什么是汽车中的曲轴及其工作原理
内容
汽车曲轴
曲轴是汽车发动机中由活塞组驱动的一部分。 它将扭矩传递到飞轮，飞轮又使变速箱的齿轮旋转。 此外，旋转在驱动轴上传递。
安装了引擎盖下的所有汽车 内燃机 配备了这样的机制。 此零件是专门为发动机品牌而不是汽车型号而创建的。 在运行期间，曲轴与安装了曲轴的内燃机的结构特征发生摩擦。 因此，当人们更换它时，看门人总是要注意摩擦元素的发展及其出现的原因。
曲轴是什么样子？它在哪里？故障是什么？
曲轴历史
作为独立产品，曲轴并非一夜之间出现。 一开始，曲柄技术出现，应用于农业和工业的各个领域。 例如，早在公元 202-220 年就使用了手动曲柄。 （汉朝时期）。
这种产品的一个显着特点是缺乏将往复运动转换为旋转运动的功能，反之亦然。 罗马帝国（公元二至六世纪）使用了各种曲柄形状的产品。 西班牙中部和北部（Celtiberians）的一些部落使用铰链式手磨机，其工作原理是曲柄。
在不同的国家，这项技术已经得到改进并用于不同的设备。 其中许多用于车轮转动机构。 大约在 15 世纪，纺织工业开始使用曲柄滚筒，在其上缠绕纱线。
但是单独的曲柄不提供旋转。 因此，它必须与另一个将往复运动转换为旋转的元件结合使用。 阿拉伯工程师 Al-Jazari（1136 年至 1206 年）发明了一种成熟的曲轴，在连杆的帮助下，它能够进行这样的转换。 他在他的机器中使用这种机制来提水。
在此装置的基础上，逐渐发展出各种机构。 例如，与列奥纳多·达·芬奇同时代的科内利斯·科内利斯 (Cornelis Corneliszun) 建造了一个由风车提供动力的锯木厂。 在其中，与内燃机中的曲轴相比，曲轴将执行相反的功能。 在风的作用下，轴旋转，在连杆和曲柄的帮助下，将旋转运动转换为往复运动并移动锯。
随着行业的发展，曲轴因其多功能性而越来越受欢迎。 迄今为止最高效的发动机基于将往复运动转换为旋转运动，这要归功于曲轴。
曲轴有什么用？
如您所知，在大多数经典内燃机中（关于其他内燃机如何工作，请阅读 在另一篇文章中) 有一个将往复运动转化为旋转运动的过程。 气缸体包含带连杆的活塞。 当空气和燃料的混合物进入气缸并被火花点燃时，会释放大量能量。 膨胀的气体将活塞推向下死点。
所有气缸都安装在连杆上，连杆又连接到曲轴连杆轴颈上。 由于所有气缸的触发时刻不同，对曲柄机构施加的作用是一致的（振动频率取决于电机的气缸数）。 这导致曲轴连续旋转。 旋转运动然后传递到飞轮，并从飞轮通过离合器传递到变速箱，然后传递到驱动轮。
因此，曲轴旨在转换各种运动。 这部分总是非常精确地创建，因为变速箱中输入轴的旋转清洁度取决于曲柄相对于彼此的对称性和精确校准的倾斜角。
制造曲轴的材料
为了制造曲轴，使用钢或球墨铸铁。 原因是零件承受重载（高扭矩）。 因此，该部件必须具有高强度和刚度。
对于铸铁改型的制造，使用铸造，而钢改型是锻造的。 为了获得理想的形状，使用了由电子程序控制的车床。 在产品获得所需形状后，对其进行打磨，并使用高温进行加工以使其更坚固。
曲轴结构
曲轴安装在发动机下部的油底壳正上方，并由以下部件组成：
- 主颈部的-曲轴箱主轴承所安装部分的支撑部分；
- 连杆颈-连杆止动件；
- 脸颊-将所有连杆轴颈与主要轴颈连接；
- 袜子-曲轴的输出部分，正时皮带驱动皮带轮安装在该输出部分上；
- 轴-飞轮所安装的轴的相对部分，它驱动变速箱的齿轮，并且起动器也连接到该轴上；
- 配重-用于在活塞组往复运动期间保持平衡并减轻离心力的负荷。
曲轴轴为主轴颈，连杆始终在相反的方向上交替交替移动。 在这些元件中，开有用于向轴承供油的孔。
曲轴曲柄是一个由两个颊板和一个连杆颈组成的单元。
以前，预制曲柄的改装是安装在汽车上的。 如今，所有发动机都配备了整体曲轴。 它们是由高强度钢锻造而成，然后在车床上加工而成。 较便宜的选择是通过铸铁制成的。
这是创建钢曲轴的示例：
曲轴传感器有什么用？
DPKV是确定曲轴在某一时刻的位置的传感器。 该传感器始终安装在带有电子点火装置的车辆中。 阅读有关电子或非接触式点火的更多信息 这里.
为了使混合气在正确的时间供应到气缸，并按时点火，需要确定每个气缸何时执行适当的冲程。 来自传感器的信号用于各种电子车辆控制系统。 如果这部分不工作，功率单元将无法启动。
传感器分为三种类型：
- 感应（磁性）。 传感器周围形成一个磁场，同步点落入该磁场中。 计时标签允许电子控制单元向执行器发送所需的脉冲。
- 霍尔传感器。 它具有类似的工作原理，只是传感器的磁场被固定在轴上的屏幕中断。
- 光学。 齿盘也用于同步电子设备和曲轴的旋转。 仅使用光通量代替磁场，该光通量从 LED 落在接收器上。 进入 ECU 的脉冲是在光束中断的瞬间形成的。
有关设备的更多信息、曲轴位置传感器的工作原理和故障，请阅读 在单独的评论中.
曲轴形状
曲轴的形状取决于气缸的数量和位置，气缸的工作顺序以及气缸-活塞组所执行的冲程。 根据这些因素，曲轴可以带有不同数量的连杆轴颈。 在某些电动机中，来自多个连杆的负载作用在一个颈部上。 这种单元的一个例子是V形内燃机。
该零件的制造应使其在高速旋转过程中尽可能减小振动。 可以根据连杆的数量和产生曲轴喇叭口的顺序来使用配重，但是也可以在没有这些元素的情况下进行修改。
所有曲轴分为两类：
- 全支撑曲轴。 与连杆相比，主轴颈的数量增加了一个。 这是由于以下事实：在每个曲柄销的侧面都有支撑，该支撑也用作曲柄机构的轴。 这些曲轴最常用，因为制造商可以使用轻质材料，这会影响发动机效率。
- 非全支撑曲轴。 在这些部分中，主要期刊要少于曲柄期刊。 此类零件由更耐用的金属制成，因此它们在旋转过程中不会变形或破裂。 但是，这种设计增加了轴本身的重量。 基本上，这种曲轴用于上世纪的低速发动机。
事实证明，全支撑的修改更轻，更可靠，因此可用于现代内燃机。
曲轴在汽车发动机中的工作方式
曲轴有什么用？ 没有它，机器就无法移动。 该零件根据自行车踩踏的原理工作。 仅汽车发动机就使用更多的连杆。
曲轴的工作方式如下。 混合气在发动机气缸内点燃。 产生的能量推动活塞。 在这种情况下，驱动连接到曲轴曲柄的连杆。 该部件绕曲轴轴线进行恒定的旋转运动。
此时，位于轴的相反侧的另一部分沿相反方向移动，并将下一个活塞降低到气缸中。 这些元件的周期性运动导致曲轴的平稳旋转。
因此，往复运动转换为旋转运动。 扭矩传递到同步皮带轮。 所有发动机机构（水泵，机油泵，发电机和其他附件）的操作取决于曲轴的旋转。
根据发动机的不同，曲柄的数量可以从12到XNUMX（每个气缸一个）。
有关曲柄机构的工作原理和修改类型的详细信息，请参见视频：
可能的曲轴问题及其解决方案
尽管曲轴由耐用的金属制成，但由于恒定的负载，曲轴可能会失效。 这部分承受来自活塞组的机械应力（有时一个曲柄上的压力可能达到XNUMX吨）。 此外，在电动机运行时，其内部温度会升高几百度。
这是曲柄机构部件故障的一些原因。
曲柄销曲柄轴颈
连杆轴颈的磨损是常见的故障，因为在此组件中会在高压下产生摩擦力。 由于金属上的这种载荷，出现了妨碍轴承自由运动的工作方式。 因此，曲轴加热不均匀，随后可能变形。
忽略此问题不仅会引起电机剧烈振动。 该机构的过热会导致其损坏并通过连锁反应-整个发动机。
通过磨削连杆轴颈可以解决该问题。 而且，它们的直径减小。 为了使所有曲柄上的这些元件的尺寸均相同，应仅在专业车床上执行此步骤。
由于在此过程之后，零件的技术间隙变大，因此在加工之后，将特殊的嵌件安装在零件上以补偿形成的空间。
由于曲轴箱中的机油不足而发生划伤。 故障的发生也受到润滑剂质量的影响。 如果您不按时更换机油，它会变稠，这会使机油泵无法在系统中产生必要的压力。 及时的维护将使曲柄机构长时间工作。
曲柄榫片
曲柄机构的钥匙使您可以将扭矩从轴传递到驱动轮。 这两个元件都配备有凹槽，特殊的楔块插入其中。 由于劣质材料和重载，在极少数情况下（例如，当发动机被卡住时），该零件可以被切断。
如果皮带轮和曲轴的凹槽没有破裂，则只需更换此键。 在较旧的发动机中，由于关节间隙过大，此步骤可能无法获得理想的结果。 因此，唯一的出路是用新零件替换这些零件。
法兰孔磨损
带有多个用于连接飞轮的孔的法兰固定在曲轴的轴杆上。 随着时间的流逝，这些巢可能会破裂。 这些故障归类为疲劳磨损。
由于该机构在重负载下工作，因此在金属零件中会形成微裂纹，从而在接头上形成单个或成组的凹陷。
通过在较大直径的螺栓上钻孔可以消除故障。 应同时使用法兰和飞轮执行此操作。
填料函泄漏
主轴颈上安装了两个油封（每侧一个）。 它们可防止油从主轴承下面逸出。 如果油脂附着在同步皮带上，则会大大缩短其使用寿命。
由于以下原因，可能会发生油封泄漏。
- 曲轴振动。 在这种情况下，腺体的内部会磨损，并且不能紧贴颈部。
- 在寒冷中长时间停机。 如果汽车长时间在街上站立，则油封会干and并失去弹性。 由于霜冻，他在配音。
- 材料的质量。 预算明细始终很少。
- 安装错误。 大多数机械师使用锤子进行安装，并小心地在轴上塞满油封。 为了使零件功能更长，制造商建议使用为此步骤设计的工具（轴承和密封件的芯棒）。
通常，油封会同时磨损。 但是，如果仅需要更换一个，则应更改第二个。
曲轴传感器故障
该电磁传感器安装在发动机上，以使喷油器和点火系统的操作同步。 如果故障，则无法启动电动机。
曲轴传感器检测第一气缸死点处的曲柄位置。 车辆的电子控制单元根据此参数确定将燃料喷射到每个气缸中的时刻和火花的供应。 直到从传感器接收到脉冲，才会形成火花。
如果该传感器发生故障，则可以通过更换传感器解决问题。 只需选择针对此类发动机设计的模型，否则曲轴位置的参数将与实际情况不符，并且内燃机将无法正常运行。
曲轴服务
车内没有任何零件不需要定期检查、保养或更换。 曲轴也是如此。 由于该部件始终处于重负载下，因此会磨损（如果电机经常缺油，这种情况会发生得特别快）。
要检查曲轴的状况，必须将其从缸体上拆下。
按以下顺序拆卸曲轴：
- 首先你需要排油；
- 接下来，您需要从汽车上卸下电机，然后将其所有元件与其断开连接；
- 将内燃机车体与托盘倒置；
- 在拆卸曲轴座的过程中，要记住主轴承盖的位置——它们是不同的；
- 拆卸支撑或主轴承的盖板；
- 拆下后O形圈，将零件从车身上拆下；
- 所有主轴承都被拆除。
接下来，我们检查曲轴 - 它处于什么状态。
损坏的曲轴的修理和费用
曲轴是一个极难修理的零件。 原因是该部件在重负载下以高转速运行。 因此，这部分必须具有完美的几何形状。 这只能使用高精度设备来实现。
如果曲轴因出现划痕等损坏而需要打磨，此项工作必须由专业技术人员使用专用设备进行。 要修复磨损的曲轴，除了打磨外，还需要：
- 清洁通道；
- 更换轴承；
- 热处理;
- 平衡。
自然，这样的工作只能由高素质的专家来完成，他们将为此花费大量资金（工作是在昂贵的设备上进行的）。 但这只是冰山一角。 在师傅开始维修曲轴之前，必须将其从发动机上拆下，然后正确安装到位。 这是对管理员工作的额外浪费。
所有这些作品的成本取决于大师的价格。 需要在开展此类工作的地区澄清这一点。
完全拆卸发动机时只修理曲轴是没有意义的，因此最好立即将此程序与内燃机的大修结合起来。 在某些情况下，更容易购买合同发动机（从另一个国家进口，不在汽车引擎盖下，也没有穿过该国领土）并安装它而不是旧的。
检查曲轴的算法：
要确定零件的状况，必须用汽油冲洗以去除表面和油道中的残留油。 冲洗后，部件用压缩机冲洗。
此外，检查按以下顺序进行：
- 对零件进行检查：上面没有碎屑、划痕或裂纹，还确定它的磨损程度。
- 对所有油道进行吹扫和吹扫以识别可能的堵塞。
- 如果在连杆轴颈上发现磨损和划痕，则该零件需要进行研磨和后续抛光。
- 如果发现主轴承损坏，必须更换新轴承。
- 对飞轮进行目视检查。 如果有机械损坏，则更换零件。
- 检查安装在脚趾上的轴承。 如果出现缺陷，则将零件压出，然后压入新零件。
- 检查凸轮轴盖的油封。 如果汽车里程数高，则必须更换油封。
- 曲轴后部的密封件正在更换。
- 检查所有橡胶密封件，必要时更换。
经过检查和适当维护后，将零件放回原位，并以相反的顺序组装电机。 完成该程序后，曲轴应转动平稳，无需费力或猛烈。
曲轴磨削
不管曲轴是由什么材料制成的，迟早会在曲轴上形成加工。 在磨损的最初阶段，为了延长零件的工作寿命，会对其进行研磨。 由于曲轴是必须完美成型的零件，因此打磨和抛光过程必须由了解并有经验的车工进行。
他会自己做所有的工作。 只有购买维修连杆轴承（它们比工厂轴承厚）取决于车主。 维修零件的厚度不同，有1,2和3尺寸。根据曲轴的磨削次数或磨损程度，购买相应的零件。
有关DPKV的功能及其故障诊断的更多信息，请参见视频：
有关的影片
此外，观看有关如何恢复曲轴的视频：
问题与解答：
曲轴在哪里？ 该部件位于气缸体下方的发动机壳体内。 连杆与另一侧的活塞连接到曲柄机构的颈部。
曲轴的别称是什么？ 曲轴是缩写名称。 零件的全称是曲轴。 它具有复杂的形状，其整体元素是所谓的膝盖。 另一个名字是膝盖。
什么驱动曲轴？ 曲轴连接到传递扭矩的飞轮。 这部分旨在将往复运动转换为旋转运动。 曲轴由活塞的交替驱动驱动。 空气/燃料混合物在气缸中点燃并移动连接到曲轴曲柄的活塞。 由于相邻气缸中发生相同的过程，曲轴开始旋转。
