曲轴的结构形式
第二章曲柄连杆机构3精品文档
V形发动机左右两侧对应两气缸的连杆是共同连 接在一个曲柄销上的，它有三种形式：
（1）并列连杆式：相对应的左右两缸的连杆一前 一后地安装在同一个曲柄销上。
（2）主副连杆式（图2-42a）：一列气缸的连杆为 主连杆，其大头直接安装在曲柄销全长上；另一列气 缸的连杆为副连杆，其大头与对应的主连杆大头（或 连杆盖）上的两个凸耳作铰链连结。
2. 工作原理及分类：汽车发动机常用的曲轴扭转减 振器是摩擦式减振器，其工作原理是使曲轴扭转振动能 量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。 可分为橡胶摩擦式（图2-53）、干摩擦式（图2-54）和 粘液式（图2-55）三种。
第二章 曲柄连杆机构
1－曲轴前端 2－带轮轮毂 3－减振器圆盘 4－橡胶垫 5－惯性盘 6－带轮
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
（4）前端轴和后端轴
（A）作用： 前端轴用来安装正时齿轮、皮带轮、扭
转减振器及起动爪等；后端轴有飞轮结 合盘(凸缘盘)，用来安装飞轮。 （B）前后端的密封： 曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑 油沿轴颈流出，在曲轴前后都设有防漏 装置。
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
2)直列四冲程六缸发动机
曲拐对称布置于三个 平面内。 相邻作功气缸的曲拐 夹角为7200/6=1200。 发动机工作顺序有： 1—5—3—6—2—4 ; 1—4—2—6—3—5
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构 直列六缸工作循环表（点火顺序：1-5-3-6-2-4
第二章 曲柄连杆机构
3)四行程V型八缸发动机
曲拐对称布置于四个平面内 （或1个）。 相邻作功气缸的曲拐夹角为 7200/8=900。 发动机工作顺序有： 1—8—4—3—6—5—7—2
开题报告--4102C柴油机曲轴连杆活塞组改进设计
1.方案选择
主要参数选择，及其依据。
2.曲轴、连杆、活塞设计
绘制曲轴、连杆、活塞零件图并说明其设计想。
3.主要曲轴、连杆、活塞尺寸公差分析
对于曲轴、连杆、活塞零中的主要尺寸公差，对于其对发动机影响进行分析。
4.设计（或研究）方法
1）、要查阅相关的书籍资料和各种期刊，以及近几年来有关4102C型直列四冲程柴油机的相关知识。
2）、了解国内外该机型的一些主要设计参数以及基本要求，确定自己设计的主要结构参数。
3）、在设计过程中，要与小组成员一起经过仔细讨论，要团结合作，确定主要零部件的结构方案。
5.实施计划
第5~6周查阅资料，撰写与修改开题报告，分析、选择总体设计方案。
第7~14周总体与零部件设计、绘图与设计
第15周撰写说明书，翻译外文资料
1）结构简单，尺寸紧凑、可靠耐用
2）在保证具有足够强度和刚度的前提下，尽可能减轻重量，以降低惯性力。
3）尽量缩短长度，以降低发动机的总体尺寸和总质量。
4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好。
5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠。
连杆既是传力构件，又是运动件，因此，不能单靠加大连杆的尺寸来提高承载能。
必须从材料、构形设计、热处理季表面强化等方面采取措施，来解决连杆尺寸、重量和强度、刚度之间的矛盾。
河南科技大学毕业设计（论文）开题报告
（学生填表）
学院：车辆与动力工程学院2013年4月9日
课题名称
4102C柴油机曲轴连杆活塞组改进设计
学生姓名
孟飞
专业班级
热发091
课题类型
工程设计
指导教师
马志豪
职称
教授
课题来源
活塞式压缩机的运动部件
活塞式压缩机的运动部件第一部分曲轴组件一、概念曲轴组件，包括曲轴、平衡铁及两者之间的连接件等。
曲轴如图（1）所示由三部分组成，即主轴颈、曲柄和曲轴销。
曲柄和曲柄销构成的弯曲部分称之为曲拐。
根据实际需要，一根曲轴可以由一个或几个曲拐组成。
图（1）曲轴的组成1-主轴颈2-曲柄3-曲柄销二、曲轴结构与尺寸1、曲轴结构型式压缩机的曲轴有三种基本型式，即曲柄轴、曲拐轴（简称曲轴）和偏心轮轴。
大型合成氨企业所使用的压缩机，大多采用曲拐轴结构，所以本文省略曲柄轴和偏心轮轴，着重介绍曲拐轴。
曲拐轴一般两端支承，刚性较曲柄轴好。
曲拐数现在可多达8个。
它可制成整体的，也可制成分段组合的。
曲轴的支承方式有两种：全支承是每个曲拐两侧均设有主轴承。
非全支承是每2-3个曲拐的两侧用两个主轴承。
前者对曲轴的刚性，以及机身系列设计时采用奇数列有利。
在对动式压缩机中，多采用后者。
2、曲轴结构设计要点（1）曲轴定位为防止曲轴产生轴线方向的游动，曲轴需要轴向定位。
压缩机多用功率输入端的第一道主轴承定位，因此主轴的相应处设计成具有轴肩的形式。
定位处的端面间隙取决于曲轴的尺寸，一般取0.1-0.5mm,以保证各列运动件的相互位置不因热膨胀或偶然的轴向力而互相错开,以免妨碍机器正常运转。
设置在功率输入第一道主轴承处和定位，还可保证电动机的轴向位置不受上述因素的影响。
除定位的主轴承外，其余的轴承，视曲轴长度不同，制造时的轴颈长度应比轴承宽度长2-5mm，作为必要的热间隙，可以根据温升100℃时每米伸长量为0.6-1.0mm的经验数据去计算选取.但为了制造及检修方便,各轴承端间隙应取一致,且等于最大间隙值.（2）轴颈指主轴颈和曲柄销.铸造曲轴的轴颈,除特殊原因外,如为了减轻重量,增加刚度及疲劳强度,一般都制成实心的圆柱体。
铸造曲轴颈,一般铸成空心形式，内孔径为外径的一半左右。
空心结构可以提高曲轴的疲劳强度，减轻曲轴重量，减少铸造时产生的质量缺陷。
曲柄连杆机构的构造与维修教案
教学目的：掌握曲柄连杆机构的组成、功用、主要零部件的构造及装配连接关系；熟悉曲柄连杆主要部件的检测方法，掌握曲柄连杆机构装配及调整方法。
重点和难点：掌握曲柄连杆机构的组成、功用、主要零部件的构造及气门间隙的调整方法。
教学方式：多媒体教学课时：14学时教学内容：2.1 概述功用及组成功用:压力能转换为机械能组成:机体组活塞连杆组曲轴飞轮组工作条件及受力分析条件:高温高压高速化学腐蚀受力:气体压力、惯性力、离心力、摩擦力、热应力。
产生：压缩拉伸弯曲扭转离心磨擦等2.2 机体组气缸体1、气缸体的功用安装、固定气缸套及其他机构的基础。
2、气缸体的型式整体式和分体式水冷式和风冷式整体式一般为水冷式，分体则为风冷式3、整体式气缸体类型：平分式、龙门式、隧道式4、气缸体的受力特点及材料特点：各种受力、热负荷、润滑条件差材料：优质合金铸铁、铸铝合金5、曲轴箱的密封气缸及气缸套1、气缸及气缸套的功用燃料燃烧实现能量转换的场所活塞运动的轨迹2、气缸的形式结合方式：整体式、单铸式冷却方式：风冷式、水冷式（干式和湿式）4、气缸的排列单列（直列）式、V形式、对置式5、气缸套的定位㈠干式缸套：不及冷却水接触，壁厚：1-3mm。
㈡湿式缸套：及冷却水接触，壁厚：5-9mm。
湿式缸套有：上支承定位带，下支承密封带，上及气缸套座紧配合。
优点及缺点气缸盖1、气缸盖的主要功用封闭气缸上部，并及活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。
2、气缸盖的构造进排气门座、气门导管、进排气通道结构分：单体式、块状式和整体式燃烧室1、燃烧室的主要功用燃烧混合气产生强大的压力能。
2、燃烧室的构造基本要求：㈠热量损失小、燃烧行程短。
㈡压缩冲程完成后，混合气能产生涡流，保证充分燃烧。
气缸垫1、气缸垫的工作要求①在高温高压作用下不易损坏；②耐热耐腐蚀；③有弹性，能密封；④卸装方便，能重复使用，寿命长。
2、气缸垫常见结构金属—石棉、金属—复合材料，纯金属3、油底壳发动机的支承二点支承;三点支承(前.后);四点支承.2.3 活塞连杆组活塞连杆组的组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆活塞1、活塞的功用：将活塞顶的压力传到连杆，使曲轴产生旋转。
船舶柴油机知识点梳理
上止点（1口0 是活塞在气缸中运动的最上端位置。
下止点（B.D.C）同上理。
行程（S）指活塞上止点到下止点的直线距离，是曲轴曲柄半径的两倍。
缸径（口）气缸内径。
气缸余隙容积（Vc）、气缸工作容积（Vs），气缸总容积（Va）、余隙高度Q页隙）。
柴油机理论循环（混合加热循环）：绝热压缩、定容加热、定压加热、绝热膨胀、定容放热。
混合加热循环理论热效率的相关因素：压缩比£、压力升高比入、绝热指数k （正相关）、初期膨胀比。
（负相关）。
实际循环的差异：工质的影响（成分、比热、分子数变化，高温分解）汽缸壁的传热损失、换气损失（膨胀损失功、泵气功工燃烧损失（后燃和不完全燃烧大泄漏损失（0.2%,气阀处可以防止，活塞环处无法避免）、其他损失。
活塞的四个行程：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。
柴油机工作过程：进气、压缩、混合气形成,、着火、燃烧与放热、膨胀做功和排气等。
四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上下止点，开启持续角均大于180° CA （曲轴转角）。
气阀定时：进、排气阀在上下止点前后启闭的时刻。
进气提前角、进气滞后角、排气提前角、排气滞后角。
气阀重叠角：同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角。
（四冲程一定有，增压大于非增压）机械增压：压气泵由柴油机带动。
废气涡轮增压：废气送入涡轮机中，使涡轮机带动离心式压气机工作。
二冲程柴油机的换气形式：弯流（下到上，再上到下）、直流（直线下而上）。
弯流可分：横流、回流、半回流。
直流：排气阀、排气口。
横流：进排气口两侧分布。
回流：进排气口同侧，排气口在进气口上面。
半回流：进排气的分布没变，排气管中装有回转控制阀。
排气阀—-直流扫气：排气阀的启闭不受活塞运动限制，扫气效果较好。
弯流扫气的气流在缸内的流动路线长（通常大于2S）,新废气掺混且存在死角和气流短路现象，因而换气质量较差。
横流扫气中，进排气口两侧受热不同，容易变形。
但弯流扫气结构简单，方便维修。
发动机单元理论试卷
发动机总体构造一、单项选择题1活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积称为（）A汽缸总容积B工作容积C燃烧室容积D发动机排量2、压缩比越高，则压缩终了时气缸内气体的压力和温度就（）A越高B越低C不变D不一定3、在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转变成机械能的一系列连续过程称为发动机的一个（）A工作循环B工作过程C 工作原理D工作行程4、四冲程汽油机的进气行程中，活塞从上止点到下止点的过程中，汽缸容积逐渐（）A增大B减小C不变5、柴油机汽缸内的混合气的着火方式是（）A 点燃B压燃6、柴油机在进气行程中进入气缸的是（）A纯空气B燃油C可燃混合气7、四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转（），每一行程曲轴转（）A 两圈B 一圈C 四圈D半圈8、对于缸数为i的四冲程发动机而言，做功间隔角为（）A 720o/ iB 120oC 180oD 360o9、二冲程发动机完成一个工作循环，曲轴需要转（）A 720oB 360oC 180oD 90 o10、气缸数越多，发动机工作就越（）A平稳B时间长C震动厉害11、型号为495Q的发动机的气缸内径为（）mmA 49B 95C 495D 4512、汽车通常由发动机、底盘、车身和（）组成。
A 车架B 电气设备C车桥D挂车13、每完成一个工作循环，进排气门都要开关（）A 一次B 两次C四次14、在一个工作循环中，产生动力的行程是（）A 进气B 压缩C 做功D排气15、二冲程汽油机工作时开关进、排气孔的是（）A 活塞B气门C阀门二、判断题（）1、上止点是活塞距离曲轴回转中心最近处。
（）2、上止点和下止点间的距离称为活塞行程。
（）3、活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积称为气缸排量。
）4、压缩比是指燃烧室容积与气缸总容积之比。
（）5、发动机的一个工作循环包括进气、压缩、做功、排气。
）6、进气行程中活塞由下止点向上止点运动。
）7、压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高。
曲轴的设计要求
曲轴的设计要求曲轴的设计要求曲轴是发动机中最重要的部件。
它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
发动机中最重要的部件。
它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。
在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。
为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。
曲轴平衡重（也称配重）的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩。
当这些力和力矩自身达到平衡时，平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。
平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。
平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体，大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造，然后用螺栓连接在一起。
高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。
国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。
采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。
在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。
气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。
国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家。
曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工的变形量。
注水泵培训
弹簧断裂
解决方法
更换弹簧
阀损坏
阀导向不良
更换阀
重新配研阀或更换阀
常见故障及其消除方法
进液管线振动过大
原因
进液管或滤网堵塞，进液不足 进液阀损坏，打回流
解决方法
疏通进液管道 更换进液阀
排液管线振动过大
原因 排液阀工作不正常 稳压器损坏 解决方法 检查更换排液阀 更换稳压器
柱塞填料温度过高
启动、停车注意事项
泵体内没有液体时，绝对不允许启动泵。 严禁排液管道中的旁路阀门关闭的情况下启动泵。 新泵或经大修的泵就位安装结束后，必须经过空载试车，空载 运 转时间不少于2小时，负荷运转，压力升高应按额定工作压 力的四分之一逐次升压，建议每隔30分钟上升一次，如遇不正 常情况，应立即停车检查，查明原因，排除故障后再继续试车 。 在负荷运转过程中，瞬时最大压力值不得高于1.05倍的额定压 力值。 泵在工作过程中，严禁任何修理工作（防止发生不幸事故）。
减速机 曲轴 柱塞 往复运动
减速机工作原理
减速机一般用于低转速
大扭矩的传动设备，把电动机 、内燃机或其它高速运转的动 力通过减速机的输入轴上的齿 数少的齿轮啮合输出轴上的大 齿轮来达到减速的目的，普通 的减速机也会有几对相同原理 齿轮达到理想的减速效果，大 小齿轮的齿数之比，就是传动 比。
动力端结构特点
润滑系统工作原理
润滑站工作时油泵将润滑油送入冷却器进行降温， 按润滑所需要求的油压、油温送到被润滑的部位。
润滑站的出口压力反映了润滑系统的阻力和各种局 部阻力总和。当压力高后出口压力变化，是反映润滑系 统正常工作与否的重要标志。系统压力上升说明系统有 阻塞，系统压力下降说明系统管道有严重的漏损或油泵 发生故障。润滑站的压力可调节到0.25-0.4MPa，当系统 有漏损或油泵发生故障时供油量减小时油站出口压力下 降当出口压力下降到一定时一般为0.2MPa时通过自动系 统发出报警。发现故障及时修理，防止设备干磨。
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曲轴的结构形式
1.主轴颈
2.连杆轴颈
3.曲轴臂
4.平衡重
5.前轴颈
6.后轴颈
图2.1－1 整体式曲轴图示
曲轴是发动机中最重要的零件，结构复杂，承受压力很大。
主要的组成部分有主轴颈、连杆轴颈、曲轴臂、平衡重、前轴颈、后轴颈等部分组成。
依据不同基准，曲轴的分类方法有很多，不同类型的曲轴的特点和用途也各不相同，比较常见的有以下几种。
表2.1-2 曲轴的分类和主要用途
类别类型制造方式、结构特点和用途
按结构形式整体式曲轴
主轴颈、曲柄销和曲柄臂一体，在生产过程中整体制造，结构简单、重量轻、稳定性好、简
化装配、降低成本、煅造复杂、不易拆卸，应用
广泛，主要应用于中、高速柴油机。
组合式曲轴
主轴颈、曲柄销和曲柄臂在生过程中分别制造，然后组合到一起，方便制造、易于拆卸，一
般用于大型低速大功率柴油机。
圆盘式曲轴
主轴颈和曲臂合成一个圆盘，刚度较大、承载能力强，但成本高、噪声大、重量大
按工艺材料锻钢曲轴
弯曲疲劳强度高，适用于增压柴油机和其他高强度发动机，但成本高，制造复杂。
铸铁曲轴
能够直接铸造成型，制造成本低，在非增压发动机中应用广泛，特别是轿车汽油机，但力学
成本低等特点，所以在实际的生产和应用中最为广泛。