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发动机主要组成部分图片名称和作用
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发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体——曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。1、一般式气缸体：其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差2、龙门式气缸体：其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。3、隧道式气缸体：这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。曲轴箱气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳图。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。按照进气系统分类它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室，而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。汽油机燃烧室常见的三种形式。1）半球形燃烧室半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，按照气缸数目分类故燃烧速率高，散热少，热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛地应用。2）楔形燃烧室楔形燃烧室结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。3）盆形燃烧室盆形燃烧室，气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。气缸垫气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫，由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。安装气缸垫时，首先要检查气缸垫的质量和完好程度，所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严格按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时，必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。OHV发动机的凸轮轴布局形式分为OHC（顶置凸轮轴）和OHV（底置凸轮轴）这两种。目前日本及欧洲的汽车厂家较为青睐顶置凸轮轴这种设计；而底置凸轮轴，通常只有在美国车上才能看见。OHC（顶置凸轮轴），历经发展现在被分成SOHC（单顶置凸轮轴）和DOHC（双顶置凸轮轴）。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计，由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低，气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化，因为一根凸轮轴只控制一组气门（进气门或排气门），因此省略了气门的摇臂，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来，双顶置凸轮轴由于传动部件少，进、排气效率高，更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商，凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出，因为底置凸轮轴，是依靠曲轴带动，然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接，是凸轮顶起连杆，连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合，所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计，也有它的优点，结构简单，可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低，强调的是扭矩表现，所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。既然这两种设计偏向不同，前者是最求大功率，后者是追求大扭矩。我们知道汽车提速快、牵引力强靠的是扭矩，而实现最高速度是依靠功率。这里还有一个简单的公式：功率=转速X扭矩。自然吸气时发动机提升功率最简单的办法，就是提高转速，转速越高升功率自然就越高。爆震传感器发动机工作时因点火时间提前过度（点火提前角）、发动机的负荷、温度及燃料的质量等影响，会引起发动机爆震。发生爆震时，由于气体燃烧在活塞运动到上止点之前，轻者产生噪音及降低发动机的功率，重者会损坏发动机的机械部件。为了防止爆震的产生，爆震传感器是不可缺少的重要部件，以便通过电子控制系统去调整点火提前时间。发动机发生爆震时，爆震传感器把发动机的机械振动转变为信号电压送至ECU。ECU根据其内部事先储存的点火及其他数据，及时计算修正点火提前角，去调整点火时间，防止爆震的发生。铂金火花塞火花塞分很多种，就材料而言主要有：镍合金、铂金等，这些材料本身都有良好的导电性。火化塞散热形式有冷型火花塞和热型火花塞，火花塞的电极结构主要有单极、双极、四极等。其中出于想提升车辆点火性能方面的考虑，很多人都会想着把自己的单极火花塞改为多极的，或者将自己的镍合金火花塞改为铂金的。火花塞是由绝缘体和金属壳体两部分组成，金属壳体带有螺纹，拧在发动机气缸上，在金属壳体中有一个中心电极，它通过绝缘材料与金属壳体绝缘，在中心电极上端有接线螺母，连接从分电器的过来的高压线，在金属壳体下面还焊有接地电极，在中心电极与接地电极之间有很小的间隙，脉冲高压电击穿两个电极之间的空气，产生电火花点燃可然混合气做功，由于火花塞工作在高温高压的恶劣环境，对它的材料和制造工艺都要求十分高，但在大多经济型车常采用镍合金火花塞，只有中高档车才会使用铂金火花塞或白金火花塞。顶置凸轮轴凸轮轴英文全称为Overhead camshaft，简称OHC。一般发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。顶置凸轮轴是将凸轮轴被放置在汽缸盖内，燃烧室之上，直接驱动摇臂、气门，不必通过较长的推杆。与气门数相同的推杆式发动机（即顶置气门结构）相比，顶置凸轮轴结构中需要往复运动的部件要少得多，因此大大简化了配气结构，显著减轻了发动机重量，同时也提高了传动效率、降低了工作噪音。尽管顶置凸轮轴使发动机的结构更加复杂，但是它带来的更出色的引擎综合表现（特别是平顺性的显著提高）以及更紧凑的发动机结构，使发动机制造商很快在产品中广泛应用这一设计。顶置凸轮轴与顶置气门结构的驱动方式并不一定不同。动力可以通过正时皮带、链条甚至齿轮组传递到顶置的凸轮轴上。分电器汽油发动机点火系统中按气缸点火次序定时的将高压电流传至各气缸火花塞的部件。在蓄电池点火系统中，通常将分电器和点火器安装在同一轴上，并由凸轮轴驱动，同时它还带有点火提前角调整装置和电容器等。点火器的断电臂用弹簧片使触点闭合，凸轮轴带动断电凸轮使触点开启，开启间隙约为0.30～0.45毫米。断电凸轮的凸起数与气缸数相同。当触点开启时，分电器的分电臂正好对准相应的侧电极，感应产生的高压电由次级线圈经过分电臂、侧电极、高压导线传至相应气缸的火花塞。缸线缸线是传统点火系中必不可少的一部分，是点火线圈把能量传给火花塞的介质。缸线大体上分为四部分。第一是导电材料，第二是绝缘胶皮，第三是点火线圈接头，第四是火花塞接头（还有一些缸线外面再包裹一层隔热材料，防止缸线被烧坏）。缸线数目与发动机缸数相同。随着科技发展，现在很多车已经没有了缸线，缸线和点火线圈做到了一起，每缸一个点火线圈，体积大大减小，为每缸独立点火提供了更加便利的条件。活塞发动机好比是汽车的“心脏”，而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”，除了身处恶劣的工作环境外，它还是发动机中最忙碌的一个，不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动，吸气、压缩、做工、排气等，活塞的内部为掏空设计，更像是一个帽子，两端的圆孔连接活塞销，活塞销连接连杆小头，连杆大头则与曲轴相连，将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。每个活塞的裙体处都有三条皱纹，是为了安装两道气环和一道油环，且气环在上。在装配时，两道气环的开口需要错开，起到密封的作用。油环的作用主要是刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油，并将润滑油刮布均匀。目前广泛应用的活塞环材料主要有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。火花塞通过电极之间的放电现象产生火花，汽油发动机是通过燃料和混合气体的适时燃烧使之产生动力，但是作为燃料的汽油即使处于高温环境下也很难自燃，要想使其适时燃烧有必要用“火”来点燃。这里说的火花点火便是“火花塞”的作用。发动机整体性能的好坏完全是取决于火花塞闪出火花的良否来决定的。我们往往把发动机比作为“汽车的心脏”，但是更能把火花塞比作为“发动机的心脏”。机滤机滤全称机油滤清器，它的作用是去除机油中的灰尘、金属颗粒、碳沉淀物和煤烟颗粒等杂质，保护发动机。在发动机工作过程中，金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积碳和胶状沉淀物、水等不断混入润滑油。机油滤清器的作用就是滤掉这些机械杂质和胶质，保待润滑油的清洁，延长其使用期限。机油滤清器应具有滤清能力强，流通阻力小，使用寿命长等性能。机油冷却器机油冷却器的作用是冷却润滑油，保持油温在正常工作范围之内。在大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装用机油冷却器。发动机运转时，由于机油粘度随温度升高而变稀，降低了润滑能力。因此，有些发动机装用了机油冷却器，其作用是降低机油温度，保持润滑油一定的粘度。机油冷却器布置在润滑系循环油路。节气门节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做工。它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。节气门有传统拉线式和电子节气门两种，传统发动机节气门操纵机构是通过拉索（软钢丝）或者拉杆，一端连接油门踏板，另一端连接节气门连动板而工作。电子节气门主要通过节气门位置传感器，来根据发动机所需能量，控制节气门的开启角度，从而调节进气量的大小。节温器节温器是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。如节温器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。冷却系统冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。喷油嘴喷油嘴其实就是个简单的电磁阀,当电磁线圈通电时，产生吸力，针阀被吸起，打开喷孔，燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出，形成雾状，利于燃烧充分。喷油嘴本身是一个常闭阀，当ECU下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，产生磁场来把阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。 喷射供油的最大优点就是燃油供给之控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。平衡轴平衡轴让发动机工作起来更加平稳、顺畅。平衡轴技术是一项结构简单并且非常实用发动机技术，它可以有效减缓整车振动，提高驾驶的舒适性。当发动机处在工作状态时，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时，其速度为零，但在上下止点中间位置的速度则达到最高。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力，但却只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外，其它惯性力并不能完全达到平衡状态，此时的发动机便产生了振动。起动系统为了使静止的发动机进入工作状态，必须先用外力转动发动机曲轴，使活塞开始上下运动，气缸内吸入可燃混合气，然后依次进入后续的工作循环。而依靠的这个外力系统就是启动系统。目前几乎所有的汽车发动机都采用电力起动机启动。当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时，电动机旋转时产生的电磁转矩通过飞轮传递给发动机的曲轴，使发动机起动。电力起动机简称起动机。它以蓄电池为电源，结构简单、操作方便、起动迅速可靠。气门气门（Value）的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气，传统发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门，这种设计结构相对简单，成本较低，维修方便，低速性能较好，缺点是功率很难提高，尤其是高转速时充气效率低、性能较弱。为了提高进排气效率，现在多采用多气门技术，常见的是每个汽缸布置有4个气门（也有单缸3或5个气门的设计，原理一样，如奥迪A6的发动机），4汽缸一共就是16个气门，在汽车资料上经常看到的“16V”就表示发动机共16个气门。这种多气门结构容易形成紧凑型燃烧室，喷油器布置在中央，这样可以令油气混合气燃烧更迅速、更均匀，各气门的重量和开度适当地减小，使气门开启或闭合的速度更快。曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。发动机共有进气、压缩、做功、排气四个行程，在做功行程中，曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，由于惯性作用又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。曲轴曲轴是发动机的主要旋转机构，二行程发动机的工作原它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动，且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。曲轴会因机油不清洁以及轴颈的受力不均匀造成连杆大头与轴颈接触面的磨损，若机油中有颗粒较大的坚硬杂质，也存在划伤轴颈表面的危险。如果磨损严重，很可能会影响活塞上下运动的冲程长短，降低燃烧效率，自然也会较小动力输出。此外曲轴还可能因为润滑不足或机油过稀，造成轴颈表面的烧伤，严重情况下会影响活塞的往复运动。因此一定要用合适黏度的润滑油，且要保证机油的清洁度。润滑系统发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，发动机并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系统。润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。润滑方式有压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑三种方式。中冷器中冷器一般只有在安装了涡轮增压的车才能看到。因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于提高发动机的换气效率。 对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与发动机进气歧管之间安装中冷器，由于这个散热器位于发动机和增压器之间，所以又称作中间冷却器，简称中冷器。
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汽油发动机是由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。 参考资料:机械工业出版社 希望能对你有所帮助!!!
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?具备弹性的机械零件
（具备弹性的机械零件）
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、、异型弹簧等。
弹簧发展起源
弹簧弹簧历史
像大多数其他的基本机制，金属弹簧存在已久的青铜时代。即使是金属，木材被用作一个灵活的弓箭和军事弹射器的结构构件。在文艺复兴时期的，精确的钟表，使得精密弹簧第一次成为必然。十四世纪看到了发展的革命性天文导航的精确的时钟。世界的探索和征服欧洲殖民大国继续提供动力的钟表匠“科学与艺术。火器的另一个领域，推动弹簧开发。十八世纪的工业革命来临之际，提出了要大，准确，廉价的弹簧。鉴于钟表匠'弹簧往往手工制造，弹簧大规模生产材质为琴钢线或者类似的材料。先进的制造方法，使的弹簧是无处不在的。计算机控制线和板料折弯机允许自定义弹簧的加工，显然这是一种专用机械。弹簧只是个，它有储存能量的功能，但不能慢慢地把能量释
放出来，要实现慢慢释放这一功能应该靠“弹簧+大传动比机构”实现，常见于机械表。弹簧很早很早之前就有应用了，古代的弓和弩就是两种广义上的弹簧。弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家(RobertHooke），虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使用，但胡克提出了“”——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比，正是根据这一原理，1776年，使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。不久，根据这一原理制作的专供钟表使用的弹簧也被胡克本人发明出来。而符合“胡克定律”的弹簧才是真正意义上的弹簧。碟形弹簧是法国人贝勒维尔发明的，是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。在近代工业出现之后，除了之外还出现了、橡胶弹簧、涡卷弹簧、模具弹簧、不锈钢弹簧、、弹簧等新型弹簧。
弹簧行业格局
对于弹簧行业来说，长期以来形成了低档普通弹簧供过于求，高档产品（高强度、高应力、异性件、特种材料）供不应求的被动形势。我国弹簧行业的产量已趋于饱和，据专家统计我国弹簧年生产量已达40亿件，各类弹簧产品共有21个大类，1600多个品种，主要有气门弹簧、悬架弹簧、膜片弹簧、减震弹簧、液压弹簧、油泵弹簧、碟形弹簧、高温弹簧、卡簧、拉簧、扭簧、压簧、涡卷簧以及异性弹簧等。弹簧行业在“八五”、“九五”期间发展是比较快的，尤其是上海、天津、广州、山东、长春、重庆等地区发展较快，其他地区也有不同程度的发展，总的来说比其他行业要好一些。汽车、摩托车、助动车、内燃机、电气、仪器等还要发展，这些行业的发展将会带动弹簧行业的发展。面对宏观经济形势，行业长期积累形成的产品质量低、组织结构松散、开发能力弱的矛盾进一步突出，从深层次挖掘，主要是市场、体制和机制方面的问题产业洞察研究员认为，随着国民经济由卖方市场向买方市场的转变，一些深层次的矛盾，尤其是多年来积累起来的结构性矛盾日益突出。当前产业结构不合理表现为：部分行业生产能力过剩，产品结构不合理；技术结构不合理，主要产业装备水平低；企业组织规模小而散，缺乏竞争实力和优势，区域结构趋同，未能体现比较优势和协作效益。
弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用是绝对不可低估的。国家的工业制造业、汽车工业要加快发展，而作为基础件、零部件之一的弹簧行业就更加需要有一个发展的超前期，才能适应国家整个工业的快速发展。另外，弹簧产品规模品种的扩大、质量水平的提高也是机械设备更新换代的需要和配套主机性能提高的需要，因此，整个国家工业的发展，弹簧产品是起到重要作用的。日用品业及五金业，包括打火机、玩具、锁具、门铰链、健身器、床垫、沙发等等，就数量而言，对弹簧需求量最大，数以百亿件，技术要求不高，价格非常低，一般由分散在全国各地的小弹簧厂生产，它们在成本上有独特的优势，大弹簧厂难以和他们竞争。因而也不时引发新弹簧企业诞生，在未来，市场需求会以每年7%~10%的速度增长。中国加入WTO之后，日用五金产品出口量明显增长，弹簧需求随之拉动，但受到国际市场需求量、贸易壁垒的影响，国际市场有其不确定的一面。
弹簧弹力公式
F=kx，F为弹力，k为劲度系数（或倔强系数），x为弹簧拉长（或压短）的长度。例1：用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧，则弹簧被拉长5cm例2：一弹簧受大小为10N的拉力时，总长为7cm，受大小为20N的拉力时，总长为9cm，求原长和伸长3cm时受力大小？
弹簧结构分类
按受力性质，弹簧可分为、、和弯曲弹簧，按形状可分为、、、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或，可提高弹簧的承载能力。
弹簧可以分为以下6类：
1、扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。4、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。5、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应，有利于驾驶者更好的控制车辆，多用于性能取向的改装车与竞技性车辆，坏处当然是舒适性受到影响。6、短弹簧短弹簧相比原厂弹簧要短一些，而且更加的
粗壮，安装短弹簧，能够有效降低车身重心，减少过弯时产生的侧倾，使过弯更加稳定、顺畅，提升车辆弯道操控性。而原厂减震器的阻尼设定偏向舒适，所以短弹簧和原厂减震器在配合上不是很稳定，它不能够有效的抑制短弹簧的回弹和压缩，行驶在颠簸路面时，会有一种不适的跳跃感，长此以往，减震器的寿命会大大减短，而且还有可能出现漏油的情况。当然以上这些状况都是相对而言，日常行驶的话不会有这么严重的损坏，而且尽量不要激烈驾驶，毕竟原厂减震器承受不了高负荷的压力。
弹簧扭力弹簧
（）利用杠杆的原理，通过对材质柔
软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂，由单扭至双扭，乃至各种扭杆之变形，得依设计成型。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构，在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。
弹簧压缩弹簧
（）是承受轴向压力的螺旋弹簧，弹簧一
般分为等节距弹簧和变节距弹簧，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。变节距的弹簧越来越普遍，不在是只是等节距弹簧，变节距弹簧能够在不同的环境下发挥出不同的作用。
弹簧碳纳米弹簧
碳纳米管弹簧直径可以达上百微米，而长度可以达几厘米，其纺丝结构具有广阔的应用前景，有望应用于可伸缩导体、柔性电极、微型应变传感器、超级电容器、集成电路、太阳能电池、场发射源、能量耗散纤维等领域，为制备出肉眼可见的碳纳米管电子器件提供了可能，还有望应用于医疗器械，比如拉力传感绷带等。这种新型结构还可以发展成具有多功能的碳纳米管纤维复合材料加以利用。
弹簧拉伸弹簧
（）是承受轴向拉力的螺旋弹簧，拉伸弹簧一般都用圆截面材料制造。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈 与圈之间一般都是并紧的没有间隙。利用拉伸后的回弹力(拉力）工作，用以控制机件的运动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛用于机器、仪表中。其钩的形式有侧钩拉簧，长钩拉簧，英式钩拉簧，德式钩拉簧，半圆钩拉簧，鸭嘴钩拉簧等等，其材料有不锈钢、琴钢、高碳钢、磷铜、油回火合金弹簧钢等。
弹簧空气弹簧
空气弹簧是在柔性密闭容器中加入压力空气，利用空气的可压缩性实
现弹性作用的一种非金属弹簧，可大致分为囊式和膜式两种，空气弹簧具有优良的弹性特性，用在高档车辆的悬架装置中可以大大改善车辆的平顺性，从而大大提高了车辆运行的舒适性，所以空气弹簧在汽车、铁路机车上得到了广泛的应用。此外，由于空气弹簧和普通钢制弹簧比较有许多优点，所以也应用于一些机械设备、精密仪器、
弹簧制作工艺
弹簧作为工业系统中的一个重要元件，有着很大的使用量，而且种类繁多，因此弹簧的制作有原始的手工制作，逐步走向自动化。在中国九十年以前，弹簧行业只有很少的专业生产弹簧的机械设备，随着弹簧市场的越来越大，逐渐的专业弹簧设备企业也走进中国，如台湾的东北弹簧机械（EN侨鼎），光弘（KHM）等逐渐占领了主流弹簧生产市场。东北的EN502万能机
弹簧制造设备
，是采用专有的机械机构，方便快捷的生产各种弹簧，异型弹性元件。
光弘的设备是生产压簧和拉簧的高速设备。在国外也有很多专业弹簧设备制造商如瓦菲奥斯，MEC(现ORII&MEC)等。国内生产大型弹簧数控热卷机还是空白。弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用不可低估。弹簧产销规模的扩大、品种的增加、质量水平的提高也是机械设备更新换代的需要和配套主机性能提高的需要。因此，对于整个国家工业的发展，弹簧产品都起到了重要的作用。改革开放以来，随着经济趋于全球化和中国制造业大国地位的确立，弹簧的配套需求量激增。加上从事弹簧生产投资额不高，技术门槛较低，投资回收快，从20世纪80年代开始，弹簧生产企业数量迅速增加。截至
2010年底，国内从事弹簧制造行业的规模以上企业达724家，从业人员超过10万人，2010年销售收入超过300亿元，利润总额超过16亿元。弹簧作为竞争十分充分的产品，在市场上，低端产品国内企业有成本优势，价格上有一定竞争力，高端产品外资和合资企业技术占有优势，尖端产品，例如用于治疗心血管疾病的弹性支架，几乎全为国外医疗巨头垄断，国内企业毫无作为。汽车弹簧则是国内外企业市场争夺最白热化的领域，内外资企业互有所长，难分彼此。弹簧行业已经从过去的价格大战、服务竞争逐步进入到产业链的竞争，而产业链是要靠标准化的手段来完成。尽管该行业的标准体系比较完善，但由于制定的较早，市场需求有着相当的距离，尤其是与日本、欧洲、美国等发达国家相比，现行的国家标准和行业标准还较低，导致国内的弹簧产品在国际市场的竞争力不强，因此，尽快出台与国际接轨的行业新标准是行业需要解决的首要问题。“十二五”期间，得益于国家的相关政策刺激及相关产业的振兴规划，我国汽车、铁路、仪表仪器等行业均将保持快速稳定发展。另外，一些新兴产业领域如常规武器、核电和飞机制造都缺少不了弹簧的参与，随着中国国力日益强盛，国防科技投入日益充裕，这也是弹簧行业商机的一个重要方面。在良好的外部环境及下游需求稳定增长的背景下，我国弹簧行业将保持快速稳定发展，预计至“十二五”末期，即2015年，我国弹簧产业将销售额有望达到600亿元。
1）冷成形工艺一次性自动化才能。冷成形机已开展到12爪。在（0.3～14）mm范围内的钢丝，在8爪成形机能一次成形。成形工艺设备的开展方向：①进步成形速度，主要开展趋向是进步设备的成形速度，即消费效率；②经过进步设备零件的精细性和强化热处置效果来进步设备耐久性；③增加长度传感器和激光测距仪，给CNC成形机停止自动闭环控制制造过程。2）冷成形工艺范围才能。大线径弹簧卷簧机，最大规格可达 20mm， =2000MPa，旋绕比5。变径或等径料Minic-Block弹簧和偏心弹簧的冷成形工艺还是有局限性。
1）热成形工艺速度才能。我国在 （9~25）mm规格上的成形仅有CNC2轴热卷簧机，最大速度每分钟17件。与兴旺国度相比之下差距较大。2）大弹簧热成形工艺控制才能。由于仅有CNC2轴热卷簧机，因而外形控制少三个方向作用，精度差；而且都无自动棒料旋转控制和调整机构，所以热卷弹簧成形工艺程度和才能较低。因此弹簧的精度程度和外表氧化脱碳程度也较低。
弹簧弹簧功能
①控制机械的运动，如中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。②吸收振动和冲击能量，如汽车、火车车厢下的、中的吸振弹簧等。③储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。④用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大的，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变形消失并回复原状，将变形能转化为机械功或。
我们知道，在内，弹簧的伸长（或收缩）跟外力成正比。利用弹簧这一性质制成弹簧秤。
弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复状态。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如，许多建筑物大门的上都装了复位弹簧人们进出后，门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、等用品，十分方便。此外，各种按钮和按键也少不了复位弹簧。
机械钟表，发条玩具都是靠上紧发条带动。当发条被上紧时发条产生弯曲形变，存储一定的。释放后，弹性势能转变为，通过传动装置带动转动。在玩具枪和和军用枪支也是利用弹簧的之一性质工作的。
在机车汽车车架与车轮之间装有弹簧，利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。
当空气从口琴，手风琴中的簧流动时，冲击簧片，簧片震动发出声音。
观察各种电器开关会发现，开关的两个触头中，必然有一个出头装有弹簧，以保证两个出头紧密接触，是导通良好。如果接触不良，接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大，严重时还会是接触处的金属融化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好；至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片，其功能都是使双方紧密接触，以保持到同良好。在盒式磁带中，有一块磷青铜的簧片，利用它弯曲形变时产生的使磁头与磁带密切接触。在订书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉，另一方面是当最前面的钉被推出后，可以将后面的钉送到最前面以备钉舒适推出，这样，就能自动的将一个个钉推到最前面，直到钉全部推出为止。许多机器自动供料，中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外，像夹衣服的，，钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。
弹簧检测设备
有各种规格的弹簧拉压试验机，弹簧疲劳试验机，理化金相分析，不同规格的探伤设备、材料扭转抗拉试验机等。
弹簧注意问题
由于受产品结构限制，多股簧一般具有强度高、性能好的特点。要求其材料在弹簧强度和韧性上对最终性能予以保证。多股簧在加工过程中，应注意的是：1、支承圈根据产品要求可选用冷并和热并两种方法。采用热并方式不允许将簧加热至打火花或发白，硅锰钢温度不得高于850℃。支承圈与有效圈应有效接触，间隙不得超过圈间公称间隙的10%。2、多股簧特性可由调整导程决定，绕制时索距可进行必要调整。拧距可取3~14倍钢丝直径，但一般取8~13倍为佳。其簧力还与自由高度、并端圈、外径及钢丝性能等有密切关系，可通过调整其中某项或几项予以改变。3、不带支承圈的弹簧和钢丝直径过细的弹簧不应焊接簧头，但端头钢索不应有明显的松散，应去毛刺。凡需焊接头部的多股簧，其焊接部位长度应小于3 倍索径（最长不大于10毫米）。加热长度应小于一圈，焊后应打磨平滑，气焊时焊接部位应进行局部低温退火。4、弹簧表面处理一般进行磷化处理即可，也可进行其它处理。凡要进行镀层为锌与镉时，电镀后应进行除氢处理，除氢后抽3%（不少于3件）复试立定处理，复试中不得有断裂。弹簧应清除表面脏物、盐痕、氧化皮，方法可采用吹砂或汽油清洗的办法，但不能采用酸洗。5、重要紧压时间为24小时，普通弹簧为6小时或连续压缩3~5次，每次保持3~5秒。紧压时弹簧与芯轴的间隙以芯轴直径的10%为宜，间隙过小则难于操作，间隙过大则易使弹簧发生弯曲变形。紧压时若其中一件弹簧折断，则其余应重新处理。
．中国行业标准分类[引用日期]
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副教授审核
西南大学电子信息工程学院
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