曲轴的曲拐和曲柄定义

曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附件组成，如图2-33所示。

曲轴是发动机重要零件之一。曲轴的作用是把连杆传来的气体压力转变为转矩对外输出，同时驱动配气机构和其他辅助装置(如风扇、水泵、发电机等)运转。

曲轴的工作条件是受气体压力、惯性力、惯性力矩的作用并承受交变载荷的冲击。

曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、前端和后端等部分组成，如图2-34所示。按单元曲拐连接方法的不同，曲轴分为整体式和组合式两类，如图2-35所示。

(1)主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴颈的数目与发动机汽缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式，并保证曲轴有足够的强度和刚度。曲轴的支承方式一般有两种，即全支承曲轴(图2-36(a))和非全支承曲轴(图2-36(b))。

(2)曲柄用来连接主轴颈和曲柄销，其外观有方形、椭圆形与圆形三种，如图2-37所示。其中，方形易于加工，但应力集中较大、质量也较大，多为锻造曲轴;椭圆形模锻和铸造曲轴最合理，但加工困难;圆形便于加工，但质量较大。

图2-33 曲轴飞轮组

1—曲轴;2—键;3—带轮;4—正时齿轮;5—轴承;6—组合止推轴承;7—滚针轴承;8—飞轮

图2-34 曲轴组成

1—前端;2—主轴颈;3—连杆轴颈;4—曲柄;5—后端

图2-35 曲轴分类

(a)整体式曲轴;(b)组合式曲轴

图2-36 曲轴的支承方式

(a)全支承曲轴;(b)非全支承曲轴

图2-37 曲柄

(a)方形;(b)椭圆形;(c)圆形

(3)平衡重用来平衡旋转惯性力及其力矩。对于曲拐呈镜像对称布置的四缸和六缸等发动机，若在曲轴的每个曲柄臂上都装设平衡重称为完全平衡法，若只在部分曲柄臂上装设平衡重则称为分段平衡法。

(4)曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐，多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与汽缸数相同，V型发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。多数发动机的曲轴，在其曲柄臂上装有平衡重，如图2-38所示。

(5)曲轴的轴向定位保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时能够正常工作。轴向定位措施有:翻边轴瓦、止推片、止推环、止推轴承。

(6)曲拐的布置:

图2-38 平衡重

①各缸的做功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳;

②连续做功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行;

③避免进气重叠;

④V型发动机左右汽缸尽量交替做功;

⑤曲拐布置尽可能对称、均匀，以使发动机工作平衡性好。

图2-39所示四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为720°/4=180°，4个曲拐在同一平面内，发动机工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3。两种工作顺序的发动机工作循环表分别见表2-2和表2-3。

图2-39 直列四缸发动机曲轴

表2-2 直列四缸发动机点火顺序为1—3—4—2的工作循环表

表2-3 直列四缸发动机点火顺序为1—2—4—3的工作循环表

直列六缸发动机点火顺序为1—5—3—6—2—4的工作循环表见表2-4。四个曲拐也可以布置在两个互相错开90°的平面内，使发动机得到更好的平衡。红旗轿车8V100型发动机点火顺序为1—8—4—3—6—5—7—2，其工作循环表见表2-5。

表2-4 直列六缸发动机点火顺序为1—5—3—6—2—4的工作循环表

表2-5 V型八缸发动机点火顺序为1—8—4—3—6—5—7—2的工作循环表

(7)曲轴扭转减振器。曲轴本身是一扭转弹性元件，具有一定的自振频率。为了削减曲轴的扭转振动，大多数小型发动机在曲轴前端安装了橡胶摩擦式扭转减振器，由此可以起到降低曲轴振动噪声，削减曲轴弯曲振动振幅的作用。橡胶扭转减振器结构简单、工作可靠、制造容易，在汽车上被广泛使用;但其阻尼作用小，对曲轴扭转振动的衰减作用不够强，另外橡胶在内摩擦生热升温的情况下容易老化，故主要在中、小功率的发动机上应用。

(8)飞轮。飞轮(图2-40)是转动惯量很大的盘形零件，它的主要功用是储存做功行程的能量，保证发动机运转平稳;通过飞轮上的上止点记号校准发动机的点火时刻或喷油时刻以及调整气门间隙;让启动机通过飞轮上压装的齿圈启动发动机;将发动机产生的动力传输出去等。

图2-40 飞轮