曲轴的构造

曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄臂、平衡重（并非所有曲轴都有）、前端（自由端）和后端（功率输出端）等组成。

①主轴颈与连杆轴颈内燃机的主轴颈与连杆轴颈都是尺寸精度较高和粗糙度较低的圆柱体，它们以较大的圆弧半径与曲柄臂相连接。主轴颈是用来支承曲轴的，曲轴绕主轴颈中心高速旋转。主轴颈多为实心的，而球墨铸铁的曲轴主轴颈与连杆轴颈大多是空心的，其优点是可以减少旋转质量，从而减少其离心力；同时可作为润滑油离心滤清的空腔。主轴颈与连杆轴颈采用压力润滑，润滑油通过曲柄臂中的斜油道被压送至连杆轴颈空腔内，在旋转离心力的作用下，将机油中密度大的金属磨屑及其他杂质甩向空腔的外壁，内侧干净的机油通过油管流到连杆轴颈及轴承摩擦表面。

②曲柄臂（简称曲柄）曲柄臂的作用是连接主轴颈与连杆轴颈，通常制成椭圆形或圆形，其厚度与宽度应使曲轴有足够的刚度和强度。

③平衡重平衡重通常设在与连杆轴颈相对的一侧曲柄臂上，其形状多为扇形。平衡重的作用是平衡连杆轴颈及曲柄臂的重量、离心力及其力矩，以减轻主轴承的载荷，增加运转的平稳性。

④曲轴的前端曲轴的前端制成有台肩的圆柱形。其上分别装有正时齿轮、挡油圈、油封、带轮和止推片等零件。有些中小功率内燃机曲轴前端设有启动爪，另有一些高速内燃机曲轴前端装有扭转减振器，还有些工程机械用内燃机的曲轴前端设有动力输出装置。

⑤曲轴的后端一般曲轴的后端设有油封、回油螺槽、后凸缘等结构。曲轴后端的尾部伸出机体外，以便将内燃机的功率输送给配套机具的传动装置。后端多装有飞轮，通过花键或凸缘与其相配，然后用螺栓固紧。山于飞轮尺寸大而重，因此对螺栓的紧固有一定的要求。

（4）曲轴的形状和发动机的发火次序

曲轴的形状及曲柄销间的相互位置（即曲拐的布置）与冲程数、汽缸数、汽缸排列方式和各汽缸做功行程发生的顺序（称为发火次序或工作顺序）有关。曲轴的形状要同时满足惯性力的平衡和发动机工作平稳性的要求。

就四冲程发动机而言，曲轴每转两圈（即一个工作循环），每缸都应发火做功一次。各缸的发火间隔时间（以°CA表示）应力求均匀。设发动机有个汽缸，则发火间隔应为720°/i°CA，即曲轴每转720°/i时，就应有一个缸做功，这样才能使发动机工作平稳。现就常用的4缸、6缸和V型8缸发动机说明如下。

①四冲程直列4缸发动机因缸数i=4，所以发火间隔应为720°/4一180°CA。其曲柄销布置4个曲柄销布置在同一平面内，1、4缸的曲柄销朝上时，2、3缸的朝下，1、4缸与2、3缸相隔180°。

曲枘销的另种布置形式是将述一种方式的2、5缸分别与3、4缸互换。这种方式的着火次序是，只有少数进内燃机采用这种着火次序。

按发火次序看，前后两个汽缸的做功行程有60°是重叠的，这种现象是容易理解的。因为各汽缸间做功行程的间隔是120°，而每个汽缸的做功行程本身都是180°，就必然有前后两个汽缸的做功行程有60°的重叠角。在这个60°中，两个汽缸都在做功，前一个汽缸做功未完，后一个汽缸做功已经开始。这种做功行程重叠的现象对发动机工作的平稳性是非常有利的。

③四冲程v型8缸机大多将汽缸排列成双列v形（两列汽缸的中心线夹角常取90°）。因其汽缸数i=8，所以，各缸发火间隔应为720°/8=90°CA。通常，这种发动机左右两列汽缸中相对的一对连杆共装在一个曲柄销上，所以v型8缸机只有4个曲柄销。一般情况下，将4个曲柄销布置在两个互成90°的平面内。v型8缸机常用的发火次序为1-5-4-2-6-3-7-8。

输油泵

输油泵的功用是保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管道中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够的柴油。

柴油机所采用的输油泵有活塞式、内外转子式、滑片式和膜片式等多种。在中小功率柴油机中常用活塞式输油泵，活塞式输油泵又称柱塞式输油泵。活塞式输油泵主要由活塞、推杆、出油阀和手油泵等组成。用于推动活塞运动的偏心轮通常设在喷油泵的凸轮轴上，因此输油泵常和喷油泵组装在一起。

柴油机工作时，喷油泵凸轮轴由曲轴驱动旋转，偏心轮即随之转动。当偏心轮凸起部分高点向推杆位置转动时，推杆被推动并使活塞移动压油，同时压缩活塞弹簧。由于活塞前端油腔中的柴油压力提高，进油阀在压力作用下关闭，出油阀被推开，该油腔中的柴油经出油阀和上出油道流入活塞靠推杆一端的油腔内。

当偏心轮继续转动，使凸起部分高点逐渐远离推杆时，柱塞弹簧推动活塞和推杆回行，这时活塞后端油腔的油压升高而前端油压下降，出油阀关闭，活塞后端油腔中的柴油经上出油道流向喷油泵。进油阀6被推开，由柴油箱或者柴油滤清器来的柴油，经进油道流入活塞前端油腔，使油腔充满柴油，至此，活塞式输油泵就完成了一次压油与进油的过程。

由于柴油由输油泵流向喷油泵是依靠弹簧推动活塞而压出的，因此输油压力由弹簧弹力所决定而保持在一定的范围内。活塞往复运动时，当活塞运动到前端，也即弹簧受到大压缩时的变形量，取决于偏心轮的偏心距（工作中是不可改变的）。活塞退回到后端的位置，则为弹簧弹力与活塞后端油腔中油压相等时的位置。当喷油泵需要的柴油量大时，由输油泵后端油腔中流出较快，活塞冲程较长。当柴油机负荷减小，需要的油量减少，活塞后端油腔中柴油流出较少，油压相对升高，活塞后退的冲程就短。因此这种输油泵可保持输油压力一定，而输油量则可根据需要而改变。

输油泵上还装有手油泵，其作用是在柴油机尚未工作时，由人工用它来向供油系统内压油，以排除油道中的空气。使用时，先提起手油泵活塞，进油阀开启，柴油即流入手油泵油腔内。然后将活塞压下，康明斯发电设备操作规程说明书，使进油阀关闭而出油阀开启，柴油经过出油阀流向喷油泵和各油道中去。使用完毕，应将手柄上的螺塞旋紧，以免柴油机工作时，空气进入供油系统中。

增压方法

按照驱动增压器所用能量来源的不同，基本的增压方法可分为三类：机械增压系统、废气涡轮增压系统和复合增压系统三类。除了利用上述三种方法来提高汽缸的空气压力外，还有利用进排气管内的气体动力效应来提高汽缸充气效率的惯性增压系统以及利用进排气的压力交换来提高汽缸空气压力的气波增压器。

（1）机械增压系统

增压器（压气机）由柴油机直接驱动的增压方式称为机械增压系统。它由柴油机的曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置带动增压器旋转。增压器通常采用离心式压气机或罗茨压气机。空气经压缩提高其压力后，再送入汽缸。

由于机械增压系统压气机所消耗的功率是由曲轴提供的，当增压压力较高时，所耗的驱动功率也会很大，使整机的机械效率下降。因此，机械增压系统通常只适用于增压压力不超过160~170kPa的低增压小功率柴油机。

废气涡轮增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器，将空气压缩后再送入汽缸的一种增压方法。柴油机采用废气涡轮增压后，可提高输出功率30％~100％以上，同时还可减少单位功率的质量，缩小外形尺寸，节省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油机扭矩，提高载荷能力以及减少排气对大气的污染等优点，因而得到广泛应用。尤其在高原地区，因气压低、空气稀薄，导致输出功率下降，一般当海拔高度每升高1000m，功率将下降8％~10％。若装设涡轮增压器后，可以恢复原输出功率，其经济效果尤为显著。