柴油发电机曲轴飞轮组的组成和作用
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柴油发电机曲轴飞轮组的组成和作用
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1．曲轴的结构
曲轴是柴油发电机主要机件之一，它的作用是将柴油发电机各缸所做的功汇集后以回转运动的方式输出。对于多缸柴油发电机，它要连续承受做功冲程从活塞经连杆传来的力，将其转变为转矩传给传动机构，同时，还要通过连杆推动各缸活塞进行吸气、压缩和排气，并驱动配气机构及其他辅助装置。曲轴-飞轮组件的结构，如图1所示。通常分为主轴颈、连杆轴颈、曲柄、前端轴（即曲轴自由端）、后端（曲轴输出端）凸缘及平衡块（或称平衡重）等部分组成。
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图1 整体式曲轴-飞轮组件的构造 |
多缸柴油发电机的曲轴是一根高速旋转的长轴。它承受不断变化的气体压力和惯性力及旋转时产生的离心力的作用，因此，要求它具有足够的强度和刚度，而且要耐磨，润滑良好，安装固定可靠并加以轴向定位或限制轴向位移，此外，曲拐布置应合理，以满足柴油发电机的发火次序和运行平稳的要求。
曲轴的结构有如下几类。
整体式：整根曲轴由整体锻造或铸造而成。广泛用于中、小型柴油发电机。
套合式：有半套合式和全套合式。用于大型低速柴油发电机。
组合式：有分段式和圆盘式。采用滚动轴承的高速机。
康明斯NT系列柴油发电机曲轴飞轮结合组由曲轴、曲轴齿轮、轴瓦、启动齿圈、飞轮和皮带轮等组成，如图2所示。NT系列柴油发电机曲轴为整体式，用钢材整体锻造。这种曲轴的特点是主轴颈、曲臂和连杆轴颈制成一个整体。其前轴端部装有带两个皮带槽的三角皮带盘，以直接或间接拖动风扇、水泵及充电机的皮带轮。曲轴后端通过法兰盘用六个螺钉连接并紧固飞轮，并用两个圆柱销定位。在飞轮端面上具有12个均匀分布的螺孔，供安装联轴器等动力输出装置，启动齿圈紧套在飞轮配合面上。
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图2 康明斯NT系列柴油发电机曲轴组件 |
由于主轴颈结构不同，第1、3、5挡轴瓦相同，第2、4、6挡相同，第7挡轴瓦特异，各挡轴瓦均有油孔，止推片安在第7挡轴承盖上。主轴瓦采用铝合金薄壁轴瓦，上瓦与下瓦之间用主轴承螺栓拧紧，在上瓦中还有出油孔和油槽，并能与主轴颈中的油孔相通，润滑油从孔内流通，以强制润滑主轴承摩擦表面和连杆轴颈摩擦表面。曲轴飞轮组件装配完毕后，在飞轮端用手转动曲轴，应灵活自如。
2．多缸柴油发电机曲柄排列及发火顺序
为了说明柴油发电机的发火顺序，需要对气缸进行编号，根据国家标准规定，发动机的自由端（曲轴上不装飞轮的一端）作为编号的起点，即把自由端的气缸称为第一缸，依次向输出端排列。
对于多缸发动机为了转矩均匀，各缸应按均匀间隙轮流工作，使曲轴受力均匀和运转平稳；同时为了使活塞、连杆和曲轴在运动中产生的惯性力得到平衡，因此，曲柄布置必须对称。所谓曲柄布置是指曲轴的连杆轴颈互相之间的角度和距离。它与发动机的类型、气缸数、工作顺序有关。对四冲程发动机而言，曲轴转动两周（即720°）的时间内，每个气缸都要完成一个循环。为了保证运转均匀，必须使每缸的工作冲程均匀分布在720°曲轴转角内。若多缸机气缸数为i，则间隔曲轴转角φ应为
例如四冲程六缸发动机曲轴，两转内有六个做功冲程，要使各缸按均匀间隔轮流做功，其发火隔离角φ＝720°/6＝120°。因此，六个连杆轴颈（或曲柄）位于三个平面内，相互间隔都是120°，如图1所示。曲柄这样排列，既保证做功间隔相等，又使惯性力得到较好的平衡。
3．飞轮
飞轮的主要作用是保持曲轴均匀回转，协作柴油发电机启动，保证柴油发电机空车运行的稳定性。
通常在飞轮的外圈上装有启动齿圈（电动机启动用）或涡轮（电动盘车用）或制出盘车杠杆孔，并在外缘上刻有分度记号，用以指示活塞在上止点的位置，供检查配气正时和供油提前角使用。
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