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2021-11-13

发动机曲轴与飞轮的组成构造和工作原理

  飞轮多采用灰铸铁制造,当轮缘的圆周速度超过50m/s时,则采用强度较高的球铁或铸钢制造。飞轮的外形象一个大圆盘,其轮缘通常做成宽而厚,这可以使在飞轮重量增加不太大的条件下,得到较大的转动惯量。对于用电动机起动的多缸内燃机,其飞轮轮缘的一侧装有一个齿圈。此外,轮缘上还刻有某个气缸(通常多是第一缸)的活塞位于上止点时的对应刻线,以及其他调整用的刻线(如气门提前开启角、供油或点火提前角,等等)。   单缸内燃机的飞轮,通常是经过静平衡的,在飞轮轮缘附近处有一些去重的钻孔。多缸内燃机的飞轮是与曲轴一起进行过动平衡试验的,为了防止重新把飞轮装上曲轴时把原来的对应位置搞错,可以或者在曲轴上设置定位销,或者把曲轴上安装飞轮螺钉的螺钉孔做成沿圆周不均匀分布。   在飞轮轮毂处有经过精加工的定位面,以及定位销孔(如果用销钉定位时),飞轮装上曲轴后,再用一定预紧力把螺母拧紧,并用锁紧片进行防松保险,以提高飞轮的工作可靠性。曲轴平衡由于作用在飞轮与曲轴上力很大,曲轴的旋转速度很高,所以曲轴必需经过非常仔细地平衡。为了达到静平衡,静止时的飞轮沿各个方向的重量必需是平衡的。动平衡是指曲轴转动时的平衡。   动平衡意味着曲轴上所有各点受到的离心力必需相等。动平衡的操作需要用专用机床进行。在操作时须把过重处的金属去掉并在过轻处加上一些金属。为获得转动平衡,在曲轴上通常装有配重。它多与曲轴锻成或铸成一个整体。有时,配重是用螺栓固定在曲轴上的。配重通常位于连杆对面的一侧,以便与连杆的重量平衡。   为平衡曲轴本身,整个旋转总成必须进行动平衡。此总成包括风扇皮带轮、消振块、正时齿轮、曲轴、飞轮及离合器(或者液力变扭器的一部分)。此外,连杆总成还包括活塞销、活塞、轴承等等,这些都要细心地互相平衡,这样才能使旋转质量的振动减少到最小。   关于曲轴平衡及纠正不平衡的方法,在本书第二篇有关曲轴维修部分还将进一步讨论。扭转振动当活塞在汽缸内作上下运动时,作用在活塞上的汽缸爆发力以及往复运动的惯性力都要发生变化。力或扭矩的这种周期变化,将引起曲轴扭转(或者说传递扭转振动)。   在某些转速的情况下,这种现象显得更加明显。这种振动发生在长轴上要比在短轴上强烈些。当1号活塞点火时,会使曲轴前瑞转过一个角度。这个力经过曲轴的全长将传到惯性很大的飞轮。此时整根曲轴就会产生扭转变形。虽然这个转角很小,但是足以产生振动。   无论一根轴有多结实,只要作用上去的力足够大,就总可以被扭转。曲轴的扭转取决于发动机的工作载荷。它在某些转速下比在其它转速下更严重。消振器被用来帮助衰减曲轴的扭转。

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