曲轴是内燃机中的核心旋转部件,主要功能是将活塞的往复运动转化为旋转运动,并将动力传递至发动机其他附件及传动系统。曲轴通过曲柄机构将活塞在气缸内的往复运动转换为旋转运动,是发动机动力输出的源头。
曲轴的工作原理及性能
动力转换 :曲轴通过连杆将活塞的往复直线运动转化为旋转动力,输出轴颈的旋转扭矩,驱动发动机传动系统(如变速箱、驱动轮)及辅助装置(如风扇、水泵、发电机)。
力矩传递与支撑 :承受来自活塞连杆组的巨大冲击力,包括气体压力、离心力、惯性力等,并通过曲柄、飞轮等部件将力矩传递至输出端。
驱动附件:通过皮带或齿轮驱动风扇(冷却)、水泵(冷却液循环)、发电机(电力输出)等设备,确保发动机正常运行。
质量优化 :曲轴轴颈设计成中空结构,减少质量以降低离心力。
平衡重 :通过配重块平衡旋转离心力及惯性力矩,减轻主轴承负荷。
润滑保障 :轴颈表面开有油孔,引入机油润滑,减少磨损。
总之,曲轴的应用实现了动力转换与负荷传递,是发动机正常运转的“脊柱”。其设计需兼顾强度、刚度与轻量化,确保动力输出稳定且延长使用寿命。