汽车发动机机械系统检测与维修 课件 任务4.发动机曲轴飞轮组检测与装配

C1-M1-R4任务4

发动机曲轴飞轮组检测与装配知识目标1.能描述发动机曲轴飞轮组的基础结构及工作过程原理，了解常见损伤及掌握检查方法。1.能目视检查曲轴表面及轴颈有无裂缝、磨损，并测量轴颈磨损度。2.能检查和测量主轴承轴颈和轴承盖的间隙，确定维修项目。3.能拆装主轴承和曲轴，检查轴承间隙和末端间隙，按照维修手册的规范更换和紧固螺栓。技能目标

1.能利用媒体学习资料和信息技术查找信息资料；

2.具有表达沟通、组织管理能力和团队精神；

3.具有独立学习，积累经验，探究新技术的能力。素养目标任务目标1.提高学生闻时事、知大局的人文意识，知晓创新创业的重要性。2.规范工作习惯，树立一丝不苟、认真负责的职业操守意识。思政目标任务知识点

曲轴飞轮组的作用是把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其他需要动力的机构输出扭矩。同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、飞轮齿圈以及其他不同作用的零件和附件组成。图4-1曲轴飞轮组结构简图任务学习任务知识点

曲轴的功用是把活塞的往复运动变为旋转运动，对外输出功率，并用来驱动发动机各辅助系统工作。

曲轴在工作中受到周期性变化的气体压力、往复运动质量惯性力、旋转运动质量惯性力及力矩的作用这些周期性的交变载荷会引起曲轴的振动和疲劳破坏。同时在曲轴轴颈与轴承之间造成严重磨损，因此，要求曲轴具有足够的强度和刚度，特别是曲柄部分的强度。而若刚度不足，曲轴的挠曲变形大，会使活塞、连杆、轴承等工作条件恶化。同时要求轴颈表面，有良好的润滑条件和耐磨性，且质量要轻，曲轴一般用优质中碳钢或合金钢锻造而成。轴颈表面经精加工和热处理，为了节约钢材、降低成本。近年来也用高强度的球墨铸铁来铸造曲轴。曲轴结构动画任务学习任务知识点

曲轴的结构型式可分为整体式与组合式两大类，整体式曲轴是将曲轴做成一个整体零件。它的优点是具有较高的强度和刚度、结构紧凑、质量轻，目前在汽车发动机上多采用该型式。组合式曲轴是将曲轴分成若干个零件分别进行加工，然后组装在一起，构成完整的曲轴。其优点是加工方便，便于系列产品通用，缺点是强度和刚度较差，装配较复杂，以下将主要介绍整体式曲轴。

如图4-5所示，曲轴主要可分为主轴颈、曲柄销(又称连杆轴颈)、曲柄、曲轴前端和曲轴后端五个部分，并通过主轴颈支承在主轴承上旋转。图4-5曲轴结构曲轴结构动画任务学习任务知识点

（1）主轴颈，主轴颈是曲轴的支承部分，按照曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种：在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴；否则称为非全支承曲轴。因此，直列式发动机的全支承曲轴，其主轴颈总数(包括曲轴前端和后端的主轴颈)比气缸数多一个。V型发动机的全支承曲轴，其主轴颈总数比气缸数的一半多一个，全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度和弯曲强度，并且可减轻主轴承的载荷，其缺点是曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长。这两种型式的曲轴均可用于汽油机，但柴油机因载荷较大多采用全支承曲轴。

（2）曲柄销，曲柄销也称连杆轴颈，是曲轴和连杆相连的部分，连杆大头安装在曲轴销上，并在连杆轴承中转动曲柄销与气缸数相等。为了使曲轴易于平衡，曲柄销都对称布置，如四缸发动机曲轴的一、四缸曲柄销在同一侧；二、三缸曲柄销在另一侧，两者相差180°。

（3）曲柄，曲柄是主轴颈与曲柄销的连接部分，也是曲轴受力最复杂、结构最薄弱的环节。曲柄形状多数呈矩形或椭圆形，它与主轴颈和曲柄销的连接处形状突然变化，存在着严重的应力集中现象。曲轴裂缝或断裂大多数出现在这个部位，为了减小这种应力集中现象，此处都采用过渡圆角连接。但过渡圆角半径过大会使轴承的承压面积减小，为了平衡曲轴旋转的惯性力，往往在曲柄上与曲柄销相反的方向装有平衡重(或制成整体)。曲轴结构动画任务学习任务知识点

（4）前端轴与后端轴，前端轴是第一道主轴颈之前的部分，通常有键槽和螺栓，用来安装正时齿轮、皮带轮、扭转减振器等。后端轴是最后一道主轴颈之后的部分，一般在其后端有凸缘盘，飞轮用螺栓紧固于曲轴后端面上。其中，有的汽油喷射发动机的产生点火和喷油脉冲的信号发生器齿轮装在飞轮的前端或后端。曲轴的前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出油底壳，在曲轴前后都设有防漏装置。常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺栓等。

（5）曲轴的轴向定位，为阻止当车辆行驶时离合器经常结合与分离，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、减速出现的曲轴轴向窜动。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，所以曲轴轴向上只能有一处设置定位装置。

（6）主轴承和主轴承盖主轴承(俗称大瓦)的基本构造与连杆轴承相同，主要不同点是: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主油孔，有些负荷不太大的发动机为了通用化，上下两片轴瓦都制有油槽，有些只在上轴瓦上开油槽或通油孔。活塞结构动画任务学习任务知识点

主轴承盖用螺栓与主轴承座相连，为了保证孔形，它们必须合起来一起加工。所以每个主轴承座与主轴承盖是配对的，为了装配时不搞错，都做有标记。现代发动机为了增大曲轴的支承刚度和缸体刚度，尤其是铝合金缸体，将各个主轴承盖制成一体，形成主轴承盖梁，有利于改善缸体刚，度并加强曲轴抗弯强度曲轴的形状和各曲拐的相对位置(即所谓曲拐的布置)取决于缸数、气缸排列方式(单列或V型等)和点火次序(即各缸的做功行程交替次序)，在安排多缸发动机的点火次序时，应注意使连续做功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷。同时避免可能发生的进气重叠现象(即相邻两缸进气门同时开启)，以免影响充气效率；做功间隔应力求均匀，就是说，在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应点火做功一次，而且各缸点火的间隔时间(以曲轴转角表示称为点火间隔角)应力求均匀。活塞结构动画任务学习任务知识点2.点火间隔

对缸数为i的四冲程发动机而言,点火间隔角为720°/i,即曲轴每转720°/i时,就应有一缸做功,以保证发动机运转平稳,几种常用的多缸发动机曲拐布置和点火次序如下:

（1）四冲程直列四缸发动机点火间隔角应为720°/4＝180°，四个曲拐布置在同一平面内。点火次序有两种可能的排列法，即1－2－4－3或1－3－4－2。

四冲程直列四缸发动机点火间隔动画任务学习任务知识点（2）四冲程直列六缸发动机

四冲程直列六缸机的点火间隔角为720°/6＝120°，这种发动机曲轴的曲拐，每两缸布置在—个平面内，互成120°夹角，如图4-6所示。曲拐布置的点火顺序为1－5－3－6－2－4，直列六缸机惯性力平衡，发动机运转平稳，广泛用在各种车辆上。四冲程直列六缸发动机点火间隔动画图4-6四冲程直列六缸发动机曲拐布置任务学习任务知识点（3）V型八缸发动机V型八缸发动机(简称V8发动机),左右两缸共用一个曲拐，故曲拐布置与四缸机一样，可采用曲拐180°平面布置，也可采用曲拐90°夹角空间布置，如图4-7所示。V8发动机结构紧凑,平衡性好,广泛应用于大型轿车.原国产红旗轿车的发动机就是采用曲拐空间布置形式。V8发动机的点火顺序为1－8－4－3－6－5－7－2。V型八缸发动机点火间隔动画图4-7V型八缸发动机曲拐布置任务学习任务知识点3.飞轮

飞轮的作用是通过贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短时超载的能力。与此同时，又将发动机的动力传递给离合器。飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，多用灰铸铁制造。外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用，如图4-8所示。飞轮结构动画图4-8飞轮结构任务学习任务知识点4.曲轴扭转减振器

当发动机运转时，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，从而给曲轴一个周期性变化的扭转外力，使曲轴发生忽快忽慢的转动，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4-9所示。它将减振器圆盘用螺栓与曲轴带轮及轮毂紧固在一起，橡胶层与圆盘及惯性盘硫化在一起。当曲轴发生扭转振动时，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。扭转减震器结构及工作原理动画图4-9橡胶式扭转减振器任务学习任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法1.准备工作任务实施曲轴轴颈检测操作视频任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法2.拆装或测量步骤说明

（1）拆卸曲轴1）按照由外到内的顺序交叉拆卸曲轴轴承盖的固定螺栓任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法2）按照由外到内的顺序拆卸缸体两侧曲轴轴承盖固定螺栓任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法3）取下曲轴轴承盖并按顺序摆放,取出曲轴任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法（2）曲轴轴颈圆度与圆柱度测量1）使用无纺布清洁各个主轴颈，并用压缩空气将主轴颈径吹干净任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法2）目视检查曲轴外观是否有裂纹，轴径表面是否有磨损或划伤任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法3）选用适当规格的外径千分尺，清洁测量头并校零任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法4）任选其中一个主轴颈，然后用外径千分尺分别在水平和垂直方向上测量其外径，读取并记录数据任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法5）测量剩余的各个主轴径外径数据，并分别做好记录，计算轴径的圆度和圆柱度误差，圆度误差等于同一截面最大测量值减去同一截面最小测量值除以2；圆柱度误差等于所有测量数据最大值减去所有测量数据最小值除以2

（3）曲轴径向跳动量测量1）使用无纺布清洁各主轴颈，并用压缩空气将主轴颈径吹干净任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法2）将曲轴第一道和最后一道主轴颈用V形铁支承于测量平台上，将百分表安装在磁力表座上，然后将百分表触针预压缩，并将其调整至垂直于中间主轴颈的位置3）转动曲轴，找出百分表指针的跳动量，此数据即为曲轴的径向跳动量，跳动量的一半为曲轴的弯曲度或同轴度误差。任务实施任务技能点任务技能点1：曲轴轴颈检测方法注意事项

（1）发动机曲轴圆度、圆柱度误差大于0.025毫米时，应按修理尺寸磨修曲轴；

（2）测量曲轴轴颈尺寸时，应将千分尺测量砧与油孔错开；

（3）曲轴轴颈表面不允许有横向裂纹，对横向裂纹，其深度如在轴颈修理尺寸以内，可通过磨削磨掉，否则应予以报废。任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测1.准备工作任务实施曲轴轴瓦检测操作视频任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测2.拆装或测量步骤说明

（1）首先使用无纺布清洁各轴瓦，然后用压缩空气把轴瓦吹干净。任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（2）目视检查各个曲轴轴瓦是否正常，轴瓦定位唇是否变形，外观是否有裂纹，内外表面是否有磨损或划痕。任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（3）选用游标卡尺，然后清洁卡尺并校零。任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（4）使用游标卡尺测量曲轴主轴上瓦不同位置的厚度。任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测3.曲轴径向间隙的测量

（1）清洁曲轴轴颈、轴瓦和轴承座表面任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（2）将曲轴轴瓦安装至曲轴轴承盖任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（3）取近似于主轴颈宽度的塑料间隙规，并将其正确地放置在被测轴径表面的最高处任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（4）将装有轴瓦的的轴承盖按正确的方向安装到轴承支座上，并确保其安装到位任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（5）将轴承盖固定螺栓带紧任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（6）使用扭力扳手按规定顺序紧固轴承盖固定螺栓至60牛米任务实施任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测（7）拆卸被测曲轴轴承盖固定螺栓，然后取下轴承盖任务实施任务技能点任务学习与实施任务计划与实施任务技能点2：曲轴轴瓦检测（8）对比塑料间隙规的宽度与规卡的刻度，然后记录曲轴径向间隙的数据任务技能点任务技能点2：曲轴轴瓦检测注意事项

（1）应按照规定的顺序摆放主轴瓦，不要将其混淆。

（2）轴瓦安装时需沿切线方向安装并将轴瓦安装到定位槽内部，确保其安装到位。

（3）轴瓦表面不可使用润滑油润滑，以免影响测量结果。任务实施任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测1.准备工作任务实施曲轴轴向间隙测量操作视频任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测2.拆装或测量步骤说明（1）把曲轴主轴承安装在汽缸体轴承座和主轴承盖上任务实施任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测（2）将止推片安装到曲轴的中间轴瓦两侧任务实施任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测（3）用压缩空气再次清洁曲轴，然后将其安装到气缸体内任务实施任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测（4）先将曲轴主轴承盖固定螺栓预紧至60牛米，再将曲轴两侧的固定螺栓预紧至20牛米任务实施任务技能点任务技能点3：曲轴轴向间隙检测

（5）把带磁力底座的百分表固定在发动机前部缸体上