广西大学能源与动力装置基础第5章-往复活塞式机械的结构分析(4)

1、第五章第五章 往复活塞式机械往复活塞式机械 的结构分析的结构分析 第一节往复活塞式机械第一节往复活塞式机械 的功能与分类的功能与分类 往复活塞式机械 ： v往复活塞式机械往复活塞式机械 ： v 1、往复活塞式发动机，内燃机： v 产生驱动功率的热力原动机。 v 驱动装置， v 2、往复活塞式压缩机和泵： v 对流体增压和输送的工作机械。 v 耗能装置。 v结构基本相似，工作过程相反。 v v一、往复活塞式发动机分类一、往复活塞式发动机分类 第二节第二节 总体结构和主要部件总体结构和主要部件 v往复活塞式机械，包括热力发动机，即内燃 机,包括柴油机,汽油机和气体发动机，压缩 机和泵，基本构造相同

2、，由下列主体机构和 辅助系统组成。主体机构,包括气缸体、气缸 盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮。气缸体中空 的圆筒形部分称为气缸，其中装有活塞，气 缸盖封闭其上部。活塞通过连杆与曲轴相连， 可使活塞沿气缸中心线的往复运动转变成曲 轴的旋转运动或相反。 v v一、辅助系统有一、辅助系统有 ： v配气机构：配气机构：空气滤清器、进排气管、进排气道、进 排气门、 进排气凸轮轴、挺杆、摇臂及消声器 v燃料供给系统：燃料供给系统：喷油泵和调速器、供油自动提前器、 喷油器、柴油滤清器、油水分离器、输油泵和柴油 管路等 v润滑系统：润滑系统：机油泵、机油精滤器、机油粗滤器、分 流离心式机油滤清器、油底壳及润滑油道

3、等 v冷却系统：冷却系统：风扇、水泵、节温器、出水管总成 v起动操纵与电器系统：起动操纵与电器系统：直流起动电机、充电发电机、 各类传感器、操纵机构、空气压缩机 v v汽油机在构造上与柴油不同之处主要是燃料供给系 统，因为汽油机可燃混合气的形成和燃烧方式与柴 油机不同。汽油机没有喷油泵和喷油器，而是设有 化油器和汽油泵的燃油系统，或汽油喷射燃油系统， 还设有点火系统（包括火花塞、分电器、点火线圈 及电源设备）。 v曲柄连杆机构活塞式压缩机和泵与往复活塞式热力 发动机 在主要零部件 基本相同。 v差别在阀：差别在阀： v 往复活塞式热力发动机：强制阀 v 往复活塞式压缩机： 自动阀 v二、主要零

4、部件二、主要零部件 活塞活塞: : 头部：头部：顶部和环部 活塞顶部的直径比 裙部小。 裙部：裙部：起导向和承受 连杆传给的侧压力的 作用。 1、活塞组： 活塞、活塞环、活塞销 及其固定件。 活塞环：活塞环：是装在活塞环槽的开口弹性金属环，分为气 环和油环。 气环：气环：主要起密封和散热作用，防止缸 内高温高压燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶吸收热量 的一部分传给气缸套。23道 油环：油环：起刮油和铺油的作用。 上行铺油 下行刮油 活塞销：活塞销：活塞和连杆的连接零件。 受力：受力：气缸压力、活塞组和连杆惯性力。 对活塞销的要求：对活塞销的要求：重量轻、刚性好，表面硬而耐 磨，内韧而耐冲击。因此，大

5、多数活塞销做成 空心，减少惯性力。活塞销用低碳合金钢、表 面经渗碳和精磨而成。 活塞销与销座孔为过渡配合 活塞销与连杆小头轴承孔为动配合 连杆连杆 作用：作用：把活塞和曲轴 连接起来，使活塞 的往复运动与曲轴 的旋轴运动相互转 换，并将活塞所受 的气体压力传给曲 轴。 组成：组成：连杆小头（包 括衬套轴承）、杆 身和大头（包括大 端盖、连杆螺栓及 连杆瓦）等， 连杆小头：连杆小头：连杆与活塞销相连的部分。一般为圆筒 形，与杆身连成一体。为了减少磨损、维修方便 ，小头都镶有铜衬套。 杆身：杆身：断面形状大多数是“工”字形，其翼面的长 轴安排在连杆摆动平面内，且断面尺寸由小头向 大头逐渐增大 。

6、优点：a. 抗弯断面模数大，抗弯曲能力强。 b. 抗弯强度大。 c.使连杆传力及应力均匀分布。 连杆大头：连杆大头：连杆与曲轴相连部分，曲柄销在连杆大 头轴承中作相对高速旋转。 整体式结构、剖分式结构 曲轴曲轴 : : 通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动 . . 作用：作用：通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转 运动。 受力：受力：气体压力、活塞连杆组的惯性力和扭力作用。 结果：结果：产生相应的扭矩、弯曲、压缩和拉伸应力及变 形；高速旋转的主轴颈和连杆轴颈（曲柄销）遭受 到严重的摩擦和磨损。 气缸体、气缸套和气缸盖三个主要固定件气缸体、气缸套和气缸盖三个主要固定件 机体：机体：由

7、气缸体、曲轴箱和机座或油底壳及主轴承盖 等组成 。 气缸体和曲轴箱常铸成一体， 气缸体的上半部内腔装有活塞往复运动导向和容纳工 质的圆柱形空腔，称为气缸。 气缸体的下半部分支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴 和连杆的运动空间。 气缸体的顶部与气缸盖连接，底部与机座或油底壳连 接。 气缸体结构形式一般分为三种：平分式气缸体，其刚 度较差；龙门式气缸体，其刚度较好；隧道式气缸 体，其刚度最好。 气缸套气缸套: : 气缸体中的气缸套内壁是活塞的导向面。 由于气缸直接受高温、高压燃气的作用，且活塞在 气缸中高速往复滑动，所以缸壁磨损较大，容易损 坏，降低气缸的寿命。 常用的气缸套有干、湿两种。干式气缸套的外壁不直 接与冷却水接触，缸套的壁厚很薄，滑动配合装入 气缸体孔座。湿式气缸套壁较厚，外壁直接与冷却 水接触，其上、下端的外圆表面的两道凸出圆环装 有橡胶圈用以密封冷却水。其冷却效果好。 气缸盖气缸盖: : 气缸盖的底面和活塞顶与气缸等共同组成 燃烧空间；气缸盖上设有进排气道，并装有配气机 构的进气和排气阀组件、摇臂、摇臂座等，还装有 喷油器或火花塞。多缸发动机的气缸盖结构形式有 单体式、分段式和整体式三种。单体式多用于大型 发动机。 思考题 1、往复活塞机械有哪三个