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曲轴的构造

曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄臂、平衡重（并非所有曲轴都有）、前端（自由端）和后端（功率输出端）等组成。

①主轴颈与连杆轴颈内燃机的主轴颈与连杆轴颈都是尺寸精度较高和粗糙度较低的圆柱体，它们以较大的圆弧半径与曲柄臂相连接。主轴颈是用来支承曲轴的，曲轴绕主轴颈中心高速旋转。主轴颈多为实心的，而球墨铸铁的曲轴主轴颈与连杆轴颈大多是空心的，其优点是可以减少旋转质量，从而减少其离心力；齿轮式传动方式通常在曲轴齿轮和配气正时齿轮之间加装中间齿轮，使齿轮直径减小，以免机体横向尺寸增大。同时可作为润滑油离心滤清的空腔。主轴颈与连杆轴颈采用压力润滑，润滑油通过曲柄臂中的斜油道被压送至连杆轴颈空腔内，在旋转离心力的作用下，将机油中密度大的金属磨屑及其他杂质甩向空腔的外壁，内侧干净的机油通过油管流到连杆轴颈及轴承摩擦表面。

②曲柄臂（简称曲柄）曲柄臂的作用是连接主轴颈与连杆轴颈，通常制成椭圆形或圆形，其厚度与宽度应使曲轴有足够的刚度和强度。

③平衡重平衡重通常设在与连杆轴颈相对的一侧曲柄臂上，其形状多为扇形。平衡重的作用是平衡连杆轴颈及曲柄臂的重量、离心力及其力矩，以减轻主轴承的载荷，增加运转的平稳性。

④曲轴的前端曲轴的前端制成有台肩的圆柱形。其上分别装有正时齿轮、挡油圈、油封、带轮和止推片等零件。有些中小功率内燃机曲轴前端设有启动爪，另有一些高速内燃机曲轴前端装有扭转减振器，还有些工程机械用内燃机的曲轴前端设有动力输出装置。

⑤曲轴的后端一般曲轴的后端设有油封、回油螺槽、后凸缘等结构。曲轴后端的尾部伸出机体外，以便将内燃机的功率输送给配套机具的传动装置。后端多装有飞轮，通过花键或凸缘与其相配，然后用螺栓固紧。山于飞轮尺寸大而重，因此对螺栓的紧固有一定的要求。

（4）曲轴的形状和发动机的发火次序

曲轴的形状及曲柄销间的相互位置（即曲拐的布置）与冲程数、汽缸数、汽缸排列方式和各汽缸做功行程发生的顺序（称为发火次序或工作顺序）有关。曲轴的形状要同时满足惯性力的平衡和发动机工作平稳性的要求。

就四冲程发动机而言，曲轴每转两圈（即一个工作循环），每缸都应发火做功一次。各缸的发火间隔时间（以°CA表示）应力求均匀。设发动机有个汽缸，则发火间隔应为720°/i°CA，即曲轴每转720°/i时，就应有一个缸做功，这样才能使发动机工作平稳。现就常用的4缸、6缸和V型8缸发动机说明如下。缺点是传热条件差，加工要求高，气门座圈如工作时松脱则会造成事故。

①四冲程直列4缸发动机因缸数i=4，所以发火间隔应为720°/4一180°CA。其曲柄销布置4个曲柄销布置在同一平面内，1、4缸的曲柄销朝上时，2、3缸的朝下，1、4缸与2、3缸相隔180°。

曲枘销的另种布置形式是将述一种方式的2、5缸分别与3、4缸互换。这种方式的着火次序是，只有少数进内燃机采用这种着火次序。

按发火次序看，前后两个汽缸的做功行程有60°是重叠的，这种现象是容易理解的。因为各汽缸间做功行程的间隔是120°，而每个汽缸的做功行程本身都是180°，就必然有前后两个汽缸的做功行程有60°的重叠角。在这个60°中，两个汽缸都在做功，前一个汽缸做功未完，后一个汽缸做功已经开始。这种做功行程重叠的现象对发动机工作的平稳性是非常有利的。调速器的功用调速器的功用是在柴油机所要求的转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油机转速基本稳定。

③四冲程v型8缸机大多将汽缸排列成双列v形（两列汽缸的中心线夹角常取90°）。因其汽缸数i=8，所以，各缸发火间隔应为720°/8=90°CA。通常，这种发动机左右两列汽缸中相对的一对连杆共装在一个曲柄销上，所以v型8缸机只有4个曲柄销。一般情况下，将4个曲柄销布置在两个互成90°的平面内。v型8缸机常用的发火次序为1-5-4-2-6-3-7-8。当浮子达到规定的放水水位时，液面传感器将电路接通，在仪表盘上的放水警告灯就发出放水信号，这时需及时松开油水分离器上的放水塞放水。

飞轮

内燃机飞轮的主要功用是存储做功冲程产生的能量，克服辅助冲程（进气、压缩和排气冲程）的阻力，以保持曲轴旋转的均匀性，使内燃机运转平稳。其次，飞轮还具有克服内燃机短期超载的能力。有时它还可兼作动力输出的带轮等。

内燃发动机的飞轮多用灰铸铁制造，当轮边的圆周速度超过50m/s时，则选用强度较高的球墨铸铁或铸钢。飞轮的结构形状是一个大圆盘。轮边尺寸宽而厚，这在重量一定的条件下，可获得较大的转动惯量。多缸内燃机的扭矩输出较均匀，对飞轮的转动惯量要求较小，因此飞轮的尺寸小些。相反，单缸机飞轮相应做得大些。通常在飞轮的外圆上装有启动齿圈，并在外圆上刻有记号或钻有小孔，用以指示某一缸（通常为一缸）在上止点的位置，供检查气门间隙、供油提前角（点火提前角）和配气定时使用。由于飞轮上刻有记号，飞轮与曲轴的位置，在安装时不能随意错动。1配气机构与进排气系统的构造发动机配气机构的类型有：气门式、气孔式和气孔一气门式等三种类型。

气门弹簧

气门弹簧的功用是保证气门在关闭时能压紧在气门座上，而在运动时使传动件保持相互接触，不致因惯性力的作用而相互脱离，产生冲击和噪声。所以气门弹簧在安装时就有较大气门弹簧的材料通常为高碳锰钢、硅锰钢和镍铬锰钢的钢丝，用冷绕成型后，经热处理而成。为了提高弹簧的疲劳强度，一般用喷丸或喷砂表面处理。气门弹簧的形状多为圆柱形螺旋弹簧。调整时，首先转动曲轴使要调整缸的活塞恰好处于压缩冲程上止点位置，此时，进、排气门处于完全关闭状态，然后用螺钉旋具和厚薄规调整该缸的进、排气门间隙，调整完毕后按同样方法依次调整其他缸。

气门弹簧在工作时可能发生共振。当气门弹簧的固有振动频率与凸轮轴转速或气门开闭的次数成倍数关系时，就会产生共振。共振会使气门弹簧加速疲劳损坏，配气机构也无法正常工作，因而应尽力防止。

通过增加弹簧刚度来提高固有频率是防止共振的措施之一。但刚度增加，凸轮表面的接兰应力加大，使磨损加快，曲轴驱动配气机构所消耗的功也增加。将选好的轴瓦和连杆装在轴颈上，扭紧螺钉到转动有阻力为止，然后往复转动3~4圈，再拆下连杆轴瓦，查看与轴颈的接触情况并进行修刮。有的内燃机采用变鏍距弹簧来防止共振。工作时，弹簧螺距较小的一端逐渐叠合，有效圈数不断减少，因而固有频率也不断增加。这种气门弹簧在安装时，应将螺距较小的一端靠近气门座。

不少内燃机采用两根气门弹簧来防止共振。内、外两根气门弹簧同心地安装在一个气门。将装、刮配好轴瓦的连杆夹稳在虎钳上，且按规定力矩上好连杆螺栓，用量缸表配合外径千分尺测量出瓦孔直径。采用双弹簧的优点除了可以防止共振外，同时当一根弹簧折断时，另一根还可继续维持工作，不致产生气门落入汽缸的事故。此外，在保证相同弹力的条件下，双弹簧的高度可比一根弹簧的小，因而可降低整机高度。采用双弹簧时，内、外弹簧的螺旋方向应相反，以避免当一根弹簧折断时，折断部分卡入另一根弹簧中。