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2021-11-13

發動機曲軸與飛輪的組成構造和工作原理

飛輪多採用灰鑄鐵製造,當輪緣的圓周速度超過50m/s時,則採用強度較高的球鐵或鑄鋼製造。 飛輪的外形象一個大圓盤,其輪緣通常做成寬而厚,這可以使在飛輪重量增加不太大的條件下,得到較大的轉動慣量。 對於用電動機起動的多缸內燃機,其飛輪輪緣的一側裝有一個齒圈。 此外,輪緣上還刻有某個氣缸(通常多是第一缸)的活塞位於上止點時的對應刻線,以及其他調整用的刻線(如氣門提前開啟角、供油或點火提前角,等等)。 單缸內燃機的飛輪,通常是經過靜平衡的,在飛輪輪緣附近處有一些去重的鑽孔。 多缸內燃機的飛輪是與曲軸一起進行過動平衡試驗的,為了防止重新把飛輪裝上曲軸時把原來的對應位置搞錯,可以或者在曲軸上設置定位銷,或者把曲軸上安裝飛輪螺釘的螺釘孔做成沿圓周不均勻分布。 在飛輪輪轂處有經過精加工的定位面,以及定位銷孔(如果用銷釘定位時),飛輪裝上曲軸後,再用一定預緊力把螺母擰緊,並用鎖緊片進行防鬆保險,以提高飛輪的工作可靠性。 曲軸平衡由於作用在飛輪與曲軸上力很大,曲軸的旋轉速度很高,所以曲軸必需經過非常仔細地平衡。 為了達到靜平衡,靜止時的飛輪沿各個方向的重量必需是平衡的。 動平衡是指曲軸轉動時的平衡。 動平衡意味著曲軸上所有各點受到的離心力必需相等。 動平衡的操作需要用專用機床進行。 在操作時須把過重處的金屬去掉並在過輕處加上一些金屬。 為獲得轉動平衡,在曲軸上通常裝有配重。 它多與曲軸鍛成或鑄成一個整體。 有時,配重是用螺栓固定在曲軸上的。 配重通常位於連桿對面的一側,以便與連桿的重量平衡。 為平衡曲軸本身,整個旋轉總成必須進行動平衡。 此總成包括風扇皮帶輪、消振塊、正時齒輪、曲軸、飛輪及離合器(或者液力變扭器的一部分)。 此外,連桿總成還包括活塞銷、活塞、軸承等等,這些都要細心地互相平衡,這樣才能使旋轉質量的振動減少到最小。 關於曲軸平衡及糾正不平衡的方法,在本書第二篇有關曲軸維修部分還將進一步討論。 扭轉振動當活塞在汽缸內作上下運動時,作用在活塞上的汽缸爆發力以及往復運動的慣性力都要發生變化。 力或扭矩的這種周期變化,將引起曲軸扭轉(或者說傳遞扭轉振動)。 在某些轉速的情況下,這種現象顯得更加明顯。 這種振動發生在長軸上要比在短軸上強烈些。 當1號活塞點火時,會使曲軸前瑞轉過一個角度。 這個力經過曲軸的全長將傳到慣性很大的飛輪。 此時整根曲軸就會產生扭轉變形。 雖然這個轉角很小,但是足以產生振動。 無論一根軸有多結實,只要作用上去的力足夠大,就總可以被扭轉。 曲軸的扭轉取決於發動機的工作載荷。 它在某些轉速下比在其它轉速下更嚴重。 消振器被用來幫助衰減曲軸的扭轉。

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