曲軸的構造

曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸（曲柄銷）、曲柄臂、平衡重（并非所有曲軸都有）、前端（自由端）和后端（功率輸出端）等組成。

①主軸頸與連桿軸頸內(nèi)燃機的主軸頸與連桿軸頸都是尺寸精度較高和粗糙度較低的圓柱體，它們以較大的圓弧半徑與曲柄臂相連接。主軸頸是用來支承曲軸的，曲軸繞主軸頸中心高速旋轉。主軸頸多為實心的，而球墨鑄鐵的曲軸主軸頸與連桿軸頸大多是空心的，其優(yōu)點是可以減少旋轉質量，從而減少其離心力；同時可作為潤滑油離心濾清的空腔。鉛絲法是在軸承與軸頸間放一直徑為軸承標準間隙約2倍的鉛絲，按規(guī)定力矩旋緊軸承蓋后，再取出鉛絲，用千分尺測量其厚度即為軸瓦與軸頸的徑向間隙。主軸頸與連桿軸頸采用壓力潤滑，潤滑油通過曲柄臂中的斜油道被壓送至連桿軸頸空腔內(nèi)，在旋轉離心力的作用下，將機油中密度大的金屬磨屑及其他雜質甩向空腔的外壁，內(nèi)側干凈的機油通過油管流到連桿軸頸及軸承摩擦表面。

②曲柄臂（簡稱曲柄）曲柄臂的作用是連接主軸頸與連桿軸頸，通常制成橢圓形或圓形，其厚度與寬度應使曲軸有足夠的剛度和強度。

③平衡重平衡重通常設在與連桿軸頸相對的一側曲柄臂上，其形狀多為扇形。平衡重的作用是平衡連桿軸頸及曲柄臂的重量、離心力及其力矩，以減輕主軸承的載荷，增加運轉的平穩(wěn)性。

④曲軸的前端曲軸的前端制成有臺肩的圓柱形。其上分別裝有正時齒輪、擋油圈、油封、帶輪和止推片等零件。有些中小功率內(nèi)燃機曲軸前端設有啟動爪，另有一些高速內(nèi)燃機曲軸前端裝有扭轉減振器，還有些工程機械用內(nèi)燃機的曲軸前端設有動力輸出裝置。

⑤曲軸的后端一般曲軸的后端設有油封、回油螺槽、后凸緣等結構。曲軸后端的尾部伸出機體外，以便將內(nèi)燃機的功率輸送給配套機具的傳動裝置。后端多裝有飛輪，通過花鍵或凸緣與其相配，然后用螺栓固緊。山于飛輪尺寸大而重，因此對螺栓的緊固有一定的要求。

（4）曲軸的形狀和發(fā)動機的發(fā)火次序

曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置（即曲拐的布置）與沖程數(shù)、汽缸數(shù)、汽缸排列方式和各汽缸做功行程發(fā)生的順序（稱為發(fā)火次序或工作順序）有關。曲軸的形狀要同時滿足慣性力的平衡和發(fā)動機工作平穩(wěn)性的要求。

就四沖程發(fā)動機而言，曲軸每轉兩圈（即一個工作循環(huán)），每缸都應發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時間（以°CA表示）應力求均勻。設發(fā)動機有個汽缸，則發(fā)火間隔應為720°/i°CA，即曲軸每轉720°/i時，就應有一個缸做功，這樣才能使發(fā)動機工作平穩(wěn)。調(diào)速器的功用調(diào)速器的功用是在柴油機所要求的轉速范圍內(nèi)，能隨著柴油機外界負荷的變化而自動調(diào)節(jié)供油量，以保持柴油機轉速基本穩(wěn)定?，F(xiàn)就常用的4缸、6缸和V型8缸發(fā)動機說明如下。

①四沖程直列4缸發(fā)動機因缸數(shù)i=4，所以發(fā)火間隔應為720°/4一180°CA。其曲柄銷布置4個曲柄銷布置在同一平面內(nèi)，1、4缸的曲柄銷朝上時，2、3缸的朝下，1、4缸與2、3缸相隔180°。

曲枘銷的另種布置形式是將述一種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的著火次序是，只有少數(shù)進內(nèi)燃機采用這種著火次序。

按發(fā)火次序看，前后兩個汽缸的做功行程有60°是重疊的，這種現(xiàn)象是容易理解的。因為各汽缸間做功行程的間隔是120°，而每個汽缸的做功行程本身都是180°，就必然有前后兩個汽缸的做功行程有60°的重疊角。在這個60°中，兩個汽缸都在做功，前一個汽缸做功未完，后一個汽缸做功已經(jīng)開始。（1）機械增壓系統(tǒng)增壓器（壓氣機）由柴油機直接驅動的增壓方式稱為機械增壓系統(tǒng)。這種做功行程重疊的現(xiàn)象對發(fā)動機工作的平穩(wěn)性是非常有利的。

③四沖程v型8缸機大多將汽缸排列成雙列v形（兩列汽缸的中心線夾角常取90°）。因其汽缸數(shù)i=8，所以，各缸發(fā)火間隔應為720°/8=90°CA。通常，這種發(fā)動機左右兩列汽缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上，所以v型8缸機只有4個曲柄銷。有的發(fā)動機只規(guī)定了冷間隙，此時的冷間隙數(shù)值能保證發(fā)動機在熱機狀態(tài)下仍有一定的氣門間隙。一般情況下，將4個曲柄銷布置在兩個互成90°的平面內(nèi)。v型8缸機常用的發(fā)火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。

曲軸的工作條件及常見故障

①曲軸的工作條件

a.承受燃燒氣體的壓力、活塞連桿組往復運動的慣性力和旋轉質量的離心力；

b.燃燒氣體的壓力、活塞連桿組往復運動的慣性力和旋轉質量的離心力產(chǎn)生的力矩；

c.油膜脈動的擠壓應力；

d.旋轉運動速度高；

e.巳潤滑條件較好，但受到較多雜質的沖刷作用。

②曲軸的常見故障

a.曲軸彎、扭；

b.軸頸磨損；

c.裂紋、折斷。

（2）曲軸彎扭的原因、檢驗與校正

1)曲軸彎、扭的原因

①內(nèi)燃機工作不平穩(wěn)，各軸頸受力不均衡；

②內(nèi)燃機突然超負荷工作，使曲軸過分受振；

③內(nèi)燃機經(jīng)常發(fā)生“突爆”燃燒；

④曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時受到?jīng)_擊；

⑤曲軸軸承松緊不一，中心線不在一直線上；

⑥各缸活塞重量不一致；

⑦曲軸端隙過大，運轉時前后移動。

當曲軸彎、扭超過一定值后，將加速曲軸和軸承的磨損，嚴重時會使曲軸出現(xiàn)裂紋甚至折斷，同時還會加速活塞連桿組和汽缸的磨損。

柴油機的增壓系統(tǒng)

隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高，對柴油機的要求也越來越高，既要求柴油機輸出功率要大，經(jīng)濟性要好，而且重量要輕，體積要小。柴油機輸出功率的大小，取決于進入汽缸的燃油和空氣的數(shù)量及熱能的有效利用率。公斤扳手法（比較可靠的方法）：用扭力扳手在曲軸后端裝飛輪的螺栓處轉動，其轉動力矩為：3道瓦：2~3kgf?m。由此可知：要提高柴油機的輸出功率，經(jīng)濟有效的辦法是增加進入汽缸的空氣量。在柴油機汽缸容積保持不變的條件下，增加進入汽缸的空氣密度是提高柴油機輸出功率的主要手段。然而，空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此，增加進氣壓力，降低進氣溫度都能提高進氣密度，目前柴油機中采用增壓器來提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。

所謂增壓，即用增壓器（壓氣機）將柴油機的進氣在缸外壓縮后再送入汽缸，以增加柴油機的進氣量，從而提高平均有效壓力和功率。