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什么是曲軸,概述其結構功能


曲軸是發動機的主要旋轉機件 ,它的主要作用是將活塞連桿組傳遞來的氣體壓力轉變為轉矩,并對外輸出以驅動發動機上的各種附件。曲軸鑄鐵件裝上連桿后,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。

在曲軸工作的過程中,往復的慣性力和離心力使之承受很大的彎曲--扭轉應力,軸頸表面容易磨損,且軸頸與曲臂的過渡圓角處薄弱。除曲軸的材質,加工因素外,曲軸的工作條件(溫度、環境介質、負荷特性)等都是影響曲軸服役的。

曲軸通常由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成,具有足夠的強度和剛度,并且軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

曲軸的結構功能 :

曲軸的主要組成部分包括主軸頸、連桿頸、曲柄、平衡塊和曲軸后端等。

  • 主軸頸 :位于缸體上,用于支撐曲軸并承受氣體壓力。
  • 連桿頸 :與連桿大頭孔連接,將連桿的往復運動傳遞給曲軸的旋轉運動。
  • 曲柄 :連接主軸頸和連桿頸,形成曲柄滑塊機構,將往復運動轉換為旋轉運動。
  • 平衡塊 :用于平衡曲軸旋轉時產生的離心力,減少振動。
  • 曲軸后端 :通常設有凸緣結構,用于安裝飛輪。

曲軸的主要失效形式:

(1)疲勞斷裂。多數斷裂時曲柄與軸頸的圓角處產生疲勞裂紋,隨后向曲柄深處發展,造成曲柄的斷裂,其次是曲柄屮部的油道內壁產生裂紋,發展為曲柄處的斷裂。

(2)軸頸表面的嚴重磨損。因此,曲軸的選材十分重要,既需要滿足曲軸的力學性能,也需要考慮強度和耐磨性。由于曲軸需要承受交變的彎曲-扭轉載荷以及發動機的大的功率,因此,要求其具有高的強度,良好的耐磨、耐疲勞性以及循環韌性等。

 

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