发动机轮系统是发动机动力传递与分配的核心组件,由曲轴皮带轮、正时皮带轮、张紧轮、惰轮等多个轮子协同工作,通过皮带连接曲轴、发电机、空调压缩机、转向助力泵等附件,确保发动机动力稳定输出,同时保障各附属系统的正常运行,这些轮子虽结构看似简单,却直接影响发动机的传动效率、平顺性及可靠性,是发动机“动力心脏”中不可或缺的“关节”。
发动机轮根据功能可分为四大类,各自承担不同的传动与辅助任务,共同维持发动机系统的协调运转。
曲轴皮带轮安装在曲轴前端,是发动机动力传递的起点,其结构通常包括轮毂、轮缘和减振器三部分:轮毂通过螺栓与曲轴刚性连接,轮缘设有沟槽以嵌入多楔带或V带,而减振器(多为橡胶与金属复合结构)则用于吸收曲轴工作时产生的扭转振动,避免振动传递至附件系统,延长部件寿命,曲轴皮带轮的材质多为铸铁或优质钢,需承受高转速(可达数千转/分钟)和较大扭矩,因此对强度和耐磨性要求极高。
正时皮带轮包括曲轴正时轮、凸轮轴正时轮等,是正时系统的核心部件,其外缘带有精确的齿形,与正时皮带啮合,确保曲轴与凸轮轴的转速保持固定传动比(通常为1:2),从而控制进排气门的开启与关闭时机,与活塞运动形成精确配合,曲轴正时轮多采用钢制,凸轮轴正时轮则常用铝合金以减轻重量,齿形需经过精密加工,避免因啮合误差导致发动机“顶气门”等严重故障。
张紧轮的作用是自动调节皮带的松紧度,防止皮带因磨损、温度变化或老化导致的打滑或过紧,其结构由轮体、轴承、弹簧(或液压机构)和支架组成,安装在皮带路径的可调节位置,当皮带伸长时,弹簧或液压机构推动张紧轮移动,保持皮带张力稳定;反之则回缩,现代车辆多采用自动张紧轮,无需人工调整,但轴承需定期润滑,避免因卡滞导致张力失效。
惰轮也称导向轮,通常安装在皮带路径的弯曲处,主要功能是改变皮带的走向,增加皮带与轮槽的包角(接触弧度),提高传动效率,防止皮带脱落,惰轮不主动传递动力,仅通过轮体改变皮带方向,因此对自身平衡性要求较高,材质多为钢或铝合金,轴承需具备良好的旋转灵活性,减少摩擦损耗。
发动机工作时,曲轴通过曲轴皮带轮将旋转动力输出,经多楔带或正时皮带传递至发电机、空调压缩机、转向助力泵等附件轮,驱动这些部件工作;正时皮带轮通过正时皮带带动凸轮轴旋转,实现配气机构与曲轴的同步运动,张紧轮和惰轮则全程监控并优化皮带状态:张紧轮自动补偿皮带长度变化,保持张力适宜;惰轮调整皮带路径,确保各轮子间动力传递平稳,曲轴皮带轮的减振器还能吸收曲轴的周期性扭振,避免振动通过皮带传递至附件,减少噪音和部件磨损。
发动机轮长期在高温、高转速环境下工作,易出现磨损、老化或损坏,常见故障及影响如下:
故障类型 | 主要原因 | 典型表现 | 潜在影响 |
---|---|---|---|
皮带打滑 | 皮带老化、张紧轮失效、轮槽磨损 | 空调制冷不足、充电指示灯亮、加速异响 | 附件动力不足、皮带断裂 |
轮轴承损坏 | 润滑不良、进水、超期使用 | 尖锐“嗡嗡”声、转向异响 | 皮带脱落、附件损坏 |
正时系统故障 | 正时皮带轮齿形磨损、正时皮带老化 | 发动机抖动、无力、启动困难 | 配气错位、顶气门、活塞损坏 |
减振器失效 | 橡胶开裂、金属疲劳 | 发动机抖动、附件异响 | 曲轴扭振加剧、部件早期磨损 |
为延长发动机轮寿命,需定期检查和维护:
Q1: 发动机启动时出现“吱吱”异响,加速后消失,是什么原因?
A1: 多为附件皮带或张紧轮问题,皮带因老化、松弛或张紧轮弹簧压力不足,启动时发动机转速较低,皮带与轮槽间摩擦力不足,短暂打滑产生“吱吱”声;加速后转速升高,皮带张力增大,异响消失,建议检查皮带状态和张紧轮功能,必要时更换皮带及张紧轮总成。
Q2: 如何判断正时皮带轮需要更换?
A2: 正时皮带轮需更换的情况包括:齿形磨损、变形或缺齿;轮体出现裂纹或与轴配合松动;正时皮带出现裂纹、老化或达到厂家规定的更换周期(如6万公里),若更换正时皮带时发现轮体异常,即使未到周期也建议同时更换,避免因轮子故障导致正时系统损坏,引发更严重的发动机故障。
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