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无锡南洋职业技术学院发动机模块教案任课教师张俊授课日期 2008 年 9月 10、 12日授课班级汽修 072 教学方式一体化课题第二章曲柄连杆机构 2.1 曲柄连杆机构—曲轴飞轮组教学目的与要求 1.掌握曲轴飞轮组的组成\作用\工作过程 2.掌握曲轴的检修内容重、难点 1.掌握曲轴飞轮组的工作过程 2.掌握曲轴的检修主要内容 2.4 曲轴飞轮组一、组成: 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮( 或链条) 等组成。如图 2-42 所示是曲轴飞轮组的总体结构。二、曲轴 1. 曲轴的功用是承受连杆传来的力,并将其转变为扭矩,然后通过飞轮输出,另外,还用来驱动发动机的配气机构及其他辅助装置( 如发电机、风扇、水泵、转向油泵等)。在发动机工作中,曲轴承受周期性变化的气体压力、旋转质量的离心力和往复惯性力以及它们的力矩的共同作用,使曲轴承受弯曲与扭转载荷,产生疲劳应力状态。为了保证工作可靠,因此要求曲轴具有足够的刚度和强度,各工作表面要求耐磨而且润滑良好,还必须有很高的动平衡要求。 2. 曲轴的结构曲轴一般由前端( 自由端)、主轴颈、曲柄、平衡重、连杆轴颈( 曲柄销) 和后端( 动力输出) 组成。由一个连杆轴颈、和它左右主轴颈组成一个曲拐。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数; V 型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。按照曲轴的主轴颈数;可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间,都设置一个主轴颈的曲轴,称为全支承曲轴(图 2-43a) ;否则称为非全支承曲轴(图 2-43b) 。设气缸数为 i ,则全支承的主轴颈数为: i十1。主轴颈数少于此数者都称为非全支承的轴。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度, 并且可减轻主轴承的载荷。其缺点是曲轴长度较长使发动机机体长度增加。直列式发动机的全支承曲轴,其主轴颈总数( 包括曲轴前端和后端的主轴颈) 比气缸数多一个; V 型发动机的全支承曲轴,其主轴颈总数比气缸数的一半多一个。上海桑塔纳、一汽奥迪 100 型轿车均采用全支承曲轴。柴油机也多采用全支承曲轴,这是因为其载荷较大的缘故。 3 .曲轴的材料曲轴一般都采用优质中碳钢(如 45 号钢) 或中碳合金钢(如 45Mn2 、 40Cr 等)模锻。为了提高曲轴的耐磨性,其主轴颈和连杆轴颈表面上均需高频淬火或氮化, 例如, 上海桑塔纳发动机曲轴采用优质 50 号中碳钢模锻而成。有部分发动机采用了高强度的稀土球墨铸铁铸造曲轴,但这种曲轴必须采用全支承以保证刚度。 4 .曲轴的构造多缸发动机的曲轴一般做成整体式的( 参看图 2-42) 。连杆大头为整体式的某些小型汽油机或采用滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机,必须采用组合式曲轴, 即将曲轴的各部分分段加工,然后组合成整个曲轴,其主轴承可为滚动轴承,相应地气缸体必须是隧道式的( 参看图 2-3c) 。轿车发动机多为整体式曲轴。有些曲轴的曲柄销和主轴颈做成空心的其目的是为减小质量和离心力,如图 2- 44 所示。主轴颈、曲柄销和轴瓦上都钻有径向油孔,这些油孔由斜向的油道相连6 。这样机油就可以进入主轴颈和曲柄销的工作表面进行润滑。当曲柄销上的油孔与连杆大头上的油孔对准时,机油可以从中喷出,对配气机构和气缸壁进行飞溅润滑。平衡重的作用是平衡连杆大头,连杆轴颈和曲柄等产生的离心惯性力及其力矩,有时也平衡活塞连杆组的往复惯性力及其力矩,以使发动机运转平稳。并且还可减小曲轴轴承的负荷。四缸以上的直列发动机,虽从整体来说,其惯性力及其力矩是平衡的,但曲轴局部却受弯矩作用,如图 2— 45a 所示。图中惯性力 F 1 =F 2 =F 3 =F 4,M 1-2 =M 3-4 ,所以整体上曲轴受力和力矩是平衡的。但从局部上看, 1、2 缸曲轴和 3、4 缸曲轴分别受弯矩 M 1-2和M 3-4 的作用,两个力矩给曲轴造成了弯曲负荷,会造成曲轴弯曲并加重轴承的负荷。为了减轻主轴承负荷、改善其工作条件,一般都在曲柄的相反方向上设置平衡重,分别在曲柄的背面设置平衡重使其产生的力矩与上述惯性力矩 M 1-2、M 3-4 相平衡(图2— 45b) 。为平衡曲轴的离心力和离心力矩,有时还用来平衡一部分活塞连杆组的往复惯性力。对于四缸、六缸、八缸和十二缸发动机, 如图 2- 46 所示, 由于曲拐是对称布置的,往复惯性力和离心力是平衡的,从整体上看能相互抵消。但曲轴的局部确受到弯矩的作用。图 2- 46 序号 6 所示,部分曲柄设置平衡重,如果曲轴支承刚度好,也可不设置平衡重,CA 6102 型发动机曲轴不设平衡重。有的平衡重与曲轴制成一体, 如图 2-46 所示。有的单独制成后再用螺栓固定在曲轴上, 称为装配式平衡重如图 2-4 7 所示。曲轴不论有无平衡重, 都要求进行动平衡试验,对不平衡的曲轴常在其偏重一侧钻孔,除去些质量。曲轴前端是第一道主轴颈之前的部分, 其上装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮, 或正时齿形皮带轮,或链轮,驱动风扇和水泵的皮带轮 7 以及推力片 3 等如图 2 - 48 所示。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏, 在曲轴前端上有一个甩油盘, 随着曲轴旋转,当被齿轮挤出和甩出来的机油落到盘上时,由于离心力的作用,被甩到齿轮室盖的壁面上,再沿壁面流下来,回到油底壳中。即使还有少量机油落到甩油盘前面的曲轴段上,也被压配在齿轮室盖上的油封挡住,甩油盘的外斜面应向后,如果装错,效果将适得其反。即使还有少量机油落到甩油盘前面的曲轴轴段上,也被压配在齿轮室盖上的油封挡住。为了减小扭振而装有减振器,在中、小型发动机的曲轴前端还装有起动爪, 以便必要时用人力转动曲轴, 使发动机起动。曲轴后端是最后一道主轴颈之后的部分,有安装飞轮用的凸缘(图 2-4 9) 。为防止机油向后漏出,在曲轴后端通常切出回油螺纹或其他封油装置。回油螺纹可以是梯形的或矩形的,其螺旋方向应为右旋。回油螺纹的工作原理如图 2-5 0 。当曲轴旋转时,流到回油螺纹槽中的机油也被带动旋转。因为机油本身有粘性,所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力 F r。F r 可分解为平行于螺纹的分力 F r1 和垂直于螺纹的分力 F r2 。机油在 F r1 的作用下,顺着螺纹槽道被推送向前,流回油底壳。 4 .曲轴轴向定位为阻止车辆行驶时,离合器经常结合与分离和带锥齿轮驱动时施加于曲轴上的轴向力以及在上、下坡行驶或突然加速、减速出现的轴向力作用而有轴向窜动的趋势,曲轴轴向窜动将破坏曲柄连杆机构各零件的正确相对位置,曲轴必须有轴向定位, 以保证曲柄连杆机构的正常工作, 但也应允许曲轴受热后能自由膨胀。曲轴作为转动件,必须与其固定件之间有一定的轴向间隙。曲轴轴向定位是通过止推装置实现的,只能有一处设置轴向定位装置。止推装置有翻边轴瓦、止推片、止推环和轴向止推滚珠轴承等多种形式如图 2— 51a 、b、c、d。翻边轴瓦(图2— 51a) 放在曲轴的某一主轴承内,靠翻边轴瓦两外侧表面的减摩合金层( 与轴瓦内表面的合金层相同) 减低与轴颈端面相对运动时的摩擦1
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曲轴由哪几部分组成|有什么用
资料整理：广州瀚达汽车学院发布时间：已帮助：人
　　曲轴由哪几部分组成|有什么用？ &
　　曲轴是发动机重要的部件之一。曲轴有什么用？曲轴功用是把活塞、连杆传来的气体压力转变为转矩，用以驱动的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置(广州瀚达学校小编举例 ：如发电机、水泵、风扇、空气压缩机、机油泵及柴油机喷油泵等)。为了满足其足够强度和刚度，同时提高其耐磨性，曲轴一般采用优质中碳钢或合金钢锻造而成，轴颈表面经精加工和热处理。为了节 约成本，近年来开始采用高强度球墨铸铁铸造曲轴。那么，曲轴到底由哪几部分组成？广州瀚达汽修学校小编提示：曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块及前后端组成。其中一个主轴颈、一个 连杆轴颈和一个曲柄组成一个曲拐。直列式发动机曲轴的曲拐数目等于汽缸数;v形发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。下面是广州瀚达汽修学校小编为您整理的曲轴组成的具体内容。 &
　　主轴颈是曲轴的支撑部分。按照主轴颈数可以把曲轴分为全支撑曲轴和非全支撑曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴;否则，称为非全支承曲轴。 &
　　连杆轴颈与连杆大头相连，并在连杆轴承中转动，连杆轴颈与汽缸数相同。为了使曲轴平衡，连杆轴颈对称布置。例如，四缸发动机曲轴的一、四缸连杆轴颈在同一侧，二、三缸连杆轴颈在另一侧 ，两者相差180度。 &
　　曲柄是连杆轴颈和主轴颈的联接部分，也是曲轴受力复杂、结构薄弱的地方。曲柄形状多为矩形或椭圆形，它与主轴颈和连杆轴颈的联接处形状突变，存在严重的应力集中现象，曲轴裂纹或断 裂多数出现在这个部位。为了减少应力集中，此处采用过渡圆角联接。 &
　　以上是广州瀚达汽修学校小编为您整理的关于曲轴由哪几部分组成|有什么用的全部内容。
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12345678910太震撼了，汽车曲轴加工全过程，忍不住就是想给你
曲轴是发动机中最典型、最重要的零件之一，其功用是将活塞连杆传递来的气体压力转变为转矩，作为动力而输出做功，驱动器他工作机构，并带动内燃机辅助装备工作。这就意味着剧烈的加速和减速，并伴随高弯曲变形、高扭矩和振动冲击，导致非常高且多变的应力。如此极端化的应力需要精心的设计和计算、选择合适的材料以及批量加工工艺。这些应力集中于支承轴颈和平衡块辐板之间的圆角半径处以及油孔上，因此需要特别关注这些位置的加工。
曲轴的工作原理
（先来看一段视频，此视频介绍了宝马曲轴生产线，自动化程度很高。）
视频时长5分45秒，建议wifi下观看！
曲轴的结构及材料
曲轴属细长杆件，主要由主轴颈、连杆颈、油封轴颈、齿轮轴颈组成，在主轴颈、连杆颈上有油孔，两端有螺纹孔。
根据发动机的结构，曲轴主要有直列和V型曲轴，上图为直列曲轴，主轴颈用于支撑整个曲轴，连杆颈与连杆相连，带动连杆活塞做上下往复运动根据发动机的工作状况。
曲轴常用材料有：球墨铸铁、合金钢。对于汽油机曲轴和小型柴油机曲轴，由于功率较小，曲轴毛坯一般采用球墨铸铁和优质碳素钢，常用材料有：QT700-2、45钢等；中、重型柴油机曲轴毛坯一般采用合金钢，常用材料有：48MnV、35CrMo等。
曲轴是发动机中的重要零件，由于曲轴具有结构复杂、刚性差、技术要求高的特性，因此加工工艺难度大，而其加工质量又直接影响到发动机的技术性能和寿命，且曲轴属细长杆件零件，在加工中极易产生变形，这就需要在进行加工工艺设计时，根据曲轴的材料、技术要求、生产能力等要求，综合、全面考虑加工方案。
曲轴加工工艺
曲轴加工工艺过程虽然曲轴的品种较多，结构上一些细节有所不同，但加工工艺过程大致相同。
主要工艺介绍
1）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工
现在的数控外铣机床，采用了模块化设计，使外铣数控机床具备可变形的多种不同的结构，从而适应曲轴品种规格变化的需要。在进行曲轴零件加工时，由于圆盘铣刀本身结构的影响，刀刃与工件始终是断续接触，有冲击。因此，机床整个切削系统中控制了间隙环节，降低了加工过程中因运动间隙产生的振动，从而提高了加工精度和刀具的的使用寿命。
外铣机床可由两个外铣刀盘组成，刀盘在做主运动切削的同时还可以上下摆动，从而适应于加工连杆颈的需要。此时，曲轴转动，连杆颈绕主轴颈中心转动，铣刀盘随连杆颈旋转而上下摆动，实现随动切削。由于两铣削头可沿着主轴轴心线移动，从而完成对曲轴每个主轴颈和连杆颈的铣削。
2）曲轴主轴颈及连杆颈磨削
目前随着机床制造技术的发展，连杆颈的磨削则采用跟踪磨削法。跟踪磨削法是以主轴颈中心线为回转中心，一次装夹依次完成曲轴连杆颈的磨削加工（也可用于主轴颈磨削），磨削连杆轴颈的实现方式是通过CNC控制砂轮的进给和工件回转运动两轴联动，来完成曲轴加工进给。跟踪磨削法采用一次装夹、在一台数控磨床上依次完成曲轴主轴颈和连杆颈的磨削加工，能有效地减少设备费用，降低加工成本，提高加工精度和生产效率。
３）曲轴主轴颈、连杆颈圆角滚压机床
近年来，滚压机床应用越来越多，主要是为了提高曲轴的疲劳强度。据统计资料表明，球墨铸铁曲轴经圆角滚压后的曲轴寿命可提高120％～230％；锻钢曲轴经圆角滚压后寿命可提高70％～130％。滚压的旋转动力来源于曲轴的旋转，带动滚压头中的滚轮转动，而滚轮的压力是由油缸实施的。
滚压力的大小直接影响到滚压的效果。力大则在短时间内就会滚压出规定的深度，但由于压力过大，除了易使滚压轮破损外，更易使曲轴整体产生弯曲变形。为此，油缸的压力是可变的、可调的，在曲轴旋转过程中的任一角度都可随时变化，靠液压伺服阀控制，实现脉冲滚压。
在滚压过程中，因滚压轮薄、硬度高，在压力作用下超过一定的时间会破损，因此，滚压头具有滚压轮破损检测报警功能。由于在滚压过程中曲轴的高速旋转，受滚压力的作用及滚压臂的随动负载的影响，尽管脉冲滚压能保证曲轴在滚压过程中的变形很小，但曲轴还是有变形存在。
因此，滚压机床采用了在线检测技术，测头可在任意位置对曲轴进行弯曲变形检测，若变形超差，确定变形方向，通过专家系统控制，使滚压油缸的力根据变形方向而变化，从而达到校直的目的，一般需19~21KN的校直力。在滚压加工过程中，为了控制滚压力的大小，在滚压臂最易产生变形的位置安装了一个应变仪，通过滚压臂受张力产生变形的大小，来监控滚压力，从而对压力进行控制。
４）曲轴油道孔数控钻削机床
曲轴油道孔的加工经历了普通钻床、组合机床、枪钻等不同时代的不同的加工方法，而今已开始采用数控柔性钻床。其结构特点如下：
（1）采用带中孔的涂钛硬质合金钻头；
（2）采用油气通过钻头中孔对切削部位进行润滑，其用油为菜子油，不含硫、硅、氯等成分，也不含石油成分，润滑效果好；
（3）可同时加工两根曲轴；
（4）可自动换刀；
（5）油道孔加工角度在一定范围内可调；
（6）实现6轴运动。即主轴运动，主轴头摆动；主轴头前后移动；主轴头左右移动（换刀和油道孔加工位置用）；主轴头上下进给运动；被加工曲轴的转动。这种钻床，大大减少了切削液的使用量，而且提高了加工的柔性。切削液的使用，在曲轴加工中也是需要关注的问题，如何减少加工现场的油雾，一些专业的切削液厂家也提供了相应的解决方案。
５）曲轴法兰孔加工
针对曲轴法兰孔的加工。在钻孔工序常采用整体硬质合金阶梯钻，适合高精度钻孔加工。攻丝常采用新型整体硬质合金切削丝锥及挤压丝锥，一般会采用针对不同材质的加工特点而特别设计的丝锥在攻丝过程中经常遇到丝锥的缠屑问题，OSG提供了相应的解决方案。
接下来看一下大型曲轴的加工过程剪辑
友情提示，建议在wifi下欣赏！
当然，大型曲轴作为国之重器，在加工过程中会存在很多问题和困难，需要工艺人员不断的积累经验，为大型发动机做出好的“心脏”。
?来源：机工刀具世界、汽车工艺师、金属加工
?本文编辑：Joe
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