曲轴的功用、工作条件及制造方法

曲轴的功用是将气体压力转变为扭矩输出，以驱动与其相连的动力装置。此外，它还要驱动内燃机本身的配气机构及各种附件，如喷油泵、水泵和冷却风扇等。

曲轴在工作时，由于承受很高的气体力、往复惯性力、离心力及其力矩的作用，因此曲轴内部产生冲击性的交变应力（拉伸、压缩、弯曲、扭转），并易产生扭转振动，从而引起曲轴的疲劳***。另外由于各轴颈在很高的压力下作高速转动，使轴颈与轴承磨损严重，所以，对曲轴的要求是：耐疲劳、耐冲击；有足够的强度和刚度；轴颈表面的耐磨性好并经常保持良好的润滑状态多静平衡与动平衡要好；在使用转速范围内不能产生扭转振动；有的发动机只规定了冷间隙，此时的冷间隙数值能保证发动机在热机状态下仍有一定的气门间隙。安装固定可靠并加以轴向***或限制轴向位移。

曲轴毛坯制造采用铸造和锻造两种方法。锻造曲轴主要用于强化程度高的内燃机，这类曲轴一般采用强度极限和屈服极限较高的合金钢（如40Cr、35CrMo等）或中碳钢（如45号钢）制造：造曲轴广泛应用于中小功率内燃机，通常采用高强度球墨铸铁铸造，其优占：过方，成本低；能够铸出合理的结构形状；气门座圈如压入铝合金汽缸盖中时，其配合表面常制成沟槽，当气门座圈压入后，少量铝金属会挤入沟槽中，在对气门座孔扩口时也会促使铝合金挤入，以提高座圈在座孔中的紧固程度，防止松脱。对扭转振动的阻尼作用优于钢材。

曲轴的分类

①白轴按各组成部分的连接情况，可分为组合式曲轴和整体式曲轴两种。

即将曲轴分成若干部分，分别制造与加工，然后组装成一个整体：其优点是加工方便，便于产品系列化。缺点是拆装不方便，组装质量不易保证，重量大，成本高，采用滚动轴承，噪声大，难以适应高转速。

整体式曲轴，即曲轴的各组成部分铸（或锻）造在一根曲轴毛坯上。其优点是结构简单紧凑、强度及刚度好、重量轻、成本低。

②按照曲轴主轴颈数目，可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。

全支承曲轴即是在任两个相邻曲拐之间都设有主轴颈的曲轴。其主轴颈总数比连杆轴数多一个。这种曲轴的优点是曲轴的刚度大，主轴承负荷轻。其缺点是内燃机轴向尺寸加长。非全支承曲轴的主轴颈总数等于或少于连杆轴颈数，其优点是尺寸小、结构简单、紧凑。缺点是刚度和强度较差，主轴承负荷较重。柴油机因负荷较重，一般多采用全支承曲轴。出油阀在出油阀弹簧及高压柴油的共同作用下迅速下落，高压油管中的油压迅速降低。非全支承曲轴多用于负荷较轻的内燃机。

气门间隙

发动机工作时，气门、推杆、挺柱等零件因温度升高而伸长。如果在室温下装配时，气门和各传动零件（摇臂、推杆、挺柱）及凸轮轴之间紧密接触，则在热态下，气门势必关闭不严，造成汽缸漏气。为保证气门的密封性，必须在气门与传动件之间留适当的间隙，习惯称之为“气门间隙”，并有“冷间隙"与“热间隙”之分。这样就***了气门与座的密封性和配气定时，从而使内燃机功率下降以及燃油消耗量增加。

气门传动组（气门与挺柱或气门与摇臂之间）在常温下装配时必须留有适当的间隙，以补偿气门及各传动零件的热膨胀，此间隙称为气门的冷间隙；当采用上述旋流纸质空气滤清器时，消声器出口处需预装有与之匹配的排气引射管，当柴油机排气时，高速气流通过喉管处使废气气流增大，于是便形成了真空度。在发动机正常运转时（热状态下），也需要一定的气门间隙，保证凸轮不作用于气门时，气门能完全密闭。发动机在热态下的气门间隙称为气门的热间隙。

在内燃机使用过程中，由于零件的磨损与变形，气门间隙会逐渐增大，促使进、排气门迟开、早关，导致进、排气的时间变短，进气不足，排气不净，致使内燃机的动力性与经济性下降，同时使各零件之间的撞击与磨损加剧，噪声增大；曲轴裂纹和折断的原因、检验及修理1)原因其原因除与曲轴弯、扭大致相同外，还有以下几个方面。若气门间隙过小，则会引起气门密封不严而漏气，导致内燃机功率下降，油耗增加，甚至烧坏气门零件。

因此，在使用过程中，应定期检查和调整气门间隙。内燃机的气门间隙一般由制造厂给出，各机型都有具体规定。在常温下（冷间隙），一般进气门间隙在0.20~0.35mm之间，排气门间隙在0.30~0.40mm范围内。有的发动机只规定了冷间隙，此时的冷间隙数值能保证发动机在热机状态下仍有一定的气门间隙。有的发动机则分别规定了冷间隙和热间隙。装配时应将气门间隙调整到规定数值。松开固定螺钉可变更两凸缘盘间的相对角位置，从而也就变更了整个喷油泵的供油提前角。

调整发动机气门间隙在冷机状态下，气门完全关闭时进行。因为在热机状态下，由于内燃机工作时间的长短不同，其机温也有所差别，气门间隙的大小不好把握。调整时，首先转动曲轴使要调整缸的活塞恰好处于压缩冲程上止点位置，此时，进、排气门处于完全关闭状态，然后用螺钉旋具和厚薄规调整该缸的进、排气门间隙，调整完毕后按同样方法依次调整其他缸。调整气门间隙的方法是：先松开调整螺钉的锁紧螺母，再旋转调整螺钉，用规定数值的厚薄规插入气门杆与摇臂之间进行测量，使气门间隙符合规定，调整好后再将锁紧螺母拧紧，复查一次，直至气门间隙在规定的范围内。当减压环带的下边缘进入出油阀座的内孔时，柱塞上部的油腔即与高压油管隔断。

燃油箱

燃油箱的功用是储存柴油机工作时所需的柴油。其容量一般可供柴油机连续运转8~10h。燃油箱通常用薄钢板冲压后焊接而成，内表面镀锌或锡，以防腐蚀生锈。

油箱内部通常用隔板将油箱隔成数格，防止设备工作时振动引起油箱内的柴油剧烈晃动而产生泡沫，影响柴油的正常供给。油箱上部有加油口和油箱盖，加油口内装有铜丝网，以防止颗粒较大的杂质带入油箱内。油箱盖上有通气孔，保持油箱内部与大气相通，防止工作过程中油面下降使油箱内出现真空度，使供油不正常。为了防止气门导管可能落入汽缸中，在导管露出汽缸盖部分嵌有卡环。

在油箱下部有出油管和放油开关，出油管口应高出油箱底平面适当高度，以免箱底沉积的杂质由出油口进人供油系统。油箱底部低处还应设置放油螺塞，以便清洗油箱时能将油箱底部的沉积物和水分清除干净。在燃油箱上还应设置油尺或油面指示装置，使工作人员能随时观察到燃油箱内存油量的多少，以便及时向燃油箱内添加柴油。除了利用上述三种方法来提高汽缸的空气压力外，还有利用进排气管内的气体动力效应来提高汽缸充气效率的惯性增压系统以及利用进排气的压力交换来提高汽缸空气压力的气波增压器。