親愛的讀者們,今天我們聚焦于發(fā)動機的“心臟”——曲軸。曲軸不僅是發(fā)動機的核心部件,更是動力輸出的關(guān)鍵。其復雜構(gòu)造和精密加工,確保了發(fā)動機的穩(wěn)定與高效。奇瑞汽車在曲軸研發(fā)上的卓越表現(xiàn),更是印證了高品質(zhì)與耐久性。無論是直軸、曲軸,還是機械鍵盤的軸,每一種軸都有其獨特的功能和特點。讓我們一起探索這些機械之美的奧秘吧!
在發(fā)動機的復雜構(gòu)造中,曲軸作為核心部件之一,其重要性不言而喻,曲軸的主要組成包括主軸頸、曲拐等部分,主軸頸,如同曲軸的骨骼,用于支撐整個曲軸,保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,全支承曲軸,其主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個,這樣的設(shè)計使得曲軸具有極佳的強度和剛度,有效減小了磨損,無論是柴油機還是大部分汽油機,都普遍采用這種設(shè)計。
與之相對的非全支承曲軸,其主軸頸數(shù)少于或等于氣缸數(shù),這種設(shè)計雖然載荷較大,但曲軸的總長度卻得以縮短,曲拐則由一個連桿軸頸和其兩端的曲柄及主軸頸構(gòu)成,負責將活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。
值得一提的是,奇瑞汽車在鯤鵬動力6TGDI曲軸的研發(fā)上投入了大量的心血,通過拆解車輛的曲軸,我們可以看到,曲軸的磨損程度極小,色澤甚至基本光亮如新,這充分證明了其耐久性十分強悍,拆解試驗完成后,中汽傳媒也對車輛做出了最終評判,正常情況下,發(fā)動機內(nèi)部磨損的極限是0.35mm至0.4mm,活塞環(huán)的磨損極限為0.15mm。
奇瑞v5的發(fā)動機采用燃燒化學燃料產(chǎn)生高溫高壓推動活塞向下運動,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)做功的工作原理,在這一過程中,發(fā)動機能夠穩(wěn)定地輸出動力,確保車輛的順暢行駛,盡管發(fā)動機在做功過程中不可避免地會有熱能損耗,但奇瑞v5的發(fā)動機在熱效率方面表現(xiàn)良好。
值得一提的是,吉瑞瑞虎5X搭載了一臺代號為SQRE4T15C的5T渦輪增壓發(fā)動機,最大馬力156匹,最大扭矩230牛米,雖然在動力參數(shù)上并不是這些5T車型中最強的,但其在實際使用中的表現(xiàn)卻非常出色。
軸,作為機械中常見的部件,其分類及特點也非常豐富,常見的軸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸(軟軸)等,直軸又可分為轉(zhuǎn)軸,這種軸在工作時既承受彎矩又承受扭矩,是機械中最常見的軸,如各種減速器中的軸等。
機械鍵盤的軸主要分為以下四類:黑軸、紅軸、茶軸、青軸,黑軸被稱為最原始最純粹的機械軸,擁有超短觸發(fā)距離與最長使用壽命,紅軸的力度較黑軸輕,同樣是直上直下的風格。
曲軸在汽車發(fā)動機中扮演著核心角色,它作為發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)換器,將活塞和連桿傳遞的氣體力轉(zhuǎn)化為扭矩,將直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn),驅(qū)動傳動系統(tǒng)、配氣機構(gòu)以及各種輔助裝置,猶如汽車的動力源泉。
曲軸的作用主要有以下幾點:與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力,傳給底盤的傳動機構(gòu);通過皮帶驅(qū)動其它輔助裝置,如風扇、水泵、發(fā)電機等;承受氣體壓力,慣性力及慣性力矩的作用,受力大而且受力復雜,并且承受交變負荷的沖擊作用。
曲軸加工的工藝特點主要包括以下幾點:
1、尺寸精度:起支承作用的軸頸為了確定軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高(IT5~IT7),裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6~IT9)。
2、幾何形狀精度:軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等,一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。
3、鑄造工藝:在汽車曲軸制造中,通常采用鑄造工藝,鑄造工藝能夠制作出形狀較為復雜的毛胚,這樣后續(xù)的加工過程會更加便捷。
4、檔心距加工工藝:針對不同曲軸的淬火漲量不一致,工藝參數(shù)控制不統(tǒng)一及檢測手段受人為因素影響大的問題,我們試驗論證了一種新的加工工藝——檔心距加工工藝。
5、高強度、高剛度、高耐疲勞性能和出色的自潤滑能力:這是曲軸的特點,也是其能夠承受內(nèi)燃機工作時產(chǎn)生的高強度負荷,保證發(fā)動機的穩(wěn)定運行的原因。
6、造型:氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝,可獲得高精度的曲軸鑄件。
曲軸不用軸承的主要原因是曲軸和軸承在機械設(shè)計中的應(yīng)用場景和功能有所不同,以及曲軸的工作環(huán)境和工作特性決定了其不適合使用軸承。
軸瓦具有抗沖擊、精度高、抑制振動、承載能力高、體積大等優(yōu)點,操作簡單、平穩(wěn)、精度高,發(fā)動機曲軸上的軸承蓋比滾動軸承更適合。
曲軸的構(gòu)造簡單,成本低,易于潤滑,安裝方便,易于密封,噪音低,精度高,只要材料過關(guān)磨損也不大。
曲軸承受著多樣的復雜應(yīng)力,包括周期性變化的氣體力、慣性力和力矩的交互作用,曲軸更適合采用滑動軸承,而不是滾動軸承。