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[结构原理] 汽车全面结构(在我没发完时请大家不要回复 要发很久)

本主题由 cartech8.com 于 20-8-2008 20:41 置顶
二)曲轴前、后端密封 曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封。发动机工作时,落在甩油盘上的机油,在离心力的作用下被甩到定时传动室盖的内壁上,再沿壁面流回油底壳。即使有少量机油落到甩油盘前面的曲轴上,也会被装在定时传动室盖上的自紧式橡胶油封挡住。
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曲轴后端的密封装置。由于近年来橡胶油封的耐油、耐热和耐老化性能的提高,在现代汽车发动机上曲轴后端的密封越来越多地采用与曲轴前端一样的自紧式橡胶油封。自紧式油封由金属保持架、氟橡胶密封环和拉紧弹簧构成.
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(三)曲轴扭转减振器 / j% L7 Q% k9 m+ {1 P) `& A) s/ C
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,简称扭振。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整数倍时,就会发生共振。共振时扭转振幅增大,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。为了消减曲轴的扭转振动,现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器。汽车发动机多采用橡胶扭转减振器、硅油扭转减振器和硅油橡胶扭转减振器等。
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1.橡胶扭转减振器
& k  q) x6 E# b, h减振器壳体与曲轴连接,减振器壳体与扭转振动惯性质量粘结在硫化橡胶层上。发动机工作时,减振器壳体与曲轴一起振动,由于惯性质量滞后于减振器壳体,因而在两者之间产生相对运动,使橡胶层来回揉搓,振动能量被橡胶的内摩擦阻尼吸收,从而使曲轴的扭振得以消减。橡胶扭转减振器结构简单,工作可靠,制造容易,在汽车上广为应用。但其阻尼作用小,橡胶容易老化,故在大功率发动机上较少应用。
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2.硅油扭转减振器
1 y  J" _6 m- p. {; S6 L3 X0 P由钢板冲压而成的减振器壳体与曲轴连接。侧盖与减振器壳体组成封闭腔,其中滑套着扭转振动惯性质量。惯性质量与封闭腔之间留有一定的间隙,里面充满高粘度硅油。当发动机工作时,减振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,因此它近似作匀速转动,于是在惯性质量与减振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。硅油扭转减振器减振效果好,性能稳定,工作可靠,结构简单,维修方便,所以在汽车发动机上的应用日益普遍。但它需要良好的密封和较大的惯性质量,致使减振器尺寸较大。
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3.硅油—橡胶扭转减振器   U: J& I+ a* m- H
硅油—橡胶扭转减振器中的橡胶环6主要作为弹性体,并用来密封硅油和支撑惯性质量1。在封闭腔内注满高粘度硅油。硅油—橡胶扭转减振器集中了硅油扭转减振器和橡胶扭转减振器二者的优点,即体积小、质量轻和减振性能稳定等。
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(四)飞轮
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对于四冲程发动机来说,每四个活塞行程作功一次,即只有作功行程作功,而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此,曲轴对外输出的转矩呈周期性变化,曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况,在曲轴后端装置飞轮。 8 s- o: l, i3 @! C+ }; o3 \
飞轮是转动惯量很大的盘形零件,其作用如同一个能量存储器。在作功行程中发动机传输给曲轴的能量,除对外输出外,还有部分能量被飞轮吸收,从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中,飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功,从而使曲轴转速不致降低太甚。
, y. I: E- D& ^除此之外,飞轮还有下列功用:飞轮是摩擦式离合器的主动件;在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈2;在飞轮上还刻有上止点记号,用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。3 T- y4 F9 {/ d, n- v6 g3 I
五、 汽车发动机滑动轴承
- a% v6 H: \2 y5 ]0 t+ _. c' D. a9 x/ |汽车发动机滑动轴承有连杆衬套、连杆轴承、主轴承和曲轴止推轴承等。 3 V; ~  h& b% z8 j7 |2 B( m. C
1.连杆轴承和主轴承
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连杆轴承和主轴承均承受交变载荷和高速摩擦,因此轴承材料必须具有足够的抗疲劳强度,而且要摩擦小、耐磨损和耐腐蚀。 9 a( t5 G# E0 M: u- h, O
连杆轴承和主轴承均由上、下两片轴瓦对合而成。每一片轴瓦都是由钢背和减摩合金层或钢背、减摩合金层和软镀层构成,前者称为二层结构轴瓦,后者称三层结构轴瓦。钢背是轴瓦的基体,由1~3mm厚的低碳钢板制造,以保证有较高的机械强度。在钢背上浇铸减摩合金层,减摩合金材料主要有白合金、铜基合金和铝基合金。白合金也叫巴氏合金,应用较多的锡基白合金减摩性好,但疲劳强度低,耐热性差,温度超过100℃硬度和强度均明显下降,因此常用于负荷不大的汽油机。铜铅合金的突出优点是承载能力大,抗疲劳强度高,耐热性好。但磨合性能和耐腐蚀性差。为了改善其磨合性和耐腐蚀性,通常在铜铅合金表面电镀一层软金属而成三层结构轴瓦,多用于高强化的柴油机。铝基合金包括铝锑镁合金、低锡铝合金和高锡铝合金。含锡20%以上的高锡铝合金轴瓦因为有较好的承载能力、抗疲劳强度和减摩性能而被广泛地用于汽油机和柴油机。软镀层是指在减摩合金层上电镀一层锡或锡铅合金,其主要作用是改善轴瓦的磨合性能并作为减摩合金层的保护层。
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轴瓦在自由状态时,两个结合面外端的距离比轴承孔的直径大,其差值称为轴瓦的张开量。在装配时,轴瓦的圆周过盈变成径向过盈,对轴承孔产生径向压力,使轴瓦紧密贴合在轴承孔内,以保证其良好的承载和导热能力,提高轴瓦工作的可靠性和延长其使用寿命。 8 x) O9 q8 W! C, U/ H: @7 A
2.曲轴止推轴承 ' ?2 b) o4 U* d3 e/ v7 L& U- R
汽车行驶时由于踩踏离合器而对曲轴施加轴向推力,使曲轴发生轴向窜动。过大的轴向窜动将影响活塞连杆组的正常工作和破坏正确的配气定时和柴油机的喷油定时。为了保证曲轴轴向的正确定位,需装设止推轴承,而且只能在一处设置止推轴承,以保证曲轴受热膨胀时能自由伸长。曲轴止推轴承有翻边轴瓦、半圆环止推片和止推轴承环3种形式。
. \9 `) |: |$ t0 G2 G翻边轴瓦(是将轴瓦两侧翻边作为止推面,在止推面上浇铸减摩合金。轴瓦的止推面与曲轴止推面之间留有0.06~0.25mm的间隙,从而限制了曲轴轴向窜动量。 " \9 s- P" Z" y- `% P
                                                                                                                   
半圆环止推片一般为四片,上、下各两片,分别安装在机体和主轴承盖上的浅槽中,用定位舌或定位销定位,防止其转动。装配时,需将有减摩合金层的止推面朝向曲轴的止推面,不能装反。止推轴承环为两片止推圆环,分别安装在第一主轴承盖的两侧。
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现代轿车特别重视乘坐的舒适性和噪声水平,为此必须将引起汽车振动和噪声的发动机不平衡力及不平衡力矩减小到最低限度。在曲轴的曲柄臂上设置的平衡重只能平衡旋转惯性力及其力矩,而往复惯性力及其力矩的平衡则需采用专门的平衡机构。
- d7 v' n6 ^* v% E; G+ k当发动机的结构和转速一定时,一阶往复惯性力与曲轴转角的余弦成正比,二阶往复惯性力与二倍曲轴转角的余弦成正比。发动机往复惯性力的平衡状况与气缸数、气缸排列形式及曲拐布置形式等因素有关。
% y9 p! ^* k$ e4 H现代中级和普及型轿车普遍采用四冲程直列四缸发动机。平面曲轴的四缸发动机的一阶往复惯性力、一阶往复惯性力矩和二阶往复惯性力矩都平衡,惟二阶往复惯性力不平衡。为了平衡二阶往复惯性力需采用双轴平衡机构。两根平衡轴与曲轴平行且与气缸中心线等距,旋转方向相反,转速相同,都为曲轴转速的二倍。两根轴上都装有质量相同的平衡重,其旋转惯性力在垂直于气缸中心线方向的分力互相抵消,在平行于气缸中心线方向的分力则合成为沿气缸中心线方向作用的力,与 FjII 大小相等,方向相反,从而使 FjII 得到平衡。
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配气机构

目前,四冲程汽车发动机都采用气门式配气机构。其功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求,定时开启和关闭各缸的进、排气门,使新气进入气缸,废气从气缸排出。
  s+ ^: P" i* x8 o. X  \, k进入气缸内的新气数量或称进气量对发动机性能的影响很大。进气量越多,发动机的有效功率和转矩越大。因此,配气机构首先要保证进气充分,进气量尽可能的多;同时,废气要排除干净,因为气缸内残留的废气越多,进气量将会越少。& z9 T$ \; l% e. g  G

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气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成,每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。现代汽车发动机均采用顶置气门,即进、排气门置于气缸盖内,倒挂在气缸顶上。! }' i( r. q4 R
凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。8 \) y, h$ x! n) ?0 g3 u
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一、凸轮轴下置式配气机构
                                                                                                                                 
凸轮轴置于曲轴箱内的配气机构为凸轮轴下置式配气机构 。
/ N4 _0 a/ F. q" P9 A, t# D. Y其中气门组零件包括气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁夹等;气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉等。
+ t; D) S9 J* c& D下置凸轮轴由曲轴定时齿轮驱动。发动机工作时,曲轴通过定时齿轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮的上升段顶起挺柱时,经推杆和气门间隙调整螺钉推动摇臂绕摇臂轴摆动,压缩气门弹簧使气门开启。当凸轮的下降段与挺柱接触时,气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。
. t1 W* E! ]) z: Q  Q' p+ t四冲程发动机每完成一个工作循环,每个气缸进、排气一次。这时曲轴转两周,而凸轮轴只旋转一周,所以曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2∶1。
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二、凸轮轴中置式配气机构

凸轮轴置于机体上部的配气机构被称为凸轮轴中置式配气机构。) X$ Q+ r' ~' R+ H+ U# N
与凸轮轴下置式配气机构的组成相比,减少了推杆,从而减轻了配气机构的往复运动质量,增大了机构的刚度,更适用于较高转速的发动机。
                                                                                                                                                                                                                                                                   
有些凸轮轴中置式配气机构的组成与凸轮轴下置式配气机构没有什么区别,只是推杆较短而已,如YC6105Q、6110A、依维柯8210.22S和福特2.5ID等发动机都是这种机构。0 ]5 e8 _; `5 L" N, f0 c

三、凸轮轴上置式配气机构

凸轮轴置于气缸盖上的配气机构为凸轮轴上置式配气机构(OHC)。; |1 `5 X2 y9 X
其主要优点是运动件少,传动链短,整个机构的刚度大,适合于高速发动机。由于气门排列和气门驱动形式的不同,凸轮轴上置式配气机构有多种多样的结构形式。
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气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型。- n1 x5 N. U5 a" a) W! ]

1.摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构

凸轮轴推动液力挺柱,液力挺柱推动摇臂,摇臂再驱动气门;或凸轮轴直接驱动摇臂,摇臂驱动气门。
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2.摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构
( z7 R0 V7 \$ n5 c4 H由于摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动式刚度更好,更有利于高速发动机,因此在轿车发动机上的应用比较广泛。如CA4883、SH680Q、克莱斯勒A452、奔驰QM615、奔驰M115等发动机均为单上置凸轮轴(SOHC)摆臂驱动式配气机构;而本田B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等发动机都是双上置凸轮轴(DOHC)摆臂驱动式配气机构。8 _6 U0 R: j. o) Z  O7 [8 `& ^
                                                                                                                                 
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3.直接驱动、凸轮轴上置式配气机构

在这种形式的配气机构中,凸轮通过吊杯形机械挺柱驱动气门;或通过吊杯形液力挺柱驱动气门。与上述各种形式的配气机构相比,直接驱动式配气机构的刚度最大,驱动气门的能量损失最小。因此,在高度强化的轿车发动机上得到广泛的应用。如奥迪、捷达、桑塔纳、马自达6、欧宝V6、奔弛320E,还有依维柯8140.01、8140.21等均为直接驱动式配气机构。
( f0 Z4 h9 p* Y' }: U
                                                                                                                                 
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