什麼是曲軸?曲軸是怎樣工作的?|

一個引擎是所有車輛最重要的部件，它有助於車輛的移動。發動機由不同的部件組成。曲軸和活塞是發動機的重要部件往複式發動機．沒有這兩個重要部件，往複式發動機就不能工作。

在往複式發動機中，活塞通過軸與曲軸直接連接連杆．的曲柄被稱為骨幹的內燃發動機．它的職責是把活塞的直線運動轉化為旋轉運動。它是根據活塞的上下運動來工作的。在本文中，我們將深入研究曲軸。

什麼是曲軸?

一個曲軸是機械設備嗎轉換的往複運動的活塞旋轉運動．曲軸連接著活塞通過一個連杆．該連杆的主要目的是接受活塞的往複運動，並將其傳遞給曲軸。

當曲軸通過連杆獲得運動時，曲軸將這種運動轉化為旋轉運動，帶動飛輪旋轉，飛輪進一步帶動車輪運動。

沒有曲柄，a往複式發動機無法將活塞的往複傳遞到傳動軸上。簡單地說，往複發動機沒有曲軸就不能移動車輛。

曲軸在曲柄機構上工作。它位於發動機缸體內部。曲柄包括在運動部件中內燃發動機．它有許多曲軸銷和曲柄。引擎連杆連接曲柄通過這些曲柄銷和曲柄。

不同的發動機完成一個動力循環的曲軸轉數不同。例如,一個2-stroke引擎曲軸轉一圈後完成一個動力循環，而曲軸轉一圈四衝程引擎完成兩轉曲軸後完成一個動力循環。

曲軸可以是焊接的，半整體的，或整體結構。引擎的這個組件將引擎的輸出部分連接到輸入部分。

曲柄作為一個連杆，以旋轉動能的形式提供輸出動力——活塞通過連杆與曲柄中心連接。曲柄使活塞能夠轉動曲軸產生動力來移動車輛。

曲軸的工作

一個曲軸工作上的曲柄機構．曲柄具有與連杆連接的曲柄銷和曲柄。它有一個減振器，可以減少曲柄上的推力。

曲柄有一個配重，用來減少曲柄上的彎曲載荷。四衝程發動機的曲軸是這樣工作的:

• 隨著發動機活塞從上止點運動到下止點(下衝程)，通過連杆將運動傳遞給曲軸。
• 曲柄進一步將活塞的直線運動轉化為旋轉運動，並傳遞給凸輪軸。
• 凸輪軸接受旋轉運動，打開進氣門，空氣燃料混合物進入燃燒室。
• 當燃燒室充滿空氣-燃料混合物時，活塞向上運動(從下止點到上止點)並壓縮混合物。在這個過程中，凸輪軸關閉進氣門和排氣門。隨著壓縮過程的完成，曲軸的第一次旋轉也完成了。
• 在壓縮過程結束時，發生點火過程。
• 由於點火過程，壓縮混合物釋放的熱量迫使活塞向下運動。這種衝程被稱為“動力衝程”。在活塞向下運動的過程中，活塞再次向連杆進行往複運動，連杆進一步向曲軸輸送活塞。
• 曲柄的一端與飛輪連接。當曲柄接受活塞的運動時，它將這個運動傳遞給飛輪。飛輪儲存這種運動，並進一步驅動車輛車輪。
• 動力衝程後，活塞進一步向下運動，排出廢氣。在這個過程中，凸輪軸通過曲柄接受活塞的運動，在進氣門關閉的情況下打開排氣門。活塞把廢氣推出燃燒室。
• 排氣衝程後，曲柄完成兩轉，四衝程發動機也完成一個動力循環。之後，整個循環重複。

為了更好地理解，想象一下你的腿踩著自行車。在這個例子中，把踏板當作連杆，你的腿就是活塞。當你劃動活塞時，往複運動轉化為曲軸的旋轉運動。

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曲軸的建設

以下是曲軸施工使用的材料:

• 鑄鐵
• 碳鋼
• Micro-alloyed釩鋼
• 鍛鋼

曲柄可以由不同的部件組裝起來，也可以做成一個整體。

單片曲柄是世界上最流行的曲柄。然而，一些大型和小型內燃機的曲軸是拚裝的。

這些軸也可以鑄造在可鍛鑄鐵，模塊化或韌性鋼。焊接組件是用鋼鑄造的。這種成本低廉的方法適用於負載合理的廉價生產發動機。鍛造工藝具有優良的強度。因此，鍛造工藝被稱為曲軸施工的首選工藝。

曲柄的鑄造和鍛造工藝

曲軸一般可以用鑄鋼件鍛造，也可以用鋼筋輥鍛。如今，最大的製造商使用鍛造曲軸，因為其固有的優良阻尼，緊湊的設計，和輕量化。

釩微合金鋼主要用於鍛造曲軸。這是因為這些鋼可以風冷，而無需進一步的熱處理，除非軸承表麵硬化，一旦它們達到高強度。它還具有較低的合金含量，使材料的成本低於高合金鋼。

碳素鋼也可以使用，但是碳素鋼需要額外的熱處理才能達到所需要的材料品。如今，鑄鐵曲軸主要用於低負荷、經濟生產的發動機(如福特福克斯)柴油發動機）.

目前，隻有部分發動機使用鑄鐵曲軸作為廉價、低功率的發動機，而一些成本較高、功率較大的發動機則使用鍛鋼曲軸。

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曲軸的組件

曲軸的主要零件如下:

1. 主軸頸
2. 曲軸皮帶輪
3. 油通道
4. 平衡孔
5. 抗衡
6. 曲軸潤滑

1)主軸頸

主軸承軸頸安裝在發動機缸體上。這個缸體繞著這個軸頸旋轉。所有曲軸頸都非常硬化、圓潤和光滑。主軸頸固定在鞍座上，鞍座是可更換的軸承插入將被放置。

的軸承比主要期刊更柔軟，當它磨損時，這些可以改變。軸承設計捕獲小體積的雜質(如果有)，以防止曲軸損壞。

然後主軸承蓋旋緊到軸頸上，並擰緊到特定的扭矩。

發動機的軸頸覆蓋在油膜上。這種油膜通過曲軸鞍的孔和軸承鑲件的連接孔在軸承和軸頸之間的間隙內推動。如果有足夠的油輸送和壓力，軸承和軸頸將不會接觸。

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2)連杆軸頸

的連杆軸頸從旋轉軸偏移並連接到活塞杆的大端。它也通常被稱為杆軸承軸頸或曲柄銷。加壓供油由主軸頸從開角油道進入。

一些連杆有一個穿孔的油路，這樣油可以噴到汽缸壁上。在這種情況下，連杆的軸頸軸承有一個槽，以向連杆提供油。

3)曲軸潤滑

金屬間接觸是發動機效率的大敵;連杆軸頸和主軸頸都在軸承表麵組裝的油膜上運動。
潤滑主軸頸軸承很容易。機油從機體到每個曲軸座的通道和軸承座上相應的孔允許機油到達軸頸。
杆軸頸軸承需要相同的潤滑，但它在偏離中心旋轉圍繞曲軸。為了給這些軸承提供油，油道在曲軸內通過主軸頸運行，通過腹板斜向運行，並從連杆軸頸的孔中退出。
在旋轉的曲軸離心力的作用下，主杆軸承上的溝槽將油排出，並保持油被壓入杆頸的溝槽中。
軸承與軸頸之間的間隙是造成發動機油壓的主要原因。如果間隙過大，油就會自由流動，壓力就無法維持。
如果間隙太小，油壓升高，金屬就會相互接觸。因此，在改造發動機時，有必要測量軸頸與軸承之間的間隙。

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4)運用

曲軸受到強大的旋轉力，質量在連杆和活塞之間上下運動，產生較大的力。配重被鑄造為曲軸的部件來平衡這些力。這些配重使發動機更快，更安靜。
曲軸平衡在工廠。在這個過程中，飛輪附著，整個總成旋轉到一個機器，可以測量飛輪不平衡的位置。

配重器上有一個用來減輕重量的平衡孔。如果你需要增加重量，先打一個洞，然後用重金屬填滿。重複這個過程，直到曲軸達到平衡狀態。

5)推力墊圈

沿曲軸長度的特定位置安裝兩個或兩個以上的止推墊圈，以防止曲軸垂直移動。

這些墊圈位於腹板的加工表麵和曲軸座之間，以保持一個較小的指定間隙和最大限度地減少曲軸的橫向運動。將軸從一端移動到另一端的距離稱為端部，其公差在服務手冊中進行了量化。

一些類型的引擎將這些墊圈作為主軸頸軸承的一個部件，而其他型號的發動機(通常是較老的型號)使用不同的墊圈。

6)主油封

曲軸的兩端延伸到曲軸箱外。所以，你需要提供一種方法來防止石油從這些開口滲出。這種滲油問題通過兩個主油封控製;一個在前麵，另一個在後麵。
後主密封安裝在飛輪和後主軸之間。通常，它是一種合成橡膠唇密封。這個密封環插入油底殼和發動機組之間的槽中。密封有一個模壓唇，通過一個被稱為吊襪帶彈簧的彈簧，與曲軸形成對比。
油封本身是一種廉價的部件。然而，在消除飛輪、離合器和變速器方麵，它的使用要求很高的勞動;在某些情況下，曲軸需要很多努力。因此，如果能拆卸發動機並存取零件，建議隨時更換油封。

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7)曲軸皮帶輪

曲軸滑輪也被稱為曲軸滑輪或諧波平衡。它是一個溝槽，車輪形狀的單位，直接與曲柄的汽車。它通過附件帶連接到車輛的其他部分。

什麼原因導致曲軸壞了?

以下是一些常見的損壞曲軸的原因:

1. 過熱:過熱可能會產生許多發動機問題。如果發動機由於散熱器、通風不足或潤滑不良而過熱，發動機中儲存的熱量上升到環境溫度以上，曲軸傳感器的塑料外殼就會開裂或熔化。在這種情況下，車輛將無法啟動。原因是傳感器無法將曲軸上的數據發送到計算機上。
2. 線束故障:汙染、雜物、油汙或接線鬆動會產生回路、接地或電壓不當等問題。這些問題可能會導致線束問題，並可能導致曲軸變壞。這是因為汙垢、油或鬆散的電線會磨損線束，導致電壓中斷，或導致電線本身的磨損。這可能會導致傳感器持續失效。
3. 正時皮帶失敗:同步帶會因頻繁磨損或碰撞而損壞。這條斷裂的同步帶纏繞在曲柄上，損壞了它無數的小部件。由於同步帶損壞，曲柄位置傳感器會打到它。由於這個原因，傳感器和線束可能會損壞。

曲軸位置傳感器壞了會有什麼症狀?

壞的或損壞的曲軸最常見的症狀如下:

• 敲門:由於連杆軸承和曲軸主軸頸磨損嚴重，發動機開始產生撞傷問題。
• 噪聲:由於曲軸損壞，發動機可能產生廣泛的噪音。
• 您的車輛引擎可能無法啟動，因為癲癇
• 拖延和爆胎:發動機熄火和回火是曲軸位置(CKP)傳感器故障的症狀。CKP傳感器的故障可能導致發動機在啟動後突然關閉，沒有任何問題。
• 低油壓讀數從邋遢
• 過度的發動機振動:CKP傳感器檢測並限製車輛發動機產生的振動，以確保穩定的動力輸出。如果你的汽車發動機產生了過度的振動，這也是曲軸損壞的跡象。
• 汽缸失敗:損壞的CKP傳感器無法向PCM提供準確的數據，因為PCM無法完全接收到必要的數據，從而將火花送到正確的燃燒室。結果，氣缸失效，車輛失去動力。

曲軸Ansys分析:

首先，我們將曲軸的所有部件開發成“固體工作2018”，然後組裝它們，然後我們將他的模型保存為“IGS”格式。之後，我們將這個IGS文件導入到ANSYS WORKBENCH R15中進行ANSYS分析。Ansys分析結果如下:

結果和討論:

曲軸-不鏽鋼分析如下:

如圖2所示，在曲軸銷表麵頂部施加3.5 MPa的載荷。

曲軸內產生的最大應力在曲軸頸表麵為2.5407e7Mpa。最小應力為27.342MPa，如圖3所示。

由上圖可知，軸的最大應變為152.77MPa。

以上圖5表示曲軸的總變形量。

如圖6所示，曲軸曲銷區域的最大剪應力為1.4273e7MPa。

曲軸斷裂的原因是什麼?

最常見的曲軸斷裂原因如下:

• 曲軸可能因水錘、燃燒異常等超載而斷裂。
• 有缺陷的軸材料也會損壞曲軸
• 由於配重鬆動和變速箱故障等原因造成的意外發動機堵塞。
• 軸在修複之前已經損壞了。
• 離合器故障、飛輪故障或減振器損壞造成不必要的旋轉和振動。
• 曲軸軸承改進工作不足。
• 由於軸承早期失效和軸承軸頸退火等造成的材料損壞。
• 由於軸承過早失效或修理不當(例如，不必要的再磨)，軸承軸頸變得柔軟。
• 發動機的調試不符合製造商的說明。
• 軸承殼使用錯誤。
• 使用舊的軸承頭螺栓或不適當的扭矩。
• 調試時潤滑油太少，因為油係統沒有預充預壓縮。
• 連杆/主軸承軸承蓋混和或固定歪斜。
• 曲軸內曲軸箱軸承的孔尺寸損壞後未進行檢查和維修。
• 機油濾清器、機油、機油冷卻器沒有按時更換。
• 如果軸承損壞，殘留在發動機油回路中的鐵屑也會導致曲軸斷裂。

如何延長曲軸的使用壽命?

• 正確保養發動機軸承。
• 正確潤滑曲軸的不同部位。
• 防止發動機油與燃料或冷卻劑混合。
• 根據製造商的說明向發動機提供適當的潤滑油。
• 避免使用有碎屑和其他汙染的油。
• 防止發動機過熱。
• 發動機的日常維護和檢查。
• 采用優質材料製作的曲軸。
• 及時更換機油濾清器、機油、機油冷卻器。
• 安裝前應正確檢查軸。
• 通過水錘、異常燃燒等防止曲軸機械過載。

曲軸不平衡的原因是什麼?

以下是曲柄不平衡的主要原因:

• 活塞在燃燒室內的往複運動。
• 由於曲軸產生扭曲和扭轉。
• 曲軸箱著火或爆炸
• 由於動力衝程。因為在發動機中完成一個動力行程後，活塞對曲軸施加一個猛拉力使其旋轉得更多。
• 船舶擱淺

曲軸是怎麼壞的?

有一個機械概念叫做乏力．這意味著材料可能會由於重複加載而失效。每次曲軸旋轉時，反向載荷會導致軸輕微彎曲。這很像你把衣架或鐵絲向後彎曲四次，也許十多次，鐵絲就斷了。

曲軸的彎曲要小得多，因此需要數百萬次循環才能損壞它，但失效模式和衣架一樣。現在，如果一個支承曲軸的軸承由於缺乏潤滑而失效，每次旋轉的偏轉位移急劇增加，所以失效可能很快發生。

另一個導致故障的原因是，不平衡的飛輪/變矩器或不對齊的變速器將在曲軸尾部斷裂的列表上高居榜首。緊挨著軸承軸頸的半徑內的應力提升器(細磨光潔度上的缺口)是另一個可能的原因。這個缺口會變成一條裂紋，並且會迅速擴展。

凸輪軸是什麼?

凸輪軸，位於發動機的頂部。它是發動機氣門機構的重要組成部分，允許空氣和燃料進入燃燒室，並允許氣體在燃燒後逸出。

最新的內燃機可以有多達四個凸輪軸(或兩個)。每個圓柱體有四個閥門(兩個進氣口和兩個排氣口)。隻有一個凸輪軸每個閥門都配置了安裝程序。

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凸輪軸和曲軸

曲軸和曲軸的主要區別凸輪軸下麵:

曲軸	凸輪軸
它是由合金鋼鍛造而成。	它是由鋼或鑄鐵鑄造而成。
兩衝程和四衝程發動機都有這個軸。	二衝程發動機沒有凸輪軸。隻有四衝程發動機使用這個軸。
它安裝在氣缸內部	該軸安裝在氣缸蓋上。
曲軸由活塞通過連杆運動。	凸輪軸通過連杆獲得運動或動力。
曲軸用來把活塞的往複運動轉化為旋轉運動。	凸輪軸根據活塞的運動來關閉和打開吸入閥和排氣閥。
發動機活塞通過連杆使其旋轉。	同步帶帶動凸輪軸旋轉，凸輪軸與曲軸連接。
它的重量很高。	它的重量很輕。
曲軸比凸輪軸的成本高。	凸輪軸很便宜。
該軸有一個油孔，曲柄腹板主軸頸軸承和曲柄銷。	該軸具有一體化齒輪和凸輪。
在四衝程發動機的情況下，它旋轉兩次來完成一個動力循環。	在四衝程發動機中，它隻旋轉一次就完成了一個工作循環。

曲軸的應用

1. 曲軸控製著所有閥門的運動，包括吸氣、壓縮、點火、膨脹和排氣等過程內燃機在正確的時間周期。這是一個極好的功能。
2. 它通過連杆收集旋轉運動並傳送給飛輪。
3. 曲軸的作用是把活塞的往複運動轉化為旋轉運動，使活塞能夠移動到車輪上。

FAQ部分

曲軸是由誰發明的嗎?

曲軸是由該在1206年。

曲軸有哪些類型?

曲軸主要有以下幾種類型:

1. 鋼坯曲軸
2. 鑄造曲軸
3. 鍛造曲軸
4. 整體單件軸
5. 充分建立軸
6. 焊接軸
7. 建立半軸

有沒有一種發動機是不用曲軸工作的?

發動機有兩種類型

1. 汪克爾發動機
2. 往複式發動機

往複式發動機的設計是這樣的，沒有活塞和曲軸它們就不能工作。當萬克爾發動機在轉子的幫助下工作時;而且它不需要活塞和曲軸。

曲軸能轉動凸輪軸嗎?

曲軸與凸輪軸通過鏈條或正時齒輪連接。曲柄通過這個定時齒輪把它的運動傳遞給凸輪軸。凸輪軸在接受曲軸的旋轉運動時，利用這個運動來打開和關閉進、排氣閥。

哪個發動機沒有凸輪軸?

二衝程發動機沒有凸輪軸。唯一的四衝程發動機使用它來打開和關閉排氣和進口閥門。

如何啟動曲軸傳感器不良的汽車?

確保點火燈亮時，引擎燈亮著，其他指示燈亮著。

如果您的車輛停了一兩次，或者您的車輛在啟動後遇到了加速顛簸，您可以開車，但需要把它帶到車間。如果問題更嚴重，駕駛會導致嚴重的發動機損壞，這可能會增加維修成本。

因此，如果您的汽車曲軸傳感器損壞，您應該盡快更換或修複它，以使您的發動機工作出色。

曲軸在哪個機構上工作?

曲軸在曲柄機構上工作。

一輛v8引擎有多少根曲軸?

幾乎99%的V8發動機隻有一個曲軸。

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