康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的曲柄連桿機(jī)構(gòu)
柴油發(fā)電機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)固定在機(jī)體之上，是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件（熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能）。其組成可分為活塞連桿組和曲軸飛輪組。
一、活塞連桿組
活塞連桿組將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。它是發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)件，它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出動(dòng)力。活塞連桿組主要由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿及連桿軸瓦等組成。
活塞連桿組渲染圖
1、活塞組
活塞組的作用是其頂部與氣缸蓋組成燃燒室，直接承受氣缸中的燃?xì)鈮毫Γ⒋藟毫νㄟ^(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。目前常用的有鍛鋁合金或共品鋁硅合金活塞，高增壓柴油機(jī)中較多采用鑄鐵活塞。連桿一般采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼模鍛或滾壓形成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。其作用是連接活塞與曲軸，將活塞承受的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸，使活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
（1）活塞
活塞主要由頂部，頭部和裙部組成。活塞頂部的形狀與選用燃燒室有關(guān)。活塞的主要作用是承受氣缸的氣體壓力，并將此力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出動(dòng)力；活塞的頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。
活塞示意圖
（2）活塞銷(xiāo)
活塞銷(xiāo)通常用低碳鋼或低碳合金鋼制造，作用是連接活塞與連桿的小頭，以傳遞動(dòng)力。
（3）活塞環(huán)
活塞環(huán)在自由狀態(tài)時(shí)是一個(gè)比氣缸內(nèi)徑大的開(kāi)口環(huán)，裝在活塞環(huán)槽里，在壓緊狀態(tài)下隨同活塞一起裝人氣缸，依靠本身的彈力使其外圓面緊貼在氣缸壁上，保證燃?xì)獠荒芡ㄟ^(guò)環(huán)與氣缸的接觸面。其種類有氣環(huán)和油環(huán)兩種，前者的作用是密封活塞與氣缸之間的間隙，防止燃油室中的高溫、高壓燃?xì)飧Z人曲軸箱，同時(shí)將活塞頂部的大部分熱量傳遞給氣缸壁及冷卻介質(zhì)，而后者的作用是刮除氣缸壁上多余的潤(rùn)滑油，防止?jié)櫥透Z入燃燒室，并使其油膜沿氣缸壁均勻分布，以減少活塞環(huán)與氣缸壁的磨損。
2、連桿組
連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來(lái)成為連桿。
（1）連桿組的功用
是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿小頭與活塞銷(xiāo)連接，同活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng);連桿大頭與曲柄銷(xiāo)連接，同曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此在發(fā)動(dòng)機(jī) 工作時(shí)連桿作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負(fù)荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在作功行程上止點(diǎn)附斤，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)附近。在壓縮載荷和連桿組作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力的共同作用下，連桿體可能發(fā)生彎曲變形。
（2）連桿組材料
連桿體和連桿蓋由優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼，如45、40cr、42crmo或40mnb等模鍛或輥鍛而成。連桿螺栓通常用優(yōu)質(zhì)合金鋼40cr或35crmo制造。一般均經(jīng)噴丸處理以提高連桿組零件的強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)鋁合金連桿以其質(zhì)量輕、綜合性能好而備受注目。在相同強(qiáng)度和剛度的情況下，纖維增強(qiáng)鋁合金連桿比用傳統(tǒng)材料制誥的連桿要輕30%。
二、曲軸飛輪組
曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪以及其他不同作用的零件和附件組成。其零件和附件的種類和數(shù)量取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能要求。曲軸飛輪組的作用是：把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為動(dòng)力的機(jī)構(gòu)輸出扭矩。同時(shí)還儲(chǔ)存能量，用以克服非做功行程的阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。其中，飛輪具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。由于發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)缸的做功是不連續(xù)的，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是變化的。在作功行程中發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸給曲軸的能量，除對(duì)外輸出外，還有部分能量被飛輪吸收，從而使曲軸的轉(zhuǎn)速不會(huì)升高很多。在排氣、進(jìn)氣和壓縮三個(gè)行程中，飛輪將其儲(chǔ)存的能量放出來(lái)補(bǔ)償這三個(gè)行程所消耗的功，從而使曲軸轉(zhuǎn)速不致降低太多。但現(xiàn)有飛輪主要起的儲(chǔ)能的單一作用。
曲軸飛輪組
1、曲軸的作用
將連桿傳遞來(lái)的力轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)扭矩，再經(jīng)飛輪傳遞給離合器，同時(shí)帶動(dòng)水泵、凸輪軸和發(fā)電機(jī)等部件進(jìn)行工作。曲軸的組成部分主要有：曲軸臂、平衡塊、主軸頸、曲軸前端和后端等部件。曲軸將氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ剌敵觯则?qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置。要求是：耐疲勞、耐沖擊，有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般由合金鋼或中碳鋼制造。飛輪多采用灰鑄鐵制造，當(dāng)輪邊的圓周速度超過(guò)50m/s時(shí)，則選用強(qiáng)度較高的球墨鐵或鑄鋼。其作用是存儲(chǔ)作功沖程產(chǎn)生的能量，克服輔助沖程的阻力，保持曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性，確保柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
2、飛輪的作用
主要是貯存做功行程的能量，為不做功行程提供動(dòng)力，并且使曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減輕曲軸的震動(dòng)。飛輪是離合器的主動(dòng)盤(pán)，通過(guò)飛輪能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給傳動(dòng)裝置。飛輪上有上止點(diǎn)和點(diǎn)火正時(shí)記號(hào)。飛輪是個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的圓盤(pán)，儲(chǔ)存作功行程的能量并克服其他行程中的阻力，保證曲軸的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)角度盡可能均勻。

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