曲轴飞轮设计.

2.1.2 曲轴的分类 曲轴分为整体式和组合式两大类。

整体式曲轴的结构是整体的，它的毛坯由整根材料锻造或用铸造方法浇注而成。整体式曲轴具有工作可靠、质量小的特点，而且刚度和强度较高，加工表面也比较少，是中小型发动机和曲轴广为应用的结构形式。只要工厂有条件制造，设计上总是尽量采用整体结构。但是，当曲轴尺寸较大，曲拐数较多时，这种曲轴的加工比较困难，需要用大的专用设备，而且容易因某一部分加工不合格或使用中损坏，而导致整根曲轴报废。整体式曲轴一般与滑动轴承配合。但是，单缸发动机的整体式曲轴却往往与滚动轴承配合，借以提高机械效率和降低对轴承的润华要求。

组合式曲轴是指先把曲轴分成很多便于制造的单元体，然后将各部分组合装配而成。按划分单元体的不同，又可分为全组合式曲轴和半组合式曲轴。大功率柴油机和小型发动机上常采用这种组合式结构的曲轴。因为大功率汽油机的曲轴粗而长，采用整体式结构则加工困难，有的甚至无法加工。这时只得采用组合式结构。小型单缸发动机因结构和润滑系统的简化，连杆轴承一般采用滚针（柱）轴承，这时把连杆大头做成整体式，其曲拐必须采用可分开的组合结构才能进行装配。在中型高速内燃机上，这种组合式曲轴用的不多。

2.1.3 曲轴的功用 曲轴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）。在发电机工作中，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他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。

曲轴组成

曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成 2.曲轴的支撑方式

主轴颈是曲轴的支撑部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承支座中。曲轴的支承方式一般有两种，一种是全支承曲轴，另一种是非全支承曲轴。 优点 提高曲轴的刚度和弯曲强度 ，缩短了曲轴的强度，使发动机总体 使发动机总体减轻主轴承的载荷。 长度，有所减小。 全支承曲轴 非全支撑曲轴 缺点 应用 3.曲柄

曲轴的加工表面增多，主轴 主轴承载荷较大 承数增多，使机体加长。 柴油机一般多采用此种支 承受载荷较小的汽油机可采用此种撑方式。 支撑方式。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力曲柄处铸有（或紧固有）平衡重块。

4.曲拐的布置

1）各缸的做功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。

2）连续做功的两缸要尽量远些，最好是在发动机前半部和后半部交替进行。 3）避免进气重叠。

4）V型发动机左右气缸尽量交替做功。

5）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。

2.2 曲轴扭转减震器 在发动机工作过程中，连杆作用在曲轴上的力呈周期性变化。这样就会使质量较小的曲拐相对于质量较大的飞轮有扭转摆动（曲拐转速较飞轮转速忽快忽慢），这就是曲轴的扭转振动。当这种扭转振动的自振频率与连杆传来的呈周期性变化的激振频率成整数倍关系式时，曲轴便会产生共振。这种现象既损失发动机的功率，也会破坏曲轴和装在上面的驱动齿轮、链轮、链条等附件，严重时甚至将曲轴扭断。为消除这种现象，曲轴前端装有扭转减振器。

（1）曲轴扭转减震器的功用 ·

概念：当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动 ·

危害：当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成倍数时，就会发生共振。共振时扭转振幅加大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂 ·

功用：为了消减曲轴的扭转振动，现代发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减震器

曲轴扭转减震器有硅油扭转减震器和胶扭转减震器两种。

硅油扭转减震器 由钢板冲压而成的减震器壳体与曲轴连接。侧盖与减震器壳体组成密封腔，其中滑套着扭转振动惯性质量。惯性质量与密封腔之间留有一定的间隙，里面充满高粘度硅油 ·当发动机动作时，减震器壳体与曲轴一起旋转、一起振动，惯性质量则被硅油的粘性摩擦阻尼和衬套的摩擦力所带动。由于惯性质量相当大，因此它近似作匀转动，于是在惯性质量与减震器壳体间产生相对运动。曲轴的振动能量被硅油的内摩擦阻尼吸收，使扭振消除或减轻。