曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、正时齿轮、曲轴带轮、曲轴轴瓦、带轮和减振器等组成,如图3-9所示。
(1)曲轴 曲轴的功用是将由活塞连杆组传来的燃气压力转变为转矩,以旋转的形式输出,并带动内燃机的其他运动机构。曲轴因受到燃气压力和往复、旋转运动的质量惯性力及其力矩的作用,故受力情况复杂。因此,对曲轴的强度、刚度、硬度、韧性和制造精度都有较高的要求。曲轴的结构因机型不同而不同。在结构上有整体式曲轴与组合式曲轴、单缸曲轴与多缸曲轴;在制造方法上有铸造曲轴与锻造曲轴;在材质上又有钢制曲轴与球墨铸铁曲轴。常见的曲轴有下列三种结构:
1)单缸机曲轴(见图3-10)。单缸机曲轴仅用于单缸柴油机,结构简单。
图3-9 多缸柴油机的曲柄连杆机构曲轴飞轮组
1—曲轴 2—飞轮 3—齿圈 4—正时齿轮 5—带轮 6—扭转减振器 7—起动爪
图3-10 单缸机曲轴
2)整体式曲轴(图3-11)。整体式曲轴主要用于中小功率的多缸柴油机,结构复杂,需要根据柴油机的气缸工作顺序设计曲拐(连杆轴颈)的相对位置,如四缸柴油机的曲轴就有如图3-11所示的平面结构(如四个连杆颈在一个平面上)和十字头结构两种。
图3-11 整体式曲轴(www.xing528.com)
3)组合式曲轴。组合式曲轴如图3-12所示。
图3-12 组合式曲轴
1—启动爪 2—带盘 3—前端轴 4—滚动轴承 5—连接螺杆 6—曲柄 7—齿圈 8—飞轮 9—后端凸缘 10—锁片 11—挡油圈 12—定位螺钉 13—油管
组合式曲轴又分为全套式(曲柄销、曲臂、主轴颈都分别制造,然后套合为一体)、半套合成(曲柄销与曲臂为一体)、套合式(缸套或液压套)、组合式(主要用于大型低速船用柴油机,消除了大件锻造困难)和分段式。
(2)飞轮 在柴油机的工作循环中,只有一个行程做功,飞轮的功用就是把传到曲轴上的一部分能量储存起来,用以克服进气、压缩、排气行程中的阻力,使曲轴旋转均匀,并能克服柴油机短时间超负荷工作,飞轮还有便于起动及输出功率的作用。
飞轮与曲轴装配,应进行动平衡校正,否则在高速旋转时由于质量不平衡产生的离心力,将引起柴油机振动。固定飞轮时,必须按规定的拧紧力矩拧紧飞轮固定螺栓(螺母),并用锁片锁紧以防止松动脱落。飞轮的外缘上有热压的起动齿圈,供柴油机起动用。为了便于对柴油机进行维修调整,飞轮上还应有表示活塞上止点、供油提前角、点火时间、气门开闭时间等记号。
(3)扭转减振器 当柴油机工作时,曲轴在周期性变化的转矩作用下,各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动,简称扭振。当柴油机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成整数倍时,就会发生共振。共振时扭转振幅增大,并导致传动机构磨损加剧,柴油机功率下降,甚至使曲轴断裂。为了消减曲轴的扭转振动,现代汽车柴油机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器。汽车柴油机多采用橡胶扭转减振器(见图3-13)、硅油扭转减振器和硅油橡胶扭转减振器等。
图3-13 橡胶扭转减振器的结构
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