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發布時間：2021-03-24 06:58
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曲軸的功用、工作條件及制造方法
曲軸的功用是將氣體壓力轉變為扭矩輸出，以驅動與其相連的動力裝置。此外，它還要驅動內燃機本身的配氣機構及各種附件，如噴油泵、水泵和冷卻風扇等。
曲軸在工作時，由于承受很高的氣體力、往復慣性力、離心力及其力矩的作用，因此曲軸內部產生沖擊性的交變應力（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉），并易產生扭轉振動，從而引起曲軸的疲勞破壞。另外由于各軸頸在很高的壓力下作高速轉動，使軸頸與軸承磨損嚴重，所以，對曲軸的要求是：耐疲勞、耐沖擊；有足夠的強度和剛度；軸頸表面的耐磨性好并經常保持良好的潤滑狀態多靜平衡與動平衡要好；在使用轉速范圍內不能產生扭轉振動；增壓方法按照驅動增壓器所用能量來源的不同，基本的增壓方法可分為三類：機械增壓系統、廢氣渦輪增壓系統和復合增壓系統三類。安裝固定可靠并加以軸向定位或限制軸向位移。
曲軸毛坯制造采用鑄造和鍛造兩種方法。鍛造曲軸主要用于強化程度高的內燃機，這類曲軸一般采用強度極限和屈服極限較高的合金鋼（如40Cr、35CrMo等）或中碳鋼（如45號鋼）制造：造曲軸廣泛應用于中小功率內燃機，通常采用高強度球墨鑄鐵鑄造，其優占：過方，成本低；能夠鑄出合理的結構形狀；由于新鮮氣體（或可燃混合氣）和廢氣流動慣性都很大，雖然進、排氣門同時開啟，但氣流并不互相錯位與混合。對扭轉振動的阻尼作用優于鋼材。
曲軸的分類
①白軸按各組成部分的連接情況，可分為組合式曲軸和整體式曲軸兩種。
即將曲軸分成若干部分，分別制造與加工，然后組裝成一個整體：其優點是加工方便，便于產品系列化。缺點是拆裝不方便，組裝質量不易保證，重量大，成本高，采用滾動軸承，噪聲大，難以適應高轉速。
整體式曲軸，即曲軸的各組成部分鑄（或鍛）造在一根曲軸毛坯上。其優點是結構簡單緊湊、強度及剛度好、重量輕、成本低。
②按照曲軸主軸頸數目，可分為全支承曲軸和非全支承曲軸。
全支承曲軸即是在任兩個相鄰曲拐之間都設有主軸頸的曲軸。其主軸頸總數比連桿軸數多一個。這種曲軸的優點是曲軸的剛度大，主軸承負荷輕。其缺點是內燃機軸向尺寸加長。非全支承曲軸的主軸頸總數等于或少于連桿軸頸數，其優點是尺寸小、結構簡單、緊湊。缺點是剛度和強度較差，主軸承負荷較重。柴油機因負荷較重，一般多采用全支承曲軸。凸輪軸的苴主要配置有各缸進、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。非全支承曲軸多用于負荷較輕的內燃機。
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內燃機工作不平穩，各軸頸受力不均衡；
②內燃機突然超負荷工作，使曲軸過分受振；
③內燃機經常發生“突爆”燃燒；
④曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，工作時受到沖擊；
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裂紋甚至折斷，同時還會加速活塞連桿組和汽缸的磨損。
柱塞式噴油泵的基本構造
柱塞式噴油泵是利用柱塞在柱塞套筒內作往復運動進行吸油和壓油。柱塞與柱塞套合稱為柱塞偶件（或柱塞副），每一柱塞副只向一個汽缸供油。根據其構造不同，柱塞式噴油泵又分為單體式和整體式兩種。單體式噴油泵的所有零件都裝在泵體中，其噴油泵凸輪通常和配氣凸輪做在一根軸上，調速器裝在機體內。這種噴油泵主要用于單缸或兩缸柴油機。整體式噴油泵是把幾組泵油元件（分泵）共同裝入一個泵體內，由一根噴油泵凸輪軸驅動所構成的總泵。消聲器內燃機排出的廢氣在排氣管中流動時，由于排氣門的開閉與活塞往復運動的影響，氣流呈脈動形式，并具有較大的能量。柱塞式噴油泵通常由泵體、泵油機構、油量控制機構及傳動機構等組成。
泵油機構是噴油泵的主體，在多缸泵中又稱為分泵。泵油機構主要由柱塞偶件（柱塞和柱塞套筒）和出油閥偶件（出油閥和出油閥座）組成。柱塞為一光滑的圓柱體，在上部銑有斜槽，槽中鉆有徑向孔并與中心的軸向孔連通。柱塞下部固定有調節臂，可通過它轉動柱塞。在柱塞套筒不同高度上鉆有兩個小孔，上面的為進油孔，下面的為回油孔。兩孔均與泵體中的低壓油腔相通。柱塞上部有出油閥，由出油閥彈簧壓緊在出油閥座上。柱塞下端與裝在滾輪體中的墊塊相接觸。柱塞彈簧通過彈簧座將柱塞推向下方，并使滾輪保持與凸輪軸上的凸輪相接觸。噴油泵凸輪軸由曲軸驅動。在特殊情況下，如軸瓦的修刮量太小，可以在軸瓦的背面加上適當厚度的銅墊片，但這種方法只能在中、小修時使用，在大修時一律不得使用。對于四沖程柴油機，曲軸轉兩周，噴油泵凸輪軸轉一周。
①進油過程 當噴油泵凸輪軸由曲軸驅動旋轉時，如果凸輪的凸起部分尚未與滾輪相接觸，柱塞則在柱塞彈簧的作用下處于下端位置。這時柴油從低壓油腔經進油孔流入柱塞上方的柱塞套筒內。
②壓油與供油過程隨著凸輪的凸起部分與滾輪相接觸，柱塞開始上移，直至柱塞上端面將進油孔完全遮蔽時，柱塞上部成為密閉的空間。隨著柱塞繼續上升，柴油受到壓縮，油壓迅速升高。柱塞上部的出油閥在油壓達到一定值時即被頂開，高壓的柴油即經高壓油管流向噴油器。當柱塞繼續上行，噴油泵繼續供油。裝在殼體下部的浮子隨著積聚在油水分離器殼體內的冷凝水的增多而逐漸上升。
③停止供油過程當柱塞上行到斜槽的上邊沿與回油孔的下邊沿相通時，供油過程即土結束。隨后回油孔與斜槽相通．柱塞上部的高壓油即通過柱塞中心的油孔和斜槽中的徑向孔流入低壓油腔，柴油壓力迅速降低，出油閥在出油閥彈簧2的作用下落人出油閥座，這時噴油泵停止向噴油器供油。當凸輪的高點越過滾柱后，隨著凸輪的轉動，柱塞在柱塞彈簧的作用下逐漸下落．當柱塞上端低于進油孔時，柴油又開始流入套筒內。為保證配氣相位的準確，在曲軸與凸輪軸驅動機構之間通常設有專門的記號，在裝配過程中必須按照相關說明書的要求將記號對準，不得隨意改動。
