见表2.6。
图2.49 直列4缸发动机的曲拐布置
表2.6 直列四缸机工作循环表（点火做功顺序：1—3—4—2）
（2）直列6缸四行程发动机。四行程直列6缸发动机点火间隔角为720°/6=120°，六个曲拐分别布置在三个平面内。国产汽车的6缸机常用点火顺序是1—5—3—6—2—4，其曲拐布置如图2.50所示，工作循环表见表2.7；日本系列汽车常采用点火顺序为1—4—2—6—3—5，其性能与前一种没有差别。
图2.50 直列6缸发动机的曲拐布置
表2-7 直列6缸机工作循环表（点火做功顺序：1—5—3—6—2—4）
（3）V8四行程发动机。四行程V型8缸发动机的点火间隔角为720°/8=90°，V型发动机左右两列活塞对应的一对连杆共用一个曲拐，所以V型8缸发动机只有四个曲拐。曲拐布置可以与四缸发动机相同，四个曲拐布置在同一平面内，也可以布置在两个互相错开90°的平面内，如图2.51所示。点火顺序为l—8—4—3—6—5—7—2，则其工作循环表见表2.8。
图2.51 V型8缸发动机的曲拐布置
表2.8 V型8缸发动机工作循环表（点火做功顺序：1—8—4—3—6—5—7—2）
（二）曲轴主轴承
图2.52 主轴承结构
曲轴主轴承（俗称大瓦），装于主轴承座孔中，将曲轴支承在发动机的机体上。主轴承的结构与连杆轴承相同，如图2.52所示。为了向连杆轴承输送润滑油，在主轴承上都开有周向油槽和通油孔。有些负荷不大的发动机，为了通用化，上、下两半轴瓦上都制有油槽，有些发动机只在上轴瓦开油槽和通油孔，而负荷较重的下轴瓦不开油槽。在相应的主轴颈上开径向通孔，这样，主轴承便能不间断地向连杆轴承供给润滑油。
注意：后一种主轴瓦上、下片不能互换，否则主轴承的来油通道将被堵塞。
（三）曲轴扭转减振器
发动机运转时，由于飞轮的惯性很大，可以看作是等速转动。而各缸气体压力和往复运动件的惯性力是周期性地作用在曲轴连杆轴颈上，给曲轴一个周期性变化的扭转外力，使曲轴发生忽快忽慢地转动，从而形成曲轴对于飞轮的扭转摆动，即曲轴的扭转振动。当激力频率与曲轴的自振频率成整数倍关系时，曲轴扭转振动便因共振而加剧，从而引起功率损失、正时齿轮或链条磨损增加，严重时甚至会将曲轴扭断。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。
常用的扭转减振器有橡胶式、摩擦式和黏液（硅油）式等数种。橡胶式扭转减振器如图2.53所示。它将减振器圆盘用螺栓与曲轴带轮毂紧固在一起。当曲轴发生组转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便使橡胶层发生内摩擦，从而消除了扭转振动的能量，避免扭振。
图2.53 橡胶式扭转减振器
（四）飞轮
飞轮的主要作用是储存做功行程时所获得的能量，以克服进气、压缩和排气三个辅助行程的阻力，使曲轴运转平稳；在启动机带动下启动发动机；安装离合器，以输出发动机的动力。
1．飞轮构造
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，如图2.54（a）所示，多用灰铸铁制造，外缘上压有一个齿圈，如图2.54（b）所示，可与启动机的齿轮啮合，供启动发动机用。在飞轮轮缘上做有记号[刻线或销孔，如图2.54（c）所示，供找压缩上止点用（四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点）]。当飞轮上的记号与外売上的记号对正时，正好是压缩上止点，用来调整点火正时，喷油正时或配气正时。
图2.54 飞轮的构造
2．安装要求
（1）飞轮是高速旋转件，因此，要进行精确的平衡校准。平衡性能要好，能达到静平衡和动平衡。
（2）飞轮与曲轴在制造时一起进行动平衡试验，在拆装时，为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。该相对位置通过定位销或不对称布置的螺栓予以保证。
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