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曲轴的功用、工作条件及制造方法

曲轴的功用是将气体压力转变为扭矩输出，以驱动与其相连的动力装置。此外，它还要驱动内燃机本身的配气机构及各种附件，如喷油泵、水泵和冷却风扇等。

曲轴在工作时，由于承受很高的气体力、往复惯性力、离心力及其力矩的作用，因此曲轴内部产生冲击性的交变应力（拉伸、压缩、弯曲、扭转），并易产生扭转振动，从而引起曲轴的疲劳破坏。另外由于各轴颈在很高的压力下作高速转动，使轴颈与轴承磨损严重，所以，对曲轴的要求是：耐疲劳、耐冲击；135系列4、6缸直列柴油机用空滤器，这种纸质滤芯（金属丝滤芯）滤清器目前应用广泛，滤芯普遍采用树脂处理的微孔滤纸制成，滤芯上下两端由塑料密封垫圈密封。有足够的强度和刚度；轴颈表面的耐磨性好并经常保持良好的润滑状态多静平衡与动平衡要好；在使用转速范围内不能产生扭转振动；安装固定可靠并加以轴向定位或限制轴向位移。

曲轴毛坯制造采用铸造和锻造两种方法。锻造曲轴主要用于强化程度高的内燃机，这类曲轴一般采用强度极限和屈服极限较高的合金钢（如40Cr、35CrMo等）或中碳钢（如45号钢）制造：造曲轴广泛应用于中小功率内燃机，通常采用高强度球墨铸铁铸造，其优占：过方，成本低；能够铸出合理的结构形状；对扭转振动的阻尼作用优于钢材。配气机构与进排气系统的功用是按内燃机（柴油机或油机）的工作循环和着火（或点火）顺序，定时地开启和关闭各缸的进排气门，以保证新鲜空气（或可燃混合气）适时充入汽缸，并将燃烧后的废气即时排出。

曲轴的分类

①白轴按各组成部分的连接情况，可分为组合式曲轴和整体式曲轴两种。

即将曲轴分成若干部分，分别制造与加工，然后组装成一个整体：其优点是加工方便，便于产品系列化。缺点是拆装不方便，组装质量不易保证，重量大，成本高，采用滚动轴承，噪声大，难以适应高转速。

整体式曲轴，即曲轴的各组成部分铸（或锻）造在一根曲轴毛坯上。其优点是结构简单紧凑、强度及刚度好、重量轻、成本低。

②按照曲轴主轴颈数目，可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。

全支承曲轴即是在任两个相邻曲拐之间都设有主轴颈的曲轴。其主轴颈总数比连杆轴数多一个。这种曲轴的优点是曲轴的刚度大，主轴承负荷轻。其缺点是内燃机轴向尺寸加长。在上止点附近，进、排气门同时开启的角度称为气门重叠角（以℃A表示）。非全支承曲轴的主轴颈总数等于或少于连杆轴颈数，其优点是尺寸小、结构简单、紧凑。缺点是刚度和强度较差，主轴承负荷较重。柴油机因负荷较重，一般多采用全支承曲轴。非全支承曲轴多用于负荷较轻的内燃机。

配气相位

原理上内燃机的进气、压缩、做功和排气等过程都是在活塞到达上止点和到达下止点时开始或完成。但是为了进气更充分，排气更干净，进、排气门要提早打开、延迟关闭。出油阀副也是成对进行选配并精细研磨而成的偶件，在使用时不能随意更换。内燃机的进、排气门开始开启和关闭终了的时刻以及开启的延续时间，通常用相对于上、下止点时的曲轴转角来表示，称为配气相位或配气定时。表示每缸进、排气配气相位（正时）关系的环形图，称配气相位（正时）图。

在上止点附近，进、排气门同时开启的角度称为气门重叠角（以℃A表示）。由于新鲜气体（或可燃混合气）和废气流动惯性都很大，虽然进、排气门同时开启，但气流并不互相错位与混合。只要气门重叠角取得合适，可以使进气更充分、排气更干净。

气门重叠角必须根据内燃机具体状况通过试验来确定。重叠角过小，达不到预期改善换气质量的目的，过大则可能产生废气倒流现象，降低内燃机的工作性能。

配气相位要根据内燃机的使用工况和常用转速来确定。不同的内燃机，其配气相位是不同的。配气相位的数值要通过试验确定。

为保证配气相位的准确，在曲轴与凸轮轴驱动机构之间通常设有专门的记号，在装配过程中必须按照相关说明书的要求将记号对准，不得随意改动。

电子调速器

电子调速器在结构和控制原理上与机械式调速器有很大不同，它是将转速和（或）负荷的变化以电子信号的形式传到控制单元，与设定的电压（电流）信号进行比较后再输出一个电子信号给执行机构，执行机构动作拉动供油齿条加油或减油，以达到快速调整发动机转速的目的。电子调速器以电信号控制代替了机械调速器中的旋转飞重等结构，没有使用机械机构，动作灵敏、响应速度快、动态与静态参数精度高；电子调速器无调速器驱动机构，体积小，安装方便，便于实现自动控制。当浮子达到规定的放水水位时，液面传感器将电路接通，在仪表盘上的放水警告灯就发出放水信号，这时需及时松开油水分离器上的放水塞放水。

常见的电子调速器有单脉冲电子调速器和双脉冲电子调速器两种。单脉冲电子调速器是以转速脉冲信号来调节供油量；双脉冲电子调速器是将转速和负荷的两个单脉冲信号叠加起来调节供油量的。内燃机的进、排气门开始开启和关闭终了的时刻以及开启的延续时间，通常用相对于上、下止点时的曲轴转角来表示，称为配气相位或配气定时。双脉冲电子调速器能在负荷一有变化而转速尚未变化之前就开始调整供油亘，其调整精度比单脉冲电子调速器高，更能保证供电频率的稳定。

双脉冲电子调速器的基本组成主要由执行机构、转速传感器、负荷传感器和速度控制单元等组成。磁电式转速传感器用于监测柴油机转速的变化，并按比例产生交流电压输出；负荷传感器用于检测柴油机负荷的变化，并按比例转换成直流电压输出；速度控制单元是电子调速器的***，接受来自转速传感器和负荷传感器的输出电压信号，并按比例转换成直流电压后与转速设定电压进行比较，把比较后的差值作为控制信号送往执行机构，执行机构根据输人的控制信号以电子（液压、气动）方式拉动柴油机的油量控制机构加油或减油。正时齿轮的检验与修理凸轮轴上的正时齿轮工作过久会磨损，使齿隙变大，在工作中会产生噪声。

若柴油机负荷突然增加，负荷传感器的输出电压首先发生变化'此后转速传感器的输出电压也发生相应变化（数值均下降）。由于工作机械的阻力矩会随着工作情况的变化而频繁变化，操作入员是不可能及时灵敏地调节供油量，使柴油机输出转矩与外界阻力相适应的，这样，柴油机的转速就会出现剧烈的波动，从而影响工作机械的正常工作。上述两种降低的脉冲信号在速度控制单元内与设定的转速电压比较传感器的负值信号数值小于转速设定电压的正值信号数值、输出正值的电压信号，在执行机构中使输出轴向加油方向转动，增加柴油机的循环供油量。

反之，若柴油机的负荷突然降低，也是负荷传感器的输出电压首先发生变化，此后转速传感器的输出电压也发生相应变化（数值均升高）。②焊修焊修前，先用气焊火焰在焊补部位加温至350~450℃，再用直径3~4mm的低碳钢电焊条进行电焊焊接。上述两种升高的脉冲信号在速度控制单元内与设定的转速电压比较，此时，传感器的负值信号数值大于转速设定电压的正值信号数值，速度控制单元输出负值的电压信号，在执行机构中使输出轴向减油方向转动，降低柴油发动机的循环供油量。