2.多缸发动机的工作循环。
1.能够解答客户关于曲轴飞轮组方面的咨询；
2.能够对曲轴飞轮组主要部件的结构进行分析；
3.能够分析多缸发动机的工作循环；
4.树立以客户为中心的理念，增强服务意识；
5.具有与客户沟通交流的能力；
6.具备基本的识图能力；
7.具备信息搜集和处理的能力。
客户在购车或用车时，比较关注发动机的结构和性能。掀开发动机罩盖，客户会比较好奇，为什么不同车辆的发动机看起来会不一样？为什么有的发动机运转比较平稳，而有的振动比较大呢？为什么有的发动机有劲，而有的发动机感觉无力呢？通过下面的学习，相信你能为客户回答这些问题。
请你针对某一型号车辆的参数配置表，向客户解释有关发动机曲轴飞轮组的相关参数的含义及对发动机性能的影响；针对某一型号车辆发动机的实物或图片，向客户说明该发动机曲轴飞轮组的结构及特点；针对某一型号发动机，通过小组讨论，总结并画出做功循环表，并在班级里进行汇报交流。
一、曲轴飞轮组主要部件的结构特点
曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、正时齿轮（正时带轮或正时链轮）、皮带轮及扭转减震器等组成。图2-17所示为典型的曲轴飞轮组结构示意图。
图2-17 曲轴飞轮组分解图
1.曲轴
曲轴的主要功用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，用来驱动汽车的传动系、发动机的配气机构以及其他辅助装置。
曲轴的结构如图2-18所示，一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂、平衡重、平衡轴驱动齿轮和飞轮输出端等组成。一个连杆轴颈和它两端的曲柄臂及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。曲拐的数目取决于发动机的气缸的数目及排列方式，直列发动机的曲拐数等于气缸数；而V形和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半。
图2-18 曲轴的结构
主轴颈是曲轴的支承部分。如果每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的结构，称为全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴，如图2-19所示。对于直列发动机全支承曲轴，主轴颈数目比气缸数多一个；V形发动机全支承曲轴，主轴颈数目比气缸数的一半多一个。全支承曲轴刚度较好且主轴颈的负荷相对较小，多用于柴油机和负荷较大的汽油机，如上海桑塔纳、大众波罗、奥迪A6、宝来轿车发动机的曲轴。非全支承曲轴的结构和制造工艺简单，多用于中小负荷的汽油机。
图2-19 曲轴的支承方式
（a）全支承曲轴；（b）非全支承曲轴
2.飞轮
飞轮的主要功用是储存做功行程的一部分能量，克服各辅助行程的阻力，使曲轴均匀旋转，使发动机具有克服短时超载的能力。与此同时，又将发动机的动力传给离合器，所以飞轮又常作为汽车传动系中摩擦离合器的主动盘。
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘。为了保证在足够转动惯量的前提下，尽可能减小飞轮的质量，使飞轮的大部分质量都集中在轮缘上，因而轮缘做得宽而厚，如图2-17所示。飞轮的外缘上镶有齿圈，起动以后起动机上的齿轮与之啮合，产生的力矩供发动机起动用。
飞轮上通常刻有第一缸点火正时记号，如图2-20所示，以便调整和检验点火（喷油）正时及气门间隙。当标记对齐时，表示1～6缸或1～4缸活塞在上止点位置。
图2-20 发动机点火正时标记号
飞轮与曲轴装配后，应进行静态和动态平衡试验，否则，在旋转时因质量不平衡而产生的离心力，将引起发动机的振动而加速主轴承的磨损。为保证拆装时不破坏其平衡状态及上述确定位置的标记，飞轮与曲轴的装配采用周向定位装置，如定位销、不对称布置的螺孔或两种不同直径的螺栓等。
3.曲轴扭转减震器
发动机工作时，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惯性力是周期作用在曲轴连杆轴颈上，给曲轴一个周期性变化的运转外力。曲轴发生忽快忽慢的转动，从而形成曲轴相对于飞轮的扭转摆动，即曲轴的扭转振动。当曲轴自振频率与连杆传来的呈周期性变化的激振力频率成整数倍数关系时，曲轴就会共振，从而引起功率损失、曲轴扭转变形甚至断裂、正时齿轮（皮带轮）磨损严重、产生冲击噪声等后果。为此，在有些发动机（特别是那些曲轴刚度较小、旋转质量大、缸数目多及转数高的发动机）的曲轴前端装有曲轴扭转减震器。(www.xing528.com)
汽车发动机常用的曲轴扭转减震器为摩擦式扭转减震器，可分为橡胶扭转减震器、带轮-橡胶复合式扭转减震器和硅油-橡胶复合式扭转减震器等。
如图2-21（a）所示，减震器壳体与扭转振动惯性盘黏结在橡胶层上。发动机工作时，减震器壳体与曲轴一起转动，由于惯性盘滞后减震器壳体，因而在两者之间产生相对运动，使橡胶层来回揉搓，振动能量被橡胶的内摩擦阻尼吸收，从而使曲轴的扭转振动得到减少。天津夏利、上海桑塔纳、一汽奥迪型轿车发动机的曲轴上都装有此类扭转减震器。
图2-21 橡胶扭转减震器
1—减震器壳体；2—硫化橡胶层；3—扭转振动惯性盘；4—带轮毂；5—带轮；6—紧固螺栓；7—弯曲振动惯性盘。
（a）橡胶扭转减震器；（b）带轮-橡胶复合式扭转减震器；（c）硅油-橡胶复合式减震器（尼桑VH45DE）
二、多缸发动机工作循环
多缸发动机的工作循环与气缸数、气缸排列形式及曲轴的形状、各曲拐的相对位置有关。在选择各缸的工作顺序时，应注意以下几点：
①应使各缸的做功间隔尽量均衡，即发动机每完成一个工作循环，各缸都应发火做功一次，对于缸数为i的四冲程发动机，其发火间隔角为720°/i。
②连续做功的两缸相距尽可能远些，以减轻主轴承载荷和避免进气行程中发生抢气现象。
③V形发动机左、右两列应交替发火。
常见多缸发动机的曲拐布置和发火顺序如下：
四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为720°/4=180°。四个曲拐在同一个平面内，如图2-22所示。发动机的工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3，前者的工作循环见表2-1。
表2-1 四冲程直列四缸发动机工作循环表（工作顺序：1—3—4—2）
图2-22 直列四缸发动机的曲拐布置
四冲程直列六缸发动机的发火间隔角为720°/6=120°。六个曲拐互成120°，如图2-23所示。发动机的工作顺序为1—5—3—6—2—4或1—4—2—6—3—5，前者应用比较普遍，其工作循环见表2-2。
图2-23 直列六缸发动机的曲拐布置
表2-2 四冲程直列六缸发动机工作循环表（工作顺序：1—5—3—6—2—4）
四冲程V形六缸发动机的发火间隔角仍为120°，三个曲拐互成120°，工作顺序为R1—L3—R3—L2—R2—L1。面对发动机的冷却风扇，其右侧气缸用R表示，由前至后气缸号分别为R1、R2、R3；左侧气缸用L表示，由前至后气缸号分别为L1、L2、L3。工作循环见表2-3。
表2-3 四冲程V6发动机工作循环表（工作顺序：R1—L3—R3—L2—R2—L1）
四冲程V形八缸发动机的发火间隔角为720°/8=90°。四个曲拐互成90°，如图2-24所示。发动机的工作顺序为1—8—4—3—6—5—7—2。其工作循环见表2-4。
图2-24 四冲程V形八缸发动机的曲拐布置
表2-4 四冲程V8发动机工作循环表（工作顺序：1—8—4—3—6—5—7—2）
随堂测试
1.曲轴飞轮组主要由________、________、正时齿轮（正时带轮或正时链轮）、皮带轮及扭转减震器等组成。
2.曲轴的主要功用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为________，用于驱动汽车的________和发动机的配气机构及其他辅助装置。
3.飞轮的主要功用是储存做功行程的一部分能量，以克服________的阻力，使曲轴均匀旋转，使发动机具有克服短时超载的能力。
4.四冲程V形六缸发动机的发火间隔角为________，三个曲拐互成________。
5.V形发动机左、右两列应________发火。
任务实施
任务工单
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