曲軸的作用是什么
曲軸的作用主要有以下這些。
一是把活塞連桿傳來的力變為轉矩,通過它輸出去,還能驅動發動機上的其他附件工作,像要承受旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力以及往復慣性力。
二是跟連桿配合,把作用在活塞上的氣體壓力變成旋轉的動力,傳給底盤的傳動機構,這樣就能驅動車輛往前走。
三是能驅動風扇、水泵、發電機這類輔助裝置,保證發動機正常運轉,讓工作溫度保持合適。
四是把活塞、連桿傳來的氣體力變成轉矩,將活塞的直線運動變成旋轉運動,用來驅動汽車的傳動系統、發動機的配氣機構和其他輔助裝置。
五是采集曲軸轉動角度和發動機轉速的信號,輸入到 ECU 里,這樣就能確定噴射順序、噴射正時、點火順序、點火正時,還能根據監測到的曲軸轉角波動大小,判斷發動機有沒有失火現象。
另外,曲軸的構造有前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端凸緣這些部分。它的受力很復雜,在各種力和力矩的共同作用下工作,所以得有足夠的抗彎曲、抗扭轉的疲勞強度和剛度,軸頸也要有足夠大的承壓表面和耐磨性。
曲軸的支承方式有全支承曲軸和非全支承曲軸兩種。全支承的主軸頸數比氣缸數目多一個,強度和剛度好,能減輕主軸承載荷和磨損,柴油機和多數汽油機用這種。非全支承的主軸頸數比氣缸數目少或者相等,能縮短曲軸總長度,有些汽油機承受載荷小就用這種。
曲軸的連桿軸頸是跟連桿連接的部分,通過曲柄跟主軸頸相連,連接處用圓弧過渡減少應力集中。直列發動機連桿軸頸數目和氣缸數一樣。V 型發動機的連桿軸頸數是氣缸數的一半。
曲軸工作時受力大,容易變形,所以要有足夠強度、剛度、耐磨性和良好平衡。它一般用中碳合金鋼煅制,軸頸表面會高頻淬火或氮化處理。像上海桑塔納發動機曲軸用優質中碳鋼模鍛,奧迪 JW 型和玉柴 YC6105QC 型發動機用價格便宜、耐磨性好的高強度稀土球墨鑄鐵鑄造。
在曲軸前端軸上裝著皮帶輪、正時齒輪,能驅動水泵、配氣機構。主軸頸裝在汽缸體主軸承座里支撐曲軸。連桿軸頸裝連桿,曲柄連接主軸頸和連桿軸頸,為平衡離心力設了平衡塊。后端有連接凸緣,用螺栓連飛輪,還有從主軸頸到連桿軸頸的潤滑油道。
整體式曲軸結構簡單、質量輕、工作可靠,一般用滑動軸承,被中、小型發動機廣泛使用。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯網)
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