活動五　認識曲軸飛輪組的構(gòu)造

一輛2012年產(chǎn)雪佛蘭科魯茲轎車，搭載LDE發(fā)動機，行駛里程40000km。該車發(fā)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(huán)、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(jié)構(gòu)

1．曲軸飛輪組的作用

承受連桿傳來的作用力，并轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)力傳遞給傳動系統(tǒng)。

2．曲軸飛輪組的結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)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?yōu)檗D(zhuǎn)矩，然后通過飛輪傳遞到汽車的傳動系統(tǒng)。曲軸同時驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)和其他輔助裝置。

2．曲軸的結(jié)構(gòu)

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(gòu)成一個曲拐，如圖2-105所示。曲拐的數(shù)目取決于發(fā)動機的氣缸數(shù)目及其排列方式。直列發(fā)動機的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)，而V形和對置式發(fā)動機的曲拐數(shù)為氣缸數(shù)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(zhì)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?jié)櫥瓦M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(zhuǎn)減振器、正時齒輪并有驅(qū)動機油泵的機油泵驅(qū)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(shù)目分為全支承曲軸及非全支承曲軸。

在相鄰兩曲拐間都設(shè)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(fā)動機和負荷較大的汽油發(fā)動機；非全支承曲軸結(jié)構(gòu)簡單，多用于中小負荷的汽油發(fā)動機。

（2）做功順序表和曲拐布置圖

①直列四缸四沖程發(fā)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(nèi)，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(huán)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(fā)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(nèi)。直列六缸四沖程發(fā)動機常用的點火順序為1—5—3—6—2—4，其工作循環(huán)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(fā)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(jié)構(gòu)

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(zhuǎn)。飛輪常作為汽車傳動系統(tǒng)中離合器和偶合器的主動件。

2．飛輪的結(jié)構(gòu)

飛輪的結(jié)構(gòu)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(diào)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(tài)和動態(tài)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(zhì)量平衡。

科魯茲發(fā)動機采用雙質(zhì)量飛輪，它將傳統(tǒng)的飛輪一分為二，如圖2-115所示。一部分在發(fā)動機一側(cè)（包啟齒圈的部分），用于起動和傳遞發(fā)動機的扭矩，稱為初級質(zhì)量。另一側(cè)在變速器一邊，可以提高變速器的轉(zhuǎn)動慣量，稱為次級質(zhì)量。二飛輪之間有個油腔，腔內(nèi)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(fā)動機的平順性。

步驟五　了解扭轉(zhuǎn)減振器的作用和結(jié)構(gòu)

1．作用

當曲軸在勻速運轉(zhuǎn)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(shù)發(fā)動機曲軸前端都裝有扭轉(zhuǎn)減振器。汽車發(fā)動機常用的曲軸扭轉(zhuǎn)減振器為橡膠式扭轉(zhuǎn)減振器。

2．扭轉(zhuǎn)減振器的構(gòu)造和工作原理

科魯茲發(fā)動機采用橡膠式扭轉(zhuǎn)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(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，保持等速轉(zhuǎn)動的慣性盤使橡膠層發(fā)生內(nèi)摩擦，從而消耗扭轉(zhuǎn)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(guān)內(nèi)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(gòu)成一個曲拐。

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

4．科魯茲發(fā)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(fā)動機曲軸前端有機油泵驅(qū)動齒輪。（　）

2．科魯茲發(fā)動機每個曲拐相差120°。（　）

3．科魯茲發(fā)動機曲軸前端沒有安裝扭轉(zhuǎn)減振器。（　）

4．科魯茲發(fā)動機飛輪采用雙質(zhì)量飛輪。（　）

三、完成科魯茲直列四缸發(fā)動機的工作循環(huán)表（點火順序：1-3-4-2）。