什麼是汽車中的曲軸及其工作原理
Содержание
汽車曲軸
曲軸是汽車發動機中由活塞組驅動的零件。 它將扭矩傳遞到飛輪，飛輪又使傳動齒輪旋轉。 此外，旋轉被傳遞到驅動輪的軸。
安裝了引擎蓋下的所有汽車 內燃機， 配備了這樣的機制。 此零件是專門為發動機品牌而不是汽車型號而創建的。 在運行過程中，曲軸與安裝其的內燃機的結構特徵發生摩擦。 因此，當人們更換它時，看門人總是要注意摩擦元素的發展及其出現的原因。
曲軸是什麼樣的，它在哪裡，有哪些故障？
曲軸歷史
作為獨立產品，曲軸並非一夜之間出現。 一開始，曲柄技術出現，應用於農業和工業的各個領域。 例如，早在公元 202-220 年就使用了手動曲柄。 （漢朝時期）。
這種產品的一個顯著特點是缺乏將往復運動轉換為旋轉運動的功能，反之亦然。 羅馬帝國（公元二至六世紀）使用了各種曲柄形狀的產品。 西班牙中部和北部（Celtiberians）的一些部落使用鉸鍊式手磨機，其工作原理是曲柄。
在不同的國家，這項技術已經得到改進並用於不同的設備。 其中許多用於車輪旋轉機構。 大約在 15 世紀，紡織工業開始使用曲柄滾筒，在其上纏繞紗線。
但是單獨的曲柄不提供旋轉。 因此，它必須與另一個將往復運動轉換為旋轉的元件結合使用。 阿拉伯工程師 Al-Jazari（1136 年至 1206 年）發明了一種成熟的曲軸，在連桿的幫助下，它能夠進行這樣的轉換。 他在他的機器中使用這種機制來提水。
在此裝置的基礎上，逐漸發展出各種機構。 例如，與列奧納多·達·芬奇同時代的科內利斯·科內利斯 (Cornelis Corneliszun) 建造了一個由風車提供動力的鋸木廠。 在其中，與內燃機中的曲軸相比，曲軸將執行相反的功能。 在風的作用下，軸旋轉，在連桿和曲柄的幫助下，將旋轉運動轉換為往復運動並移動鋸。
隨著行業的發展，曲軸因其多功能性而越來越受歡迎。 迄今為止最高效的發動機基於將往復運動轉換為旋轉運動，這要歸功於曲軸。
曲軸有什麼用？
如您所知，在大多數經典內燃機中（關於其他內燃機如何工作，請閱讀 在另一篇文章中) 有一個將往復運動轉化為旋轉運動的過程。 帶連桿的活塞安裝在氣缸體中。 當空氣和燃料的混合物進入氣缸並被火花點燃時，會釋放大量能量。 膨脹的氣體將活塞推向下死點。
所有氣缸都安裝在連桿上，連桿又連接到曲軸連桿軸頸上。 由於所有氣缸的觸發時刻不同，對曲柄機構施加的作用是一致的（振動頻率取決於電機的氣缸數）。 這導致曲軸連續旋轉。 旋轉運動然後傳遞到飛輪，並從飛輪通過離合器傳遞到變速箱，然後傳遞到驅動輪。
因此，曲軸旨在轉換各種運動。 這部分總是非常精確地創建，因為變速箱中輸入軸的旋轉清潔度取決於曲柄相對於彼此的對稱性和精確校準的傾斜角。
製造曲軸的材料
為了製造曲軸，使用鋼或球墨鑄鐵。 原因是零件承受重載（高扭矩）。 因此，該部件必須具有高強度和剛度。
對於鑄鐵改型的製造，使用鑄造，而鋼改型是鍛造的。 為了獲得理想的形狀，使用了由電子程序控制的車床。 在產品獲得所需形狀後，對其進行打磨，並使用高溫進行加工以使其更堅固。
曲軸結構
曲軸安裝在發動機下部的油底殼正上方，並由以下部件組成：
- 主軸頸-電動機曲軸箱主軸承所安裝部分的支撐部分；
- 連桿軸頸-連桿擋塊;
- 臉頰-將所有連桿軸頸與主要軸頸連接；
- 腳趾-曲軸的輸出部分，氣體分配機構（正時）驅動器的皮帶輪固定在該輸出部分上；
- 軸-飛輪所連接的軸的相對部分，它驅動變速箱齒輪，起動機也連接到軸上；
- 配重-在活塞組的往復運動過程中保持平衡並減輕離心力的負荷。
主軸頸是曲軸的軸線，並且連桿始終在彼此相反的方向上交替交替移動。 在這些元件上打孔以向軸承供油。
曲軸曲柄是由兩個頰板和一個連桿軸頸組成的組件。
以前，在汽車中安裝了曲柄的預製件。 如今，所有發動機都配備了一件式曲軸。 它們由高強度鋼製成，先進行鍛造然後再打開車床。 較便宜的選擇是使用鑄鐵製成的。
這是創建鋼曲軸的示例：
曲軸傳感器有什麼用？
DPKV是確定曲軸在某一時刻的位置的傳感器。 該傳感器始終安裝在帶有電子點火裝置的車輛中。 閱讀有關電子或非接觸式點火的更多信息 這裡.
為了使混合氣在正確的時間供應到氣缸，並按時點火，需要確定每個氣缸何時執行適當的衝程。 來自傳感器的信號用於各種電子車輛控制系統。 如果這部分不工作，功率單元將無法啟動。
傳感器分為三種類型：
- 感應（磁性）。 傳感器周圍形成一個磁場，同步點落入該磁場中。 計時標籤允許電子控制單元向執行器發送所需的脈衝。
- 霍爾傳感器。 它具有類似的工作原理，只是傳感器的磁場被固定在軸上的屏幕中斷。
- 光學。 齒盤也用於同步電子設備和曲軸的旋轉。 僅使用光通量代替磁場，該光通量從 LED 落在接收器上。 進入 ECU 的脈衝是在光束中斷的瞬間形成的。
有關設備的更多信息、曲軸位置傳感器的工作原理和故障，請閱讀 在單獨的評論中.
曲軸形狀
曲軸的形狀取決於氣缸的數量和位置，氣缸的工作順序以及氣缸-活塞組執行的衝程。 根據這些因素，曲軸可以帶有不同數量的連桿軸頸。 在某些電動機中，來自多個連桿的負載作用在一個頸部上。 這種單元的一個例子是V形內燃機。
該零件必須經過製造，以便在高速旋轉時，盡可能減小振動。 可以根據連桿的數量和產生曲軸喇叭口的順序來使用配重，但是也可以在沒有這些元素的情況下進行修改。
所有曲軸分為兩類：
- 全支撐曲軸。 與連桿相比，主軸頸的數量增加了一個。 這是由於在每個連桿軸頸的側面都有支撐，該支撐也用作曲柄機構的軸。 這些曲軸最常用，因為製造商可以使用輕質材料，這會影響發動機效率。
- 非全支撐曲軸。 在這些零件中，主軸頸比連桿小。 此類零件由更耐用的金屬製成，因此它們在旋轉過程中不會變形或破裂。 但是，這種設計增加了軸本身的重量。 基本上，這種曲軸用於上世紀的低速發動機。
事實證明，全支撐的修改更輕，更可靠，因此可用於現代內燃機。
曲軸在汽車發動機中如何工作
曲軸有什麼用？ 沒有它，汽車就不可能行駛。 該零件根據自行車踏板的旋轉原理工作。 僅汽車發動機使用更多的連桿。
曲軸的工作方式如下。 混合氣在發動機氣缸內點燃。 產生的能量將活塞推出。 這使連接到曲軸曲柄的連桿運動。 這部分圍繞曲軸軸線進行恆定的旋轉運動。
此時，位於軸的相反部分上的另一部分沿相反方向移動，並將下一個活塞降低到氣缸中。 這些元件的周期性運動導致曲軸的均勻旋轉。
因此，往復運動被轉換為旋轉運動。 扭矩傳遞到同步皮帶輪。 所有發動機機構的運行都取決於曲軸的旋轉-水泵，機油泵，發電機和其他附件。
根據發動機的修改，可以有12到XNUMX個曲柄（每個氣缸一個）。
有關曲柄機構的工作原理及其各種變化的詳細信息，請參見視頻：
潛在的曲軸問題和解決方案
儘管曲軸由耐用的金屬製成，但由於恆定的應力，曲軸可能會失效。 這部分承受來自活塞組的機械應力（有時一個曲柄上的壓力可能達到十噸）。 另外，在電動機運行期間，其內部的溫度上升到幾百度。
這是曲柄機構組成部分發生故障的一些原因。
惡霸的曲柄脖子
連桿軸頸的磨損是常見的故障，因為在此單元中在高壓下會產生摩擦力。 由於這種載荷，金屬上會出現加工現象，從而阻礙軸承的自由運動。 因此，曲軸加熱不均勻，並可能隨後變形。
忽略該問題的不僅是電動機的強烈振動。 該機構的過熱導致其損壞，並在整個連鎖反應中導致整個發動機損壞。
通過磨削曲柄銷可以解決該問題。 同時，它們的直徑減小。 為確保所有曲柄上這些元件的尺寸相同，應僅在專業車床上執行此步驟。
由於在此過程之後，零件的技術間隙變大，因此在加工後會在其上安裝特殊的嵌件以補償產生的空間。
由於發動機曲軸箱中的機油油位低而導致卡住。 同樣，潤滑劑的質量也會影響故障的發生。 如果不及時更換機油，它會變稠，從而使油泵無法在系統中產生所需的壓力。 及時的維護將使曲柄機構長時間工作。
曲柄鍵切
曲柄鍵允許扭矩從軸傳遞到驅動皮帶輪。 這兩個元件都配備有凹槽，特殊的楔塊插入其中。 由於劣質材料和重載，在極少數情況下可以切割該零件（例如，當發動機卡住時）。
如果皮帶輪和KShM的凹槽沒有斷裂，那麼只需更換此鍵就足夠了。 在較舊的電動機中，由於連接間隙過大，此步驟可能無法獲得理想的結果。 因此，唯一的出路是用新零件替換這些零件。
法蘭孔磨損
帶有多個用於連接飛輪的孔的法蘭連接到曲軸桿。 隨著時間的流逝，這些巢會破裂。 此類故障歸類為疲勞磨損。
由於該機構在重負載下的操作，在金屬零件上形成了微裂紋，由於在接頭上形成了單個或成組的凹陷。
通過為較大直徑的螺栓擴孔，可以消除故障。 應同時使用法蘭和飛輪進行此操作。
油封洩漏
在主軸頸上安裝了兩個油封（每側一個）。 它們可防止油從主軸承下方洩漏。 如果油脂附著在同步皮帶上，將大大縮短其使用壽命。
由於以下原因，可能會出現油封洩漏。
- 曲軸振動。 在這種情況下，填料函的內部會磨損，並且不能緊貼頸部。
- 在寒冷中長時間停機。 如果機器長時間在街上閒逛，油封會變乾並失去彈性。 而且由於霜凍，他配音。
- 材料的質量。 預算零件總是使用壽命很短。
- 安裝錯誤。 大多數機械師會用錘子安裝，將油封輕輕推到軸上。 為了使零件的功能更長，製造商建議使用為此步驟設計的工具（用於軸承和密封件的芯棒）。
通常，油封會同時磨損。 但是，如果僅需要更換一個，則還應該更改第二個。
曲軸傳感器故障
該電磁傳感器安裝在發動機上，以使噴油器和點火系統同步運行。 如果有故障，則無法啟動電動機。
曲軸傳感器檢測第一氣缸死點處的曲柄位置。 車輛的電子控制單元基於該參數確定將燃料噴射到每個氣缸中的時刻以及火花的供應。 直到從傳感器接收到脈衝，才會產生火花。
如果此傳感器發生故障，則可以通過更換傳感器解決問題。 僅應選擇針對該類型發動機開發的模型，否則曲軸位置參數將與實際情況不符，並且內燃機將無法正常運行。
曲軸服務
車內沒有任何零件不需要定期檢查、保養或更換。 曲軸也是如此。 由於這部分始終處於重負載下，因此會磨損（如果電機經常缺油，這種情況會發生得特別快）。
要檢查曲軸的狀況，必須將其從缸體上拆下。
按以下順序拆卸曲軸：
- 首先你需要排油；
- 接下來，您需要從汽車上卸下電機，然後將其所有元件與其斷開連接；
- 將內燃機車體與托盤倒置；
- 在拆卸曲軸座的過程中，要記住主軸承蓋的位置——它們是不同的；
- 拆卸支撐或主軸承的蓋板；
- 拆下後O形圈，將零件從車身上拆下；
- 所有主軸承都被拆除。
接下來，我們檢查曲軸 - 它處於什麼狀態。
損壞的曲軸的修理和費用
曲軸是一個極難修理的零件。 原因是該部件在重負載下以高轉速運行。 因此，這部分必須具有完美的幾何形狀。 這只能使用高精度設備來實現。
如果曲軸因出現划痕等損壞而需要打磨，此項工作必須由專業技術人員使用專用設備進行。 要修復磨損的曲軸，除了打磨外，還需要：
- 清潔通道；
- 更換軸承；
- 熱處理;
- 平衡。
當然，這樣的工作只能由高素質的專家來完成，他們會為此花費大量資金（工作是在昂貴的設備上進行的）。 但這只是冰山一角。 在師傅開始維修曲軸之前，必須將其從發動機上拆下，然後正確安裝到位。 這是對管理員工作的額外浪費。
所有這些作品的成本取決於大師的價格。 需要在開展此類工作的地區澄清這一點。
完全拆卸發動機時只修理曲軸是沒有意義的，因此最好立即將此程序與內燃機的大修結合起來。 在某些情況下，更容易購買合同發動機（從另一個國家進口，不在汽車引擎蓋下，也沒有穿過該國領土）並安裝它而不是舊的。
檢查曲軸的算法：
為了確定零件的狀況，必須用汽油沖洗以去除表面和油道中的殘留油。 沖洗後，部件用壓縮機沖洗。
此外，檢查按以下順序進行：
- 對零件進行檢查：上面沒有碎屑、划痕或裂紋，還確定它的磨損程度。
- 對所有油道進行吹掃和吹掃以識別可能的堵塞。
- 如果在連桿軸頸上發現磨損和划痕，則該零件需要進行研磨和後續拋光。
- 如果發現主軸承損壞，必須更換新軸承。
- 對飛輪進行目視檢查。 如果有機械損壞，則更換零件。
- 檢查安裝在腳趾上的軸承。 如果出現缺陷，則將零件壓出，然後壓入新零件。
- 檢查凸輪軸蓋的油封。 如果汽車里程數高，則必須更換油封。
- 曲軸後部的密封件正在更換。
- 檢查所有橡膠密封件，必要時更換。
經過檢查和適當維護後，將零件放回原位，並以相反的順序組裝電機。 完成該程序後，曲軸應轉動平穩，無需費力或猛烈。
曲軸磨削
不管曲軸是由什麼材料製成的，遲早會在曲軸上形成加工。 在磨損的最初階段，為了延長零件的工作壽命，會對其進行研磨。 由於曲軸是必須完美成型的零件，因此打磨和拋光過程必須由了解並有經驗的車工進行。
他會自己做所有的工作。 只有購買維修連桿軸承（它們比工廠軸承厚）取決於車主。 維修零件的厚度不同，有1,2和3尺寸。根據曲軸的磨削次數或磨損程度，購買相應的零件。
有關DPKV功能及其故障診斷的更多詳細信息，請參見視頻：
主題視頻
此外，觀看有關如何恢復曲軸的視頻：
問題與解答：
曲軸在哪裡？ 該部件位於氣缸體下方的發動機殼體內。 連桿與另一側的活塞連接到曲柄機構的頸部。
曲軸的別稱是什麼？ 曲軸是縮寫名稱。 該零件的全稱是曲軸。 它具有復雜的形狀，其整體元素是所謂的膝蓋。 另一個名字是膝蓋。
什麼驅動曲軸？ 曲軸連接到傳遞扭矩的飛輪。 這部分旨在將往復運動轉換為旋轉運動。 曲軸由活塞的交替驅動驅動。 空氣/燃料混合物在氣缸中點燃並移動連接到曲軸曲柄的活塞。 由於相鄰氣缸中發生相同的過程，曲軸開始旋轉。
