柴油机曲轴结构是怎样的

柴油机曲轴可将活塞的往复运动转变为旋转运动，并把连杆传采的切向力转变为扭矩，对外输
出功率和驱动各辅助系统。

曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴平衡块及曲轴前、后端组成。

曲
轴由前、后两个主轴颈支承在主轴承上，多缸机的主轴承一般采用轴瓦形式(也有的用滚动轴承)，
上瓦片带油槽和油孔，装在机体的轴承座内，下瓦片则装在轴承盖内。

曲轴必须轴向定位，有的采
用一道带翻边的主轴瓦(4125A 型柴油机)，装在最后一道轴承上;有的则在中间主轴承上装有止推片。

发动机工作时，主轴承和主轴承座受力很大，因此安装主轴承盖时，要以规定扭矩拧紧主轴承螺栓，而且要用锁片等锁紧。

主轴颈和连杆轴颈都靠压力油润滑，机油从机体上的主油道压送至主轴颈表面，再通过主轴颈
与连杆轴颈之间的斜油道送到连杆轴颈表面。

连杆轴颈内有圆柱形空腔，两边用油塞堵住，工作时
可对机油进行离心净化。

工作一定时期后，空腔会沉积大量杂质，必须定期加以清除。

曲柄是主轴颈与连杆轴颈的联接部分，其下端设曲轴平衡块，用来平衡连杆轴颈等旋转时所产
生的离心力，减轻柴油机的振动，延长轴承的寿命。

柴油机曲轴前端装有曲轴正时齿轮，用来驱动正时齿轮室中其他齿轮转动，以完成配气、调速、平衡等作用。

多缸机的曲轴前端还装有带动水泵及风扇的三角皮带轮和启动爪。

曲轴后端与飞轮联接。

在曲轴前后端都设置挡油盘，并在前端正时齿轮室盖处和后端主轴承盖外侧都装有油封，防止
曲轴箱内的机油外漏。

为了保证和曲轴同轴，油封座或回油挡板与机体都有定位销定位。

柴油机曲
轴后端的密封装置有的采用回油螺纹，如4125A 型柴油机。

譬。

黧．墨凰，柴油机整体曲轴的三维有限元静强度分析封海宝尤固红(中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082)脯要]曲轴是内燃杌中的重要零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，其强度和刚度对柴油机的工作巨能和寿命有决定性的影响。

本文采用有限单元法，对16v柴油机曲轴进行了符合实际情况的三维建模，研究了整体曲轴的变形和应力状态，校核了曲轴在交变栽荷下的疲劳强度，对提高柴油机曲轴强度计算的分析效率和分析结果具有一定的参考价值。

饫短闶】有限元法；自动网格划分；计算模型；疲劳强度校核1概述曲轴是内燃机中的重要零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，其强f妾和刚度对躬由机的工作性能和寿命有决定性的影响。

曲轴的几何形状复杂，应力集中现象严重，特别是在曲轴主、连轴颈的圆角过渡部位的应力集中现象更加的突出。

随着柴油机强化程度的提高，对于曲轴强匪的要求也是越来越高。

从60年代起，有限元法随着计算机科学的发展，在包括躬由机在内的几乎所有工程领域得到愈来愈广泛的运用。

有限元技术的应用提高了柴油机零部件设计的可靠性，缩短了设计周期，大大推动了柴油机工!哑的发展。

近几年来，随着计算机软硬件水平的提高，躬由机曲轴有限元技术又取得了许多新的进展。

2计算模型的建立21几何模型的建立进行曲轴有限元分析，首先要建立相应的有限元模型。

对于使用有限元软件，—般是先建立实体模型，然后通过网格划分来生成有限元模型。

本文采用PR0，E建立曲轴的实体模型。

如下图为P R0／E中建立的模型(图1)，该模型优点在于省去了部分倒角和圆角以及油孔，增加了模型的可分析性，避免计算时耗费大量的计算时间和资源。

图l曲轴实体模型22A N s Y s中有限元模型的建立通过P R O／E与A N SY S软件的接口可以直接将PR o／E中的实体，模型导入A N S Y S中，定义曲轴的材料和属性，柴油机曲轴的材料是42C rM o，材料特性如下：弹性模量E：2．1E14(N／m3)；泊松比¨：03；质量密度：7B E3(kg，m3)；a b：950M pa；a。

曲轴连杆的原理曲轴连杆是一种常用的机械传动装置，广泛应用于内燃机、柴油机、发电机等设备中。

它的作用是将发动机的往复运动转化为旋转运动，并传递给其他传动部件，使机械设备工作。

曲轴连杆的原理可以用以下几个方面来解释：1. 曲轴的结构：曲轴是一根中空的轴，其形状呈现出多个曲折的凸起和凹陷，即曲柄和连杆。

在内燃机中，曲轴通常是由钢铁材料制成，耐高温和高强度。

2. 凸轮和连杆的关系：曲轴上的凸轮与发动机的气缸和活塞相连，当活塞上下往复运动时，凸轮通过摩擦或间接接触带动曲轴转动。

而曲轴上的连杆则将曲轴上的旋转运动转变为活塞的往复运动。

3. 连杆的结构和工作原理：连杆由两个桥式构件组成，一个连接活塞的小头（小端）和一个连接曲轴的大头（大端）。

连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。

当活塞上升时，连杆的小头被推动向上拉动连杆，连杆的大头则向下推动曲轴使之旋转。

当活塞下降时，连杆的小头向下拉动连杆，连杆的大头则向上推动曲轴使之再次旋转，形成连续的旋转运动。

4. 滑动轴承的作用：曲轴上的凸轮和连杆在高速运动时会产生较大的摩擦力和冲击力，滑动轴承的作用就是减少这些摩擦和冲击，保证曲轴的平稳运行。

滑动轴承一般由润滑油膜和轴承壳组成，润滑油膜能有效减小摩擦和冲击，降低磨损和噪音，提高曲轴的使用寿命。

5. 连杆角度的设计：连杆角度的设计对于发动机的性能和平衡性至关重要。

合理的连杆角度能够减小活塞和连杆的相对速度，降低磨损和摩擦，提高燃油效率。

此外，连杆角度还会影响气缸内的燃烧过程和振动平衡性，需要综合考虑来进行设计。

综上所述，曲轴连杆通过将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，实现了内燃机等设备的正常工作。

它利用了凸轮和连杆的关系，以及滑动轴承的作用来减小摩擦和冲击，保证曲轴平稳运行。

在设计上，合理的连杆角度能够提高发动机的性能和平衡性，达到更高的效率和可靠性。

这些原理和设计要点的合理应用，是实现曲轴连杆顺利工作的关键。

六缸柴油机的曲轴设计原理六缸柴油机是一种常见的发动机类型，它具有较高的功率和扭矩输出，广泛应用于卡车、重型机械和船舶等领域。

曲轴是六缸柴油机中的关键零部件之一，其设计原理对于发动机的性能和可靠性具有重要影响。

六缸柴油机的曲轴设计原理主要包括结构设计、材料选择和加工工艺等方面。

首先，六缸柴油机曲轴的结构设计需要满足横向连杆的要求。

六缸柴油机的曲轴由主轴和连杆轴组成，主轴上有六个连杆轴，每个连杆轴与一根连杆相连。

主轴和连杆轴的几何形状需要经过精确的计算和优化设计，以保证曲轴的强度和刚度符合要求，并且尽量减小质量和惯性。

其次，六缸柴油机曲轴的材料选择也是十分重要的。

由于曲轴在工作中需要承受大的扭矩和压力，因此其材料需要具备足够的强度和韧性。

常见的曲轴材料包括锻造钢和铸造铁等。

锻造钢具有较高的强度和韧性，适合承受高载荷的工作条件。

而铸造铁在制造成本和加工便利性方面具有较大优势，适合用于一般负荷和速度条件下。

此外，六缸柴油机曲轴的加工工艺也非常重要。

曲轴是一个复杂形状的零部件，需要经过多道加工工序才能完成。

首先是粗加工，将初始材料进行车削和铣削等工序，基本确定曲轴的几何形状。

然后进行热处理，通过淬火和回火等工艺改变曲轴的组织结构，提高其强度和硬度。

最后进行精加工，对曲轴进行研磨和打磨等工序，使其尺寸和表面粗糙度达到要求。

此外，六缸柴油机曲轴还需要进行静态和动态的平衡校验。

静态平衡是指曲轴的质量在自身重力下分布均匀，动态平衡是指曲轴在高速旋转时不会产生过大的振动和摩擦力。

为了达到平衡的要求，曲轴一般会在两端并非对称地加上配重块。

总之，六缸柴油机的曲轴设计原理主要包括结构设计、材料选择和加工工艺等方面。

通过合理的设计和制造工艺，可以保证曲轴具备足够的强度、刚度和平衡性，确保发动机的正常工作和可靠性。

同时，曲轴的设计也需要考虑到经济性和可制造性等因素，以满足市场需求和生产成本的要求。

第二章 柴油机的总体结构及主要零部件因柴油机是一种往复式压缩发火的内燃机，所以其总体结构及主要零部件都是围绕完成此功能而设置的。

柴油机是推动船舶前进的根本动力设备，了解其结构组成及功能，做好维护管理工作是极其重要的。

统计表明，船用柴油机主要零部件发生的故障占柴油机故障总数的90％左右，而其中近一半的故障又集中发生在燃烧室部件上。

这些故障直接影响柴油机的技术性能指标，与航行安全密切相关。

第一节 柴油机的总体结构概述一、总体结构示意图，如图2-1所示。

二、柴油机的基本组成船用柴油机结构比较复杂，它由许多零件、机构和系统组成。

尽管各柴油机厂商制造的柴油机结构、型号各不相同，但他们在工作原理和总体结构上有很多共同之处。

柴油机主要由以下部件和系统组成：1．主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸体和气缸盖等组成。

中小型柴油机常将气缸空冷器机座曲轴 机架 十字头 缸套 活塞 活塞杆连杆大端轴承 图2-1 船用柴油机总体结构示意图体和机架做成一体称为机体，并用轻便的油底壳代替机座。

它们构成了柴油机的骨架，支撑着运动件和辅助系统。

2．主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成，对于大型低速柴油机还有十字头组件。

活塞的顶部、气缸套的内壁以及气缸盖的底部共同组成了燃烧室空间，既保证了柴油机工作过程的顺利进行，又将活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的回转运动，从而将燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外传递。

3．动力和辅助系统（1）起动系统起动系统是借助于外力带动曲轴回转，并使其达到一定的转速，由活塞压缩气缸内气体使其具有足够的温度和压力，以实现柴油机的第一次发火燃烧，由静止转入工作状态。

柴油机起动的方式大致有两种：一种是借助于外力矩使曲轴转动起来，如人力手摇起动、电机起动和气马达起动等；另一种是借助于加在活塞上的外力推动活塞使曲轴旋转起来，如压缩空气起动。

目前远洋船舶上的柴油机起动系统普遍采用压缩空气起动系统，它由空气压缩机、主空气瓶、主起动阀、空气分配器、起动控制阀和气缸起动阀组成。

曲轴工作原理
曲轴是发动机的重要组成部分，负责将往复运动转化为旋转运动。

曲轴由一根长的轴杆组成，具有多个预先确定位置的曲柄(曲臂)。

曲轴工作的原理如下：当活塞在汽缸内进行上下往复运动时，曲柄连杆与活塞连接，将活塞运动传递给曲轴。

曲柄由轴颈和大、小端组成，其中轴颈是中间的部分，它位于发动机的缸体上方。

曲柄的一个端部与连杆连接，而另一个端部与其他相关部件(如飞轮、传动装置等)连在一起。

当活塞在汽缸内向上运动时，曲柄连杆使曲轴做出旋转运动。

此时，曲柄的大端与连杆相连接，将往复运动转化为旋转运动。

当活塞到达顶点时，它开始向下运动。

曲柄连杆再次将活塞的运动传递给曲轴，并使曲轴发生旋转。

这个过程不断重复，从而使曲轴按照特定的顺序和速率进行旋转。

曲轴的旋转运动带动其他部件的工作。

例如，曲轴的旋转运动可以使飞轮等部件转动，从而提供额外的动力和扭矩。

这种动力传递使发动机的各个部件协同工作，最终驱动车辆前进。

总结来说，曲轴的工作原理是通过活塞的上下往复运动，将动力传递给曲柄连杆，使曲轴产生旋转运动。

曲轴的旋转运动再带动其他相关部件的工作，从而推动发动机的运转。

2021年第4期农机使用与维修83柴油机曲轴的结构特点与维修注意事项孙继红（清原满族自治县农机化技术推广服务站，辽宁清原113300）摘要：曲轴是柴油机最重要的机件之一，曲轴的质量状态直接决定柴油机的运彳亍质量和运彳亍安全。

通过对柴油机曲轴的结构特点的介绍，提高维修人员对曲轴的认知,提高柴油机的修理质量。

关键词：柴油机;曲轴；维修中图分类号：S218.5文献标识码:A doi：10.14031/ki.njwx.2021.04.0370引言曲轴是柴油机受力最复杂和最贵重的零件之一，其功用是将活塞和连杆传来的气体作用力转变成扭矩输出,用以驱动拖拉机等工程机械行驶。

此外，柴油机配气机构和一些附件如水泵、机油泵、喷油泵等也由曲轴驱动。

柴油机工作时曲轴承受气体作用力，往复惯性力和旋转惯性力以及它们所产生的力矩作用，使曲轴处于交变应力状态。

曲轴形状复杂，应力集中现象相当严重，特别是曲柄与轴颈的圆角过渡区、润滑油孔附近。

主轴颈和连杆轴颈在很高的比压及相对速度下滑动,柴油机曲轴易发生磨损、变形、裂纹或折断等损伤，为了保证柴油机的运行质量和运行安全，维修人员需要了解曲轴的结构特点，以及常见损伤的修理方法。

1柴油机曲轴的结构特点柴油机曲轴通常由优质碳素结构钢、优质合金钢和高强度球墨铸铁制造，其中锻造曲轴多采用45号优质碳素结构钢制造。

强化程度较高的柴油机曲轴通常采用抗拉强度和屈服点较高的优质合金钢制造，如40Cr、38CrMo等。

球墨铸铁曲轴的优点是制造方便、成本低，可保证曲轴的形状合理，耐磨性好，因而被广泛应用。

WD615系列、YC6105QC 型柴油机均采用球墨铸铁曲轴。

柴油机曲轴的结构有整体式和组合式,大多数柴油机采用整体式，而6135系列和T815系列柴油机则采用组合式。

1.1整体式曲轴整体式曲轴由曲轴前端、曲拐、曲轴后端及平衡块等组成。

多缸柴油机曲拐的布置形式与曲轴的平衡性、柴油机着火顺序及着火间隔有关。

单轴承和双轴承柴油发动机引言：柴油发动机是一种内燃机，被广泛应用于汽车、船舶、机械设备等领域。

在柴油发动机的设计中，轴承是至关重要的部件之一。

单轴承和双轴承是两种常见的柴油发动机轴承结构。

本文将从结构、工作原理、优缺点等方面对单轴承和双轴承柴油发动机进行比较和分析。

一、单轴承柴油发动机单轴承柴油发动机是指在柴油机的曲轴上只配备了一个主轴承。

其结构相对简单，主要由曲轴、主轴承和连杆组成。

1. 结构单轴承柴油发动机的主轴承位于曲轴的中间位置，支撑曲轴的重量，承受发动机工作时的径向载荷和轴向力。

主轴承通常使用滚动轴承，如球轴承或滚子轴承，以减小摩擦和磨损。

2. 工作原理单轴承柴油发动机的工作原理与其他柴油发动机相似。

当燃油喷入燃烧室时，产生的爆炸气体推动活塞向下运动，通过连杆传递力量给曲轴，使其转动。

转动的曲轴通过主轴承支撑，将机械能转化为旋转动能，并输出给传动系统。

3. 优缺点单轴承柴油发动机相比双轴承柴油发动机具有以下优缺点：优点：- 结构简单，制造成本相对较低；- 维护保养相对简单，易于维修；- 负载均衡较好，能够承受较大的轴向力。

缺点：- 噪音和振动较大，工作不够平稳；- 曲轴容易发生变形和磨损，使用寿命相对较短；- 不适用于高速和大功率输出的应用场景。

二、双轴承柴油发动机双轴承柴油发动机是指在柴油机的曲轴上配备了两个主轴承。

它在结构和工作原理上与单轴承柴油发动机有所不同。

1. 结构双轴承柴油发动机的主轴承分为前主轴承和后主轴承，分别位于曲轴的两端。

前主轴承主要承受起动和怠速时的轴向力，后主轴承承受工作时的大部分径向载荷和轴向力。

主轴承通常使用滚动轴承，如球轴承或滚子轴承。

2. 工作原理双轴承柴油发动机的工作原理与单轴承柴油发动机基本相同。

不同的是，双轴承柴油发动机在工作过程中，由于前后两个主轴承的支撑作用，能够更好地分担和平衡曲轴的载荷和力矩，提高了发动机的稳定性和工作效率。

3. 优缺点双轴承柴油发动机相比单轴承柴油发动机具有以下优缺点：优点：- 结构更加坚固，能够承受更大的载荷和力矩；- 工作平稳，噪音和振动较小；- 曲轴使用寿命较长。

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