汽車曲軸工作原理

它是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)將活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為自身的圓周運(yùn)動(dòng)，我們通常所說(shuō)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就是曲軸的轉(zhuǎn)速。

曲軸承受來(lái)自連桿的力，并將其轉(zhuǎn)化為扭矩，通過(guò)曲軸輸出，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的其他附件工作。它受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期性變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。因此，要求曲軸有足夠的強(qiáng)度和剛度，軸頸表面應(yīng)耐磨、均勻、平衡良好。曲軸的組成

曲軸主要由曲軸前端(或自由端)、連桿軸頸、主軸頸、曲柄、配重和曲軸后端法蘭(或動(dòng)力輸出端)組成。主軸頸安裝在氣缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與氣缸活塞連接，是典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

曲軸的作用

曲軸的作用是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并向外輸出動(dòng)力。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，活塞被混合壓縮氣體點(diǎn)燃爆炸，驅(qū)動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，力通過(guò)連桿傳遞給曲軸，曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

因此，曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的源動(dòng)力。曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分。它的作用是將活塞和連桿的氣動(dòng)力轉(zhuǎn)化為扭矩，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)等輔助裝置。說(shuō)白了就是汽車的動(dòng)力輸出部件。

曲軸上的應(yīng)力極其復(fù)雜，在周期性變化的氣動(dòng)力、慣性力和扭矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變載荷。因此，要求曲軸具有足夠的疲勞強(qiáng)度和剛度，以抵抗彎曲和扭轉(zhuǎn)。頸部應(yīng)有足夠的支承面和耐磨性。曲軸一般由45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼鍛造而成。軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化，最終完成。為了提高曲軸的疲勞強(qiáng)度，消除應(yīng)力集中，應(yīng)對(duì)軸頸表面進(jìn)行噴丸處理，并軋制圓角。需要注意的是，氮化后的曲軸在研磨后必須再次氮化，否則曲軸會(huì)有斷裂的危險(xiǎn)。曲軸基本上由幾個(gè)單位曲柄組成。曲柄銷、左、右曲柄臂和左、右主軸頸構(gòu)成一個(gè)整體曲柄。每個(gè)曲柄的相對(duì)位置或布置取決于氣缸數(shù)量、氣缸布置和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。

四沖程直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火間隔角為720/4=180°。四個(gè)曲柄在同一平面上。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序是1-3-4-2或1-2-4-3。

四沖程直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序和曲柄布置:四沖程直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火間隔角為720/6=120°，六個(gè)曲柄分別布置在三個(gè)平面內(nèi)，點(diǎn)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4。

四沖程V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火間隔角仍然是120°，三個(gè)曲柄是120°。工作順序R1-L3-R3-L2-R3-L1。面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇，右缸用R表示，從前到后的缸號(hào)分別是R1、R2、R3。左氣缸用L表示，氣缸號(hào)分別為L(zhǎng)1、L2和L3。

四沖程V8發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火間隔角為720/8=90°，四個(gè)曲柄相互成90°。基本上有兩個(gè)工作序列:R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2和L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1。

曲軸是高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)部件，所以它的平衡極其重要。

設(shè)置在曲軸曲柄臂上的平衡塊只能平衡旋轉(zhuǎn)慣性力及其扭矩，而往復(fù)慣性力及其扭矩的平衡需要專門的平衡機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)一般增加一根或兩根平衡軸，其旋轉(zhuǎn)方向與曲軸相反，轉(zhuǎn)速是曲軸的兩倍，這樣曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的往復(fù)慣性力及其扭矩就可以平衡掉。

理論上講，直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)最小，運(yùn)轉(zhuǎn)平順性最好，所以曲軸不用平衡軸就能平衡。所以市場(chǎng)上絕大多數(shù)的卡車發(fā)動(dòng)機(jī)都是六缸排列成行的，一些高檔車也使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)，比如經(jīng)典的寶馬直六發(fā)動(dòng)機(jī)，奔馳S級(jí)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）發(fā)動(dòng)機(jī)等等。