曲轴飞轮组课件

组成曲轴、飞轮、扭转减振器、带轮正时齿轮(或链条)曲轴飞轮组

曲轴功用承受连杆传来的力，并将其转变为扭矩，然后通过飞轮输出。驱动发动机的配气机构及其他辅助装置

组成：由前端(自由端)、主轴颈、曲柄、平衡重、连杆轴颈(曲柄销)和后端(动力输出)。曲拐：

由一个连杆轴颈、和它左右主轴颈组成

曲拐数：取决于气缸的数目和排列方式。直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；

V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。

2、曲轴材料

采用优质中碳钢(如45号钢)或中碳合金钢(如

45Mn2、40Cr等)模锻。为了提高曲轴的耐磨性，其主轴颈和连杆轴颈表面上均需高频淬火或氮化。3、曲轴构造对于四缸、六缸、八缸和十二缸发动机，如下图

2—45所示，由于曲拐是对称布置的，往复惯性力和离心力是平衡的，从整体上看能相互抵消。但曲轴的局部确受到弯矩的作用。

曲轴轴向定位

为阻止车辆行驶时，离合器经常结合与分离和带锥齿轮驱动时施加于曲轴上的轴向力以及在上、下坡行驶或突然加速、减速出现的轴向力作用而使曲轴有轴向窜动的趋势，曲轴必须有轴向定位，以保证曲柄连杆机构的正常工作。但也应允许曲轴受热后能自由膨胀。曲轴作为转动件，必须与其固定件之间有一定的轴向间隙。曲轴轴向定位是通过止推装置实现的，只能有一处设置轴向定位装置。

曲轴径向密封曲轴径向密封环：安放在曲轴的自由端(前端)和飞端。作用：防止内燃机机体内的机油外溢和水(汽)

与灰尘进入机体内。

多曲拐的布置：

常用的多缸发动机曲拐布置和发火次序如下：四冲程直列四缸发动机发火次序：发火间隔角应

180°。四个曲拐布置在同一平面内。发火次序有两种可能的排列法

1—2—4—31—3—4—2

四冲程直列六缸发动机发火次序发火间隔角应为720°／6=120°。曲拐布置六个曲拐分别布置在三个平面内，各平面夹角为120°。曲拐的具体布置有两种方案，第一种发火次序是：1—5—3—6—2--4，另一种发火次序是：1—4—2—6—3—5。

四冲程V型八缸发动机发火次序V型八缸机有四个曲拐，其四个曲拐布置在同一平面内，也可以布置在两互相错开90°的平面内，这样可使发动机得到更好的平衡性。发火次序为1—8—4—3—6—5—7—2

曲轴扭转减振器

常用摩擦式扭转减振器分类橡胶式扭转减振器硅油式扭转减振器

飞轮功用将在作功行程中输入于曲轴的动能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出扭矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷。此外，飞轮又往往用作摩擦式离合

器的驱动件。

图2-84曲轴弯曲的检查

曲轴飞轮组的检修

曲轴的裂纹检验。曲轴的裂纹多发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角处，以及油孔处。前者是横向裂纹，严重时将造成曲轴断裂；后者多为轴向裂纹，它将沿斜置油孔的锐边轴向发展。

曲轴的横向、轴向裂纹主要是由应力集中引起的，曲轴变形和修磨不慎也会使过渡区的应力陡增，加剧曲轴的疲劳断裂，应用磁力探伤法或浸油敲击法对曲轴进行裂纹的检验。

曲轴的磨损与检验。主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位有一定的规律性。

主轴颈和连杆轴颈径向的最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损部位靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。连杆轴颈的径向不均匀磨损是由于作用在轴颈上的力沿圆周方向不均匀引起的。

连杆轴颈轴向也呈不均匀磨损，使连杆轴颈磨损呈锥形。这是因为曲轴旋转时，离心力使润滑油中的机械杂质堆积在连杆轴颈与油流相背的一端。

实践证明，连杆轴颈的磨损比主轴颈的磨损严重，主要是由于连杆轴颈的负荷较大、润滑条件较差等原因造成的。

主轴颈的不均匀磨损后果也相当严重，各轴颈不同方向的磨损，导致主轴颈同轴度的破坏，这往往是某些曲轴断裂的原因。轴颈表面还可能出现擦伤和烧伤，擦伤主要是机油不清洁，其中较大的机械杂质在轴颈表面划出沟痕。烧瓦后，轴颈表面会出现严重的擦伤划痕，轴颈表面烧灼变成蓝色。

经探伤检查允许修复的曲轴，在进行轴颈磨损量的检查时，先检查轴颈有无磨痕和损伤，再测量主轴颈和连杆轴颈的圆度误差及圆柱度误差。

对曲轴短轴颈的磨损以检验圆度误差为主，对长轴颈则必须检验圆度和圆柱度误差。曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差均不得大于0.025mm，超过该值则按修理尺寸对轴颈进行磨削修理。

曲轴的变形与检验。若曲轴主轴颈的同轴度误差大于0.05mm，则称为曲轴弯曲。若连杆轴颈分配角误差大于0°30′，则称为曲轴扭曲。曲轴产生弯曲和扭曲变形，是由于使用不当和修理不当造成的。例如发动机在爆震和超负荷等条件下工作，个别汽缸不工作或工作不均衡，各道主轴承松紧度不一致，主轴承座孔同轴度偏差增大等，都会造成曲轴承载后的弯扭变形。曲轴弯曲变形后，将加剧活塞连杆组和汽缸的磨损以及曲轴和轴承的磨损，甚至加剧曲轴的疲劳折断。

曲轴扭曲变形，将影响发动机的配气正时和点火正时。经验证明，扭曲变形主要是烧瓦和个别活塞卡缸(胀缸)造成的。当个别汽缸壁间隙过小或活塞热膨胀过大时，活塞运动阻力将增大，曲轴运转不均匀，引起活塞卡缸，若未及时发现或卡缸后处理不当，便会导致曲轴的扭曲。此外，拖带挂车时起步过猛和紧急制动(未踩下离合器时)以及起动、超载等，都会引起曲轴的扭曲变形及其他耗损。

检验弯曲应以两端主轴颈的公共轴线为基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差。检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V形块上，并将百分表触头垂直地抵在中间主轴颈上(与两端主轴颈相比较，由于中间主轴颈两侧的汽缸进气阻力最小，中间主轴颈的负荷最大，因而在此处的弯曲度最大)，如图2-62所示。慢慢转动曲轴一圈，百分表指针所示的最大摆差即为中间主轴颈的径向圆跳动误差值，若该值大于0.15mm，则应进行压力校正；若低于此限值则可磨削主轴颈予以修正。

图2-62曲轴弯曲的检查

曲轴的修理方法如下：

曲轴检验分类时应注意：当曲轴主轴颈和连杆轴颈圆度误差大于0.025mm或表面划伤时，应磨削修理；当轴颈的圆度、圆柱度误差小于0.025mm，且表面无其他类型的损伤，以及圆跳动误差不大于0.15mm时，可直接使用，无须修磨；当两种轴颈圆柱度误差大于0.025mm或有其他类型的损伤，但圆跳动误差不大于0.15mm时，可直接修磨并通过修磨来校正变形，否则必须先校正至小于0.15mm才能进行修磨。

某些进口车采用软氮化工艺强化的曲轴，表面硬度为HRC64～67，不仅具有很好的耐磨性，还具有很好的抗粘着、抗擦伤性能，而且疲劳强度可提高60%左右，强化层的深度可达0.20mm。因此，这种曲轴无修理尺寸(俗称一次性曲轴)，检验时用有机溶剂洗净表面的油污，再喷洒5%～10%的氯化铜溶液，等30～40s后，若不改变颜色则可继续使用(轴颈的圆度误差必须在公差范围内)；若溶液由浅蓝色变为透明，轴颈表面变为铜色，则说明强化层已磨损耗尽，则应更换新轴。在使用维修过程中，应注意此种曲轴的轴承间隙一般不得大于0.08mm，使用极限间隙不得大于0.12mm。

曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸，是根据曲轴轴颈前一次的修理尺寸、磨损程度和磨削量来选择的。

曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸，汽油机一般为四级，柴油机可达六级；相邻两级修理尺寸的级差以0.25mm递减，并在数值前加“—”作为其代号。

由于受汽车报废里程的限制，曲轴的修理尺寸比以前有所减少。如丰田、桑塔纳轿车已减少至三级，轴颈尺寸最大缩小为0.75mm；标致汽车仅有两级缩小尺寸，第一级缩小尺寸为0.30mm，第二级缩小至0.50mm。具体修理尺寸应根据发动机的设计要求来决定。

在保证磨削质量的前提下，应尽可能选择最接近的修理尺寸级别，以延长曲轴的使用寿命。曲轴的连杆轴颈和主轴颈应分别磨削成同一级别的修理尺寸，以便于选配轴承，保证合理的配合间隙

飞轮的修理方法如下：

①更换齿圈：当飞轮齿圈出现断齿或齿端冲击耗损，与起动机齿轮啮合困难时，需更换齿圈或飞轮组件。齿圈与飞轮的配合过盈为0.30～0.60mm。更换时先将齿圈加热至

623K～673K，再进行热压配合。

②修整飞轮工作平面：飞轮工作平面有严重烧灼或磨损沟槽深大于0.50mm时，应进行修整。修整后工作平面的平面度误差不得大于0.10mm；飞轮厚度极限减薄量为lmm；与曲轴装配后的端面圆跳动误差不得大于0.15mm。

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。东风、解放牌汽车的动不平衡量不大于100g·cm；国产轻型载货汽车、客车以及进口载货汽车的动不平衡量一般不大于70g·cm，轿车不大于30g·cm。组件的动不平衡量过大，将使组件共振临界转速降低。假若共振临界转速降至发动机经济转速内，曲轴就会长期在共振条件下工作，造成曲轴早期疲劳断裂，飞轮壳早期产生纵向裂纹，甚至引起手动变速器直接挡自动脱挡等故障。因此，更换飞轮或齿圈、离合器压盘或总成之后，都应重新进行组件的动平衡试验。

曲轴扭转减振器的检查方法如下：

现代发动机曲轴的前端多数都装有扭转减振器，用于减小曲轴的共振倾向和平衡曲轴前后两端的振动，降低曲轴的疲劳应力。目前采用比较普遍的是橡胶式扭转减振器。检查扭转减振器时，若发现内环(轮毂)与外环(风扇皮带或平衡盘)之间的橡胶层脱层，内、外环出现相对转动，两者的装配记号(到线)互相错开，则说明扭转减振器已丧失了工作能力，必须更换。

曲轴轴承的选配

现代发动机的主轴承和连杆轴承，为适应高速、重载、高自锁性能的要求，并达到便于大批量生产和降低成本的目的，普遍采用薄型多层合金(3～5层)的滑动轴承。直接选配、不“刮瓦”、不加垫就是现代曲轴轴承的修理特点。

轴承的耗损。轴承耗损的形式有：磨损、合金疲劳剥落、轴承疲劳收缩及粘着咬死等等。轴承的径向间隙的使用限度，载货汽车为0.20mm，轿车为0.15mm，逾限后因轴承对润滑油的流动阻尼能力减弱，使主油道压力降低98kPa左右，可能会破坏轴承的正常润滑；加之引起的冲击载荷，又造成轴承疲劳应力剧增，使轴承疲劳而导致粘着咬死，最终使发动机丧失工作能力。因此行车中应注意，发现“瓦响”应立即停车检修。二级维护时，必须检查轴承间隙，发现轴承间隙逾限时，及时更换轴承。若因曲轴异常磨损造成上述故障，则进行修磨或校正曲轴。发动机总成修理时需更换全部轴承。

(2)轴承的选配。轴承的选配包括：选择合适内径的轴承以及检验轴承的高出量、自由弹开量、横向装配标记(凸唇)、轴承钢背表面质量等。

①选择轴承内径：根据曲轴轴颈的直径和规定的轴承径向间隙选择合适内径的轴承。现代发动机曲轴轴承制造时，根据选配的需要，其内径已制成一个尺寸系列，如东风EQ6100型发动机的曲轴轴承就有14种不同内径的轴承供选用。

②检验轴承钢背表面质量：钢背光整无损，横向定位凸唇完好。

③检验轴承的自由弹开量：汽油机的轴承弹开量一般为0.8～1.5mm，柴油机为1.5～2.5mm，如图2-64(a)所示。

④检验轴承的高出量：汽油机轴承的高出量一般为0.04～0.09mm。检验时把轴承装入轴承孔，按原厂规定的紧固力矩拧紧两侧的紧固螺栓，然后完全松开一侧的紧