活動五　認識曲軸飛輪組的構造

一輛2012年產雪佛蘭科魯茲轎車，搭載LDE發動機，行駛里程40000km。該車發動機由于缺油而損壞，需要更換曲軸飛輪組。曲軸飛輪組是什么樣的呢？下面就來學習曲軸飛輪組的組成及工作過程。

活動目標

概念復習

活塞連桿組：活塞連桿組主要由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸承等零件組成，其作用是承受氣體的作用力，并將活塞的往復直線運動傳遞給曲軸。

活動過程

步驟一　認識曲軸飛輪組的作用和結構

1．曲軸飛輪組的作用

承受連桿傳來的作用力，并轉化為旋轉力傳遞給傳動系統。

2．曲軸飛輪組的結構

曲軸飛輪組主要由正時齒輪、曲軸、主軸承和飛輪等組成，如圖2-103所示。

步驟二　了解曲軸的作用、結構和分類

1．曲軸的作用

曲軸的主要作用是將活塞連桿組傳遞的推力變為轉矩，然后通過飛輪傳遞到汽車的傳動系統。曲軸同時驅動發動機的配氣機構和其他輔助裝置。

2．曲軸的結構

曲軸一般由曲軸前端、連桿軸頸、平衡重、主軸頸、曲柄、曲軸后端等組成，如圖2-104所示。

（1）曲拐（包含連桿軸頸、曲柄和主軸頸）

一個連桿軸頸和它兩端的曲柄及相鄰兩個主軸頸構成一個曲拐，如圖2-105所示。曲拐的數目取決于發動機的氣缸數目及其排列方式。直列發動機的曲拐數等于氣缸數，而V形和對置式發動機的曲拐數為氣缸數的一半。

（2）平衡重

平衡重在曲拐的對面，用于補償活塞和連桿的質量，來平衡曲軸的離心力及其力矩，如圖2-106所示。

在主軸頸和連桿軸頸上都鉆有油孔，通過斜向油道相連以使潤滑油進入主軸頸和曲柄銷的工作表面，如圖2-107所示。

（3）曲軸前、后端

曲軸前端是第一道主軸頸之前的部分，可安裝扭轉減振器、正時齒輪并有驅動機油泵的機油泵驅動齒輪，如圖2-108所示。曲軸后端是最后一道主軸頸之后的部分，一般安裝飛輪的凸緣盤，如圖2-109所示。

3．曲軸的分類和做功順序

（1）曲軸的分類

曲軸可按其主軸頸的數目分為全支承曲軸及非全支承曲軸。

在相鄰兩曲拐間都設置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，如圖2-110（a）所示；否則稱為非全支承曲軸，如圖2-110（b）所示。全支承曲軸剛度較好且主軸頸的負荷相對較小，多用于柴油發動機和負荷較大的汽油發動機；非全支承曲軸結構簡單，多用于中小負荷的汽油發動機。

（2）做功順序表和曲拐布置圖

①直列四缸四沖程發動機做功順序表和曲拐布置圖如下：

點火間隔角為720°/4＝180°，采用全支承曲軸時其四個曲拐布置在同一平面內，具有良好的平衡性。點火順序有兩種方式：1—2—4—3或1—3—4—2。若以第一種點火順序為例，則其工作循環如表2-3所示，曲拐布置如圖2-111（a）所示。

②直列六缸四沖程發動機做功順序表和曲拐布置圖如下：

點火間隔角為720°/6=120°，曲拐均勻布置在互成120°的三個平面內。直列六缸四沖程發動機常用的點火順序為1—5—3—6—2—4，其工作循環如表2-4所表示，曲拐布置如圖2-111（b）所示。

步驟三　了解主軸承分類、結構和作用

1．分類

曲軸軸承按其承載方向可分為徑向軸承和推力（軸向）軸承。

2．徑向軸承

徑向軸承用于支承曲軸。軸承底座一半加工在曲軸箱上，另一半用螺栓固定，如圖2-112所示。

3．推力軸承

推力軸承則用來限制曲軸的軸向竄動，保證曲柄連桿機構各零件正確的相對位置。并在曲軸受熱膨脹時，防止應伸長而卡死。科魯茲發動機中間一道曲軸軸承將徑向軸承與推力軸承合為一體，制成翻邊軸承，如圖2-113所示。

步驟四　了解飛輪的作用和結構

1．飛輪的作用

飛輪可貯存做功行程的一部分能量，以克服各輔助行程的阻力，使曲軸均勻旋轉。飛輪常作為汽車傳動系統中離合器和偶合器的主動件。

2．飛輪的結構

飛輪的結構如圖2-114所示。飛輪的外緣上鑲有齒圈。起動時，起動機上的齒輪工作時與它嚙合。飛輪上通常刻有第一缸點火正時記號，以供調整和檢驗點火（噴油）正時。

飛輪應與曲軸裝配后一起進行靜態和動態平衡校驗，并通過在曲軸的平衡重和飛輪圓周上鉆孔達到質量平衡。

科魯茲發動機采用雙質量飛輪，它將傳統的飛輪一分為二，如圖2-115所示。一部分在發動機一側（包啟齒圈的部分），用于起動和傳遞發動機的扭矩，稱為初級質量。另一側在變速器一邊，可以提高變速器的轉動慣量，稱為次級質量。二飛輪之間有個油腔，腔內有一排減振彈簧。減振彈簧可以吸收飛輪的振動，可以將飛輪的振動控制在700r/min以下，提高發動機的平順性。

步驟五　了解扭轉減振器的作用和結構

1．作用

當曲軸在勻速運轉時，連桿作用于曲軸上的力是呈周期性變化的，造成曲軸的振動。為了防止曲軸的振動，大多數發動機曲軸前端都裝有扭轉減振器。汽車發動機常用的曲軸扭轉減振器為橡膠式扭轉減振器。

2．扭轉減振器的構造和工作原理

科魯茲發動機采用橡膠式扭轉減振器，減振器圓盤用螺栓與帶盤及帶輪轂緊固在一起，減振器圓盤和慣性盤同橡膠墊硫化粘接在一起，如圖2-116所示。

當曲軸發生扭轉振動時，保持等速轉動的慣性盤使橡膠層發生內摩擦，從而消耗扭轉振動的能量，減小振幅，從而達到減振的效果。

活動評價

試著完成下面的練習題，而后將自己的答案與課本對照，將錯誤答案改正過來并仔細復習相關內容，直到能夠正確完成所有練習為止。

一、填空題

1．曲軸一般由曲軸前端、＿＿＿、連桿軸頸、＿＿＿、平衡重、＿＿＿等組成。

2．一個＿＿＿和它兩端的曲柄及相鄰兩個＿＿＿構成一個曲拐。

3．平衡重在＿＿＿的對面，用于補償活塞和連桿的質量，來平衡曲軸的離心力及其力矩。

4．科魯茲發動機中間一道曲軸軸承將＿＿＿與推力軸承合二為一，制成翻邊軸承。

二、判斷題

1．科魯茲發動機曲軸前端有機油泵驅動齒輪。（　）

2．科魯茲發動機每個曲拐相差120°。（　）

3．科魯茲發動機曲軸前端沒有安裝扭轉減振器。（　）

4．科魯茲發動機飛輪采用雙質量飛輪。（　）

三、完成科魯茲直列四缸發動機的工作循環表（點火順序：1-3-4-2）。