Komponenten der Kurbelwellen-Schwungradgruppe
Zuerst die Kurbelwelle
Die Kurbelwelle ist eines der wichtigsten Teile des Motors. Ihre Funktion besteht darin, den Gasdruck der Kolben-Pleuel-Gruppe in das Drehmoment der Kurbelwelle und den externen Ausgang umzuwandeln. Darüber hinaus wird die Kurbelwelle auch zum Antrieb des Ventilmechanismus des Motors und anderer Hilfsaggregate (wie Generatoren, Lüfter, Wasserpumpen, Servolenkpumpen, Ausgleichswellenmechanismus usw.) verwendet.
Kurbelwellen-Schwungradgruppe: 1- Riemenscheibe; 2- Kurbelwellen-Zahnriemenrad; 3- Kurbelwellenritzel; 4- Kurbelwelle; 5- Kurbelwellen-Hauptlager (oben); 6- Schwungrad; 7- Drehzahlsensor-Signalgenerator; 8, 11- Drucklager; 9- Kurbelwellen-Hauptlager (unten); 10- Kurbelwellen-Hauptlagerdeckel.
Beim Betrieb muss die Kurbelwelle periodischen Änderungen des Gasdrucks, der oszillierenden Massenkräfte und der Zentrifugalkraft sowie deren Drehmoment und Biegemoment bei hohen Drehzahlen standhalten. Da sie leicht verbogen und verdreht werden kann, muss die Kurbelwelle über ausreichende Festigkeit und Steifigkeit, gute Verschleißfestigkeit und eine gute Auswuchtung verfügen. Die Kurbelwelle besteht in der Regel aus mittellegiertem Kohlenstoffstahl, und die Zapfenoberfläche wird durch Hochfrequenzhärten oder Nitrieren behandelt. Die Kurbelwelle des Shanghai Santana-Motors ist aus hochwertigem, mittellegiertem Kohlenstoffstahl geschmiedet. Die Motoren Audi JW und Yuchai YC6105QC bestehen aus kostengünstigem, hochfestem und verschleißfestem Seltenerd-Gusseisen mit Kugelgraphit.
1. Aufbau der Kurbelwelle
Die Kurbelwelle besteht im Allgemeinen aus einem vorderen Ende, einem Kurbelwellenhals, einer Kurbelwelle, einem Gegengewicht, einem Pleuelzapfen und einem hinteren Ende. Eine Kurbelwelle setzt sich aus dem Pleuelzapfen und ihren beiden Hauptzapfen zusammen. Die Anzahl der Kurbelwellenzapfen hängt von der Anzahl und Anordnung der Zylinder ab. Die Kurbelwelle eines Einzylindermotors hat nur eine Kurbelwelle; die Anzahl der Kurbelwellenzapfen eines Reihenmotors entspricht der Anzahl der Zylinder; die Anzahl der Kurbelwellenzapfen eines V-Motors entspricht der Hälfte der Zylinderanzahl. Am vorderen Ende der Kurbelwelle befinden sich Riemenscheiben, Steuerzahnräder usw., die zum Antrieb der Wasserpumpe und des Ventiltriebs dienen. Der Kurbelwellenhals ist im Hauptlagersitz des Zylinderblocks gelagert und dient der Kurbelwellenlagerung. Der Pleuelzapfen dient zur Aufnahme des Pleuels, und die Kurbelwelle verbindet den Kurbelwellenzapfen mit dem Pleuelzapfen. Um die Zentrifugalkraft beim Drehen der Kurbelwelle auszugleichen, ist ein Ausgleichsblock an der Kurbelwelle angebracht. Am hinteren Ende der Kurbelwelle befindet sich ein Verbindungsflansch zur Befestigung des Schwungrads mittels Schrauben. Zur Schmierung des Pleuellagerzapfens verläuft ein Schmierkanal vom Hauptwellenzapfen zum Pleuellagerzapfen. Die einteilige Kurbelwelle ist einfach konstruiert, leicht und zuverlässig im Betrieb und verwendet in der Regel Gleitlager. Sie findet breite Anwendung in mittelgroßen und kleinen Motoren.
2. Aufbauprinzip der Kurbel
Die Form der Kurbelwelle und die relative Position der einzelnen Kurbelwellen hängen hauptsächlich von der Anzahl der Zylinder, der Zylinderanordnung und der Arbeitsreihenfolge der einzelnen Zylinder ab. Bei der Festlegung der Arbeitsreihenfolge des Motors sollten die folgenden Regeln weitestgehend beachtet werden:
Um die Belastung des Hauptlagers zu reduzieren und zu vermeiden, dass sich während des Ansaugvorgangs zwei verbundene Ventile gleichzeitig öffnen und das Phänomen des „Lufteinbruchs“ die Aufblaseffizienz des Motors beeinträchtigt, sollten die beiden Zylinder, die im Dauerbetrieb arbeiten, so weit wie möglich voneinander entfernt sein.
(1) Der Arbeitsintervallwinkel jedes Zylinders muss gleich sein, um einen ruhigen Motorlauf zu gewährleisten. Innerhalb des Kurbelwellenwinkels, bei dem der Motor einen Arbeitszyklus abschließt, muss jeder Zylinder einmal arbeiten. Bei einem Viertaktmotor mit Zylinder i beträgt der Arbeitsintervallwinkel 720°/i. Das heißt, alle 720°/i der Kurbelwelle muss ein Zylinder arbeiten, um einen ruhigen Motorlauf sicherzustellen.
(2) Bei einem V-Motor müssen die linke und rechte Zylinderreihe abwechselnd arbeiten.
3. Gängige Kurbelwellenanordnung und Funktionsweise von Mehrzylindermotoren
Die Anordnung von Kurbelwelle und Kurbelwelle des Reihen-Viertaktmotors. Der Arbeitswinkel des Reihen-Vierzylinder-Viertaktmotors beträgt 720°/4 = 180°, die vier Kurbelwellen sind in derselben Ebene angeordnet, und die Arbeitsfolge (oder Zündfolge) des Motors ist 1-3-4-2 oder 1-2-4-3. Die üblicherweise verwendete Druckvorrichtung für den Arbeitszyklus besteht aus einem einseitigen, halbkreisförmigen Drucklager mit reibungsarmer Metallschicht, einem Kurbelwellen-Hauptlager mit Flansch und einem runden Druckring, der in drei Ausführungen erhältlich ist. Das Drucklager ist ein halbkreisförmiges Stahlblech mit einer außenliegenden reibungsarmen Legierungsschicht, das in die Nut des Motorgehäuses oder des Hauptlagerdeckels eingesetzt wird. Um ein Verdrehen des Drucklagers zu verhindern, weist dieses eine in der Nut fixierte Ausbuchtung auf. Einige Drucklager bestehen aus vier Teilen, die zwei positive kreisförmige Anschläge bilden, andere aus zwei Teilen. Die Seite mit der reibungsarmen Metallschicht muss zur Kurbelwelle zeigen.
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