爲什麼發動曲軸設計爲滑動軸承,而不是滾動軸承?

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朱博士回答:

滑動軸承壽命長,能降低噪聲,結構緊湊。

也不是沒有使用滾動軸承的,有些兩衝程的汽油機,曲軸連桿軸承都採用滾動軸承,主要是為了簡化潤滑系統的設計。

請關注:朱博士白話發動機。

汽車發動機曲軸主軸承一般都採用滑動軸承。

曲軸主軸承和連桿大頭軸承,是發動機中工作環境極其嚴酷的軸承,工作比壓高,最大比壓超過500個大氣壓;滑動速度大,承受交變和衝擊負荷,最高工作溫度超過150℃。

採用滑動軸承,雖然增加了潤滑系統的複雜性,但是提高了發動機的可靠性。

滑動軸承的結構

發動機曲軸形狀複雜,滑動軸承不得不設計成半圓的軸瓦形狀。

軸瓦採用“鋼背+硬減摩合金+軟減摩合金”三層甚至更多層的結構。

汽油機軸瓦厚度一般為1.5到3毫米,柴油機軸瓦厚度一般為2.5到4毫米。軸瓦中減摩合金厚度為0.1到0.4毫米。


朱博士白話發動機


滾動軸承與滑動軸承在結構上和工作原理及承受載荷上是不同的,其點也不同。滾動軸承是由軸承內外環和滾動體組成,特點是滾動體與內外環接觸面小,所有運行阻力小轉動輕快,適合載荷相對輕的轉動機件;而滑動軸承主要由軸瓦盒(曲軸瓦盒)和軸瓦與軸構成,不論採用動壓式潤滑否是靜壓式供油,都會有軸徑與軸瓦間形成油膜,所有具有承載衝擊負荷,所以才能承受汽車發動機運行時的爆發衝程的衝擊。反觀滾動軸承,不論是球形還是圓柱形滾動體,其與軸承內外環只能是點狀或條狀接觸,若用於汽車發動機,是難以承受爆發衝程造成的衝擊,因為點接觸或條接觸的壓強應力太大,軸承很快就會損壞。


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主軸承多滑動軸承,但也有滾動軸承的。使用滾動軸承的機體是鑄成整體的,下端鏜出軸承座,曲軸是分段組裝用螺栓連接起來的,安裝時將組裝好的曲軸從一端送入到位後兩端用鎖片固定。上柴135系列就是採用這種滑動軸承。


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滾珠或者滾柱軸承不能承受活塞下行時候的衝擊力,容易造成滾珠或者滾柱的碎裂,而且浮動的間隙也會導致活塞的活動行程不精確,間隙大了頂氣門室或者容易造成活塞卡死。而且只要機油質量正常,滑動軸承已經足夠潤滑,而且能承受燃燒工況下的向下的衝擊力。汽車裡面也有很多軸承為了適應該位置的工況而不是單單是滾珠軸承一概而論。


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曲軸上安裝軸承不是沒有,上海柴油機廠出6135型系列柴油機就是安裝軸承。安裝軸承的發動機機油壓力特別低,大修後的發動機怎麼調都沒用。機油壓力低會加快零件的磨損降低使用年限。它主要用於低轉速的發動機止。軸承在高速和活塞連桿專來的衝擊力下它的使用年限不如軸瓦長。發動機在高轉速下機油壓力低的情況下很容易出現故障。軸瓦在經過磨合後合金會變硬非常賴磨。機油送到軸瓦由於軸瓦間隙小機油滲漏少潤滑到位使用年限更長。在發功機作功時軸瓦的承載力更強。所以車用高轉速發動機都是軸瓦而不用軸承。上柴6|35以經淘汰改成6114柴油機。


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因為滑動軸承比滾動軸承更能承受重壓,並且滾動軸承容易磨損散架,而發動機曲軸軸承,不方便經常性的維修與保養,所以發動機曲軸軸承要設計為滑動軸承而不是滾動軸承。與他的工作環境有關。


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給大家普及一下哈,上柴的老6135就是大架瓦軸承的,而且曲軸還是組合的,便於拆裝軸承,老28拖拉機的曲軸兩頭也是大軸承的,還有很多高壓氣啟動的,大座機有很多也是主軸徑都是軸承的,當然它們用的軸承有滾珠的,也有滾柱的。現在很多單缸的大馬力柴油機的主軸徑也是軸承的,軸承的最大的好處是冷車時啟動轉動輕鬆。軸承再好也只能試用於主軸徑,而連桿徑基本還是滑動的軸瓦居多。有很多小型汽油機的主軸和連桿徑都用軸承,像摩托車還有很多農具用汽油機等等。


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滑動軸承只要潤滑不出問題,使用壽命和可靠程度要高於滾動軸承。同時滑動軸承的徑向精度也比滾動軸承高,工作極限轉速也幾倍於滾動軸承。


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