2.4.1 曲轴
(1)支承方式 曲轴的支承方式分为图2-72所示两种:
1)全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个,即每一个连杆轴颈两边都有一个主颈。
2)非全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等,主轴承载荷较大,但缩短了曲轴的总长度,使发动机的总体长度有所减小。
(2)曲轴的受力与平衡 四缸发动机的受力平衡如图2-73所示。在一些高档发动机上,还采用加装平衡轴的方法进行惯性力的平衡,使发动机运转更加平稳。
图2-72 曲轴的支承方式
a)非全支承 b)全支承
图2-73 曲轴受力与平衡
a)受力 b)惯性力平衡
1)曲轴前端(图2-74):装有正时齿轮、驱动风扇和水泵的带轮以及起动爪、甩油盘等。安装时应注意,甩油盘外斜面向后。否则会产生相反效果。在齿轮室盖上装有油封,防止机油外漏。
2)曲轴轴向定位:由于曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用,有的曲轴前端采用斜齿传动,使曲轴产生前后窜动,影响了曲柄连杆机构各零件的正确位置,增大了发动机磨损、异响和振动,故必须进行曲轴轴向定位。另外,曲轴工作时会受热膨胀,还必须留有膨胀的余地。
曲轴定位一般采用滑动推力轴承,安装在曲轴前端或中后部主轴承上。推力轴承有两种形式:翻边主轴瓦的翻边部分或具有减磨合金层的止推垫片3(图2-74),磨损后可更换。
3)曲轴的后端:安装飞轮,在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹,以阻止机油向后窜漏。
4)曲轴油道:在轴颈上还钻有油孔,并有斜油道相通,再与机体的主油道连通。
曲轴的形状取决于气缸数、气缸排列和发动机的点火顺序。多缸发动机的点火顺序应均匀分布在720°曲轴转角内,并且使连续做功的两缸相距尽可能远,以减轻主轴承的载荷,避免可能发生的进气重叠现象。
四缸四冲程发动机曲柄布置及工作顺序:点火间隔角为720°/4=180°,四个曲柄布置在同一平面内(图2-75)。1、4缸与2、3缸互相错开180°,其发火顺序的排列有两种可能,即1—3—4—2或1—2—4—3,其工作循环分别见表2-2和表2-3。
图2-74 曲轴前端结构
1、2—滑动推力轴承 3—止推垫片 4—定时齿轮 5—甩油盘 6—油封 7—带轮 8—起动爪
图2-75 四缸四冲程发动机曲柄布置
表2-2 四缸机工作循环(点火顺序1—3—4—2)
表2-3 四缸机工作循环(点火顺序1—2—4—3)
六缸四冲程发动机曲柄布置及工作顺序:点火间隔角为720°/6=120°,六个曲柄分别布置在三个平面内(图2-76),有两种点火顺序,1—5—3—6—2—4和1—4—2—6—3—5,国产汽车都采用前一种,其工作循环见表2-4。
图2-76 六缸四冲程发动机曲柄布置
表2-4 六缸机工作循环(点火顺序1—5—3—6—2—4)
八缸四冲程V型发动机曲柄布置及工作顺序:点火间隔角为720°/8=90°,发动机左右两列对应的一对连杆共用一个曲柄,所以V型八缸发动机只有四个曲柄(图2-77)。曲柄布置可以与四缸发动机相同,四个曲柄布置在同一平面内,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。点火顺序为1—8—4—3—6—5—7—2。其工作循环见表2-5。
图2-77 八缸四冲程发动机曲柄布置
表2-5 八缸机工作循环(点火顺序1—8—4—3—6—5—7—2)