曲柄连杆结构及机体零件

1、第二章 曲柄连杆机构与机体零件 第一节 概述 第二节 机体组 第三节 活塞连杆组 第四节 曲轴飞轮组第一节 概述一、功用及组成曲柄连杆机构的功用是：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外作功。曲柄连杆机构由以下三部分组成：1、机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸盖和气缸垫等不动件。2、活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。3、曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭减振器、平衡轴等机构。二、工作条件及受力分析第一节 概述(2)曲柄连杆结构是在高温高压高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。在发动机作功时，气缸内的最高

2、温度可达2500k以上，最高压力可达5MPa9MPa,现代汽车发动机最高转速可达3000r/min6000r/min,则活塞每秒钟要行经约100200个行程，可见其线速度是很大的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件（如气缸、气缸盖，活塞等）还将受到化学腐蚀。曲柄连杆机构受的力主要有气体作用力，往复惯性力，旋转运动件的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力。（一）气体作用力在每个工作循环的四个冲程中，气体压力始终存在。但是由于进气，排气两个行程中气体压力较小，对机件影响不。所以这里主要研究作功和压缩两行程中气体作用力。 在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。这时，燃烧气体产生的高压直接

3、作用在活塞顶部（右图21a）。设活塞所受总压力为Fp传到活塞销上，可分解为Fp1和Fp2。分力Fp1通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄销上。Fp1还可以分解两个分力R和S。沿曲柄方向分力R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；与曲轴垂直的分力S除了使主轴颈和主轴承之间产生压紧力外，还对曲轴形成转矩力T, 推动曲轴旋转；力Fp2把活塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体翻倒的趋势，所以机体下部的两侧应支承在车架上。在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶的气体总压力Fp也可以分解为两个分力Fp 1和Fp2（图21b），而Fp1又分解为R和S。 R使曲轴主轴颈

4、与主轴承间产生压紧力； S对曲轴造成一个旋转阻力矩T，企图阻止曲轴旋转。而Fp2则将活塞压向气缸的另一侧壁。在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞的位移而变化的，在加上连杆在左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴颈的表面以及二者的支承表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损的不均匀性。同样，气缸壁沿圆周方向的磨损也不均匀。 （二）往复惯性力与离心力1、惯性力：由于活塞和连杆小头在气缸中的往复直线运动，也就产生了往复惯性力。当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律时：从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零。即活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上，以Fj表示（

5、下页图2-2a)；后半程是减速运动，惯性力向下，以Fj表示（下页图2-2b)。同理，当活塞向上时，前半程惯性力向下，后半程向上。活塞、活塞销和连杆小头的质量越大，曲轴转速越大，则往复惯性力也越大。他使曲柄连杆机构的各零件和所有的轴颈承受周期性的附加载荷，加速轴承的磨损。2、离心力：由于偏离曲轴轴线的曲柄，曲柄销和连杆大头饶曲轴轴线旋转，产生了旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外。曲柄半径越长，旋转部分质量越大，曲轴转速越高，离心力越大。如上页图22所示，离心力Fc在垂直方向分力Fcy和往复惯性力Fj方向总是一致的，因而加剧了发动机的上下振动。而水平分力Fcx则使发动机产生水平方向振动。离

6、心力使连杆大头的轴瓦和曲柄销，曲轴轴颈几其轴承受到又一附加载荷，增加它们的变形和磨损。（三）摩擦力摩擦力使任何一对互相压紧并做相对运动零件表面之间必定存在的，其最大值决定于上述各种力对摩擦面形成的正压力和摩擦系数。第二节 机体组机体组主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等组成。一、气缸体与曲轴箱（一）结构型式与功用1、概念：气缸体是气缸的壳体，曲轴箱是支承曲轴作旋转运动的壳体；2、结构型式：分为整体式和分体式两种整体式结构是将气缸体与曲轴箱铸成一体，笼统的称为气缸体（见右图23），通常用于水冷式发动机；分体式结构是将气缸体与曲轴箱分开铸造在用螺栓连接起来（图24）。多用于风冷

7、式发动机。（二）工作条件与要求1、工作条件：气缸体曲轴箱承受较大的机械负荷，还有汽车行驶时发动机本身质量引起的各种冲击力。气缸体还要承受复杂的热负荷燃烧气体给与气缸体的热量。2 、要求：气缸体曲轴箱具有足够的强度，刚度和良好的散热性，耐蚀性等。 （三）气缸的排列形式气缸体的排列型式如图25所示，主要有直列式（如图25a，图2-3a），多用于六缸以下的发动机；“V”型式（图24a、图25b），多用于八缸以上的发动机；对置气缸式发动机（图25c）高度比其他型式的小，使得汽车（特别是轿车和大型客车）的总体布置更为方便。气缸对置对于风冷发动机也是有利的。（四）曲轴箱的型式曲轴箱有三种结构型式（图26）

8、：1、平分式主轴承座孔中心线位于曲轴箱分界面上（图26a）。其特点是制造方便，但刚度小，且前后端呈半圆形，与油底客接合面的密封困难，多用于中小型发动机。2、龙门式主轴承座孔中心线高于曲轴轴线分界面（图26b)。其特点是结构刚度大，且油底壳前后端为一平面，其密封简单可靠，广泛应用于大中型发动机。3、隧道式主轴承座孔不分开（图26c）。其特点是结构刚度最大，主轴承同轴度易保证，多应用于机械负荷较大的、主轴承采用滚动轴承的发动机。二、油底壳1、主要功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2、结构：如图27，在最低处设有放油塞，以便放出润滑油，有的放油塞还带有磁性，可以吸附润滑油中的铁屑，以减小发动机的磨损

9、；为了防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动，在油底壳的内部设有稳油挡板。由于油底壳受力很小，一般用薄钢板冲压而成，有些铝合金油底壳还带有散热片。曲轴箱与油底壳之间为了防止漏油，其之间装有软木衬垫，也有涂密封胶的。1、气缸套的分类：根据气缸套是否直接与冷却水接触，分为干式和湿式两种，见图28。干式特点是气缸套外表面不直接与冷却水接触（图28a），其壁厚一般为13mm。为了获得与气缸体间足够的实际接触面积，保证缸套的散热和定位，缸套的外表面和与其配合的气缸体承孔的内表面都有一定的精度，二者采用过盈配合。湿式特点是气缸套的外表面直接与冷却水接触（图28 b、c），另外，它较干式缸套壁厚大，其厚一般

10、为59mm。三、气缸与气缸套 许多气缸体在制造时直接在其上加工缸筒，在其内镶嵌一个标准缸径的气缸套。通常采用气缸内镶嵌入气缸套的方法，气缸套用耐磨的材料制成，气缸体采用廉价的普通铸铁或质量轻的铝合金制造。2、缸套的定位缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B（如图28）。轴向定位是利用上部凸缘的下平面C。3、缸套的密封气缸套下部靠13个耐热耐油橡胶密封圈密封（下页图29)。其密封形式有两种：一种型式是将密封环槽开在缸套上，将具有一定弹性的橡胶密封圈8装入环槽内（图29d）。另一种型式是将安置密封圈的环槽开在气缸体上（图29c），这种结构对缸套的削弱较小，但气缸体的工

11、艺性较差。4、优缺点干式缸套的优点是不易漏水漏气，缸体结构刚度大、缸心距小、机器质量轻。湿式缸套的优点是缸体铸造容易，又便于维修，且散热效果好。缺点是缸体刚度差，易产生穴蚀，且易漏水、漏气。它主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体发动机。四、气缸盖与气缸垫（一）气缸盖1、气缸盖的功用：主要是密封气缸体上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖内部也有冷却水套，其端面上的冷却水孔与气缸体的冷却水相通，以便利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。2、气缸盖的结构：如图210，气缸盖上有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道等。其中汽油机气缸盖还设有火花塞座孔，而柴油机则设有安装喷油器的座孔。3、气缸盖

12、的分类单体气缸盖在多缸发动机中的一列中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖。整体气缸盖在多缸发动机中的一列中，能覆盖全部气缸的气缸盖则称为整体气缸盖。块状气缸盖在多缸发动机中的一列中，能覆盖部分（两缸以上）的气缸盖称为块状气缸盖。通常情况，采用整体气缸盖可以缩短气缸中心距和发动机的总长度，其缺点是刚性较差，在受力后容易变形而影响密封，损坏时须整体更换。多用于发动机缸径小于105mm的汽油发动机上。缸径较大的发动机常采用单体气缸盖或块状气缸盖。(2)使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧。3、汽油机的燃烧室形状（见右图2-11）（二）燃烧室

13、1、概念：汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。2、要求条件：（1)结构尽可能紧凑，冷却面积要小，以减少热量的损失及缩短火焰行程。楔形燃烧室如图211a，结构较简单、紧凑。在压缩终了时能形成挤气涡流。红旗轿车和解放CA1091型货车的发动机均采用楔形燃烧室。盆形燃烧室如图211b，结构也简单、紧凑。北京492QG2型发动机采用了这种燃烧室。半球形燃烧室如图211c，结构较前两种更紧凑。但因进排气门分别置于缸盖两侧，故使配气机构比较复杂。但由于其散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧和减少排气中有害气体，对排气有利。（三）气缸垫气缸盖与气缸体之间置有气缸盖衬垫。以保证燃烧室的密封。

14、1、气缸垫的要求条件：（1）在高温高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏；（2）耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损或变质；（3）具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封；（4）拆装方便，能重复使用，寿命长。2、气缸垫的材料及安装要求 通常情况下较多应用金属石棉气缸垫如图212 a、b）所示。石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮。水孔周围另用镶边增强，以防高温燃气烧坏。这种衬垫压紧厚度为1.22mm，有很好的弹性和耐热性，能重复使用，但厚度和质量的均一性较差。安装时，应注意把光滑的一面朝上，否则容易被气体冲坏。有的还采用在石棉中心用编织的钢丝网（图2

15、12c）或有孔钢板（冲有毛刺小孔的钢板）（图212d）为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。（四）气缸盖的安装要求气缸盖用螺栓固紧在气缸体上。拧紧螺栓时，必须按由中央对称的向四周扩展的顺序分几次进行。最后一次要用扭力扳手按工厂规定的拧紧力距值拧紧，以免损坏气缸垫和发生漏水现象。如果气缸盖由铝合金制成的，则最后必须在发动机冷的状态下拧紧，；铸铁气缸盖则可以在发动机热时最后拧紧。五、发动机的支承发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支承在车架上。发动机的支承方法，一般有三点支承和四点支承两种。下页图213 a为一种三点支承，前端两点通过曲轴箱支撑在车架上，后端一点通过变速器壳支撑在车架上

16、。下页图213 b为一种四点式支撑，前端两点与上一种相似，后端两点是通过飞轮壳支撑在车架上。为了减小发动机传到车架上的振动，以及减小汽车行驶在不平衡路上时因车架的弹性变形对发动机引起的应力，发动机在车架上的支承都是弹性的，但是，这使得运行中得发动机可能发生横向角振动。因此与发动机连接的管子均采用软管连接其他连接杆件，其结构也必须保证在发动机振动时不致破坏其正常工作。为了防止汽车制动、加速以及踏动离合器踏板时，发动机通过弹性元件的变形而发生纵向位移。造成离合器分离不开或风扇碰撞水箱等事故，一些汽车采用了专门拉杆，一端与车架连接，一端与发动机连接，两端连接处都有橡胶垫块。第三节 活塞连杆组活塞连杆

17、组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等主要机件组成（图214）。一、活塞（一）功用、工作条件与要求1、功用：主要是与气缸盖气缸壁等共同组成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。2、工作条件 （1）气体压力大，工作温度高：活塞顶部在作功行程时，承受着带有冲击性的高压气体冲击力。对于汽油机活塞，瞬时的压力最大时可达5MPa。对于柴油机活塞，其最大值可达10MPa。高压将会导致活塞的侧压力大，加速活塞外表面的磨损，也容易引起活塞的变形。同时由于活塞顶部直接与高温气体接触，燃气温度可达2500K以上，而活塞的散热条件差，因此，活塞的温度很高。高温一方面使活塞材料的机械强度显著降低

18、，另一方面会使活塞的热膨胀量增大，容易破坏与其相关零件的配合。 （2）速度高：活塞在气缸内做高速运动，由受力分析可知，活塞运动速度的大小和方向在不断地变化，所以可引起大的惯性力，它将使曲柄的各零件和轴承承受附加载荷。 3、要求条件： （1）要有足够的强度和刚度； （2）质量要尽量小，以保持最小的惯性力； （3）导热性要好，有充分的散热能力； （4）要有足够的耐热性； （5）活塞与气缸壁间应有较小的摩擦系数； （6）温度变化时，尺寸和形状变化要小； （7）和气缸壁间要保持最小的间隙。1、铝合金：铝合金具有质量小，导热性好的优点，但是其热膨胀系数较大，在温度升高时，强度和硬度下降较快。在活塞用的铝

19、合金中，使用较广泛的是硅铝合金，因其具有较小的膨胀系数和密度，耐磨性也较好。2、灰铸铁材料：成本低、耐热性好，且膨胀系数小，能减少装配间隙。（二）材料（二）材料（三）组成1、活塞顶部：活塞顶部的形状与选用的燃烧室型式有关。通常分为以下几种形式：平顶结构如图（图2-16 a），其结构、制造工艺简单，且吸热面积小，在汽油机被广泛应用。秃顶结构如图（图2-16 c），秃顶活塞是为了组成半球形燃烧室，多用于二冲程汽油机上。凹坑结构如图（图216 b)，凹坑活塞主要是为了改善混合气形成和燃烧而采用的，其大小还可以用来调节发动机的压缩比。2、活塞头部：活塞头部是活塞环槽以上的部分。其主要作用有：（1）承受

20、气体压力，并传给连杆；（2）与活塞环一起实现气缸的密封；（3）将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。汽油机一般有23道环槽，上面12道用以安装气环，下面一道用以安装油环。在油环槽底面钻有许多径向小孔。使被油环从气缸壁上刮下来的多余机油，得以经过这些小孔流回油底壳。有的发动机活塞在第一道环槽上面，切出一道较环槽窄的隔热槽，它的作用是隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流方向折转，把原来应由第一道活塞环散走的热量，分散给第二、第三环，以消除过热后产生积炭和卡死在环槽中的可能性。3、活塞裙部：活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分，其作用是

21、为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力；活塞裙部的基本形状为一薄壁圆桶，完整的称为全裙式（图215）；也有为了减少质量，在保证有足够承压面积的情况下，在活塞不受作用力的两侧，即沿销座孔轴线方向的裙部去掉一部分，形成半拖板式全部（图217）。或者全部去掉，形成拖板式裙部（如图218）。第三节 活塞连杆组（四）活塞的变形及采取的措施1、活塞的变形原因及规律（1）整个活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使活塞于气缸的配合间隙变小。这是由于活塞的温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁； （2）活塞头部的膨胀量大于裙部，自上而下膨胀量由大而小。这是由于温度上高下小，且活塞壁厚是上厚下薄；（3）裙部圆周

22、方向向近似椭圆形变化，长轴沿着销座孔轴线方向。这是由于销座处金属多而膨胀量大(图219a）和侧压力作用（图219b）的结果。2、结构措施 （1）活塞头部的直径呈上大下小的阶梯形或截锥形（图220），且头部直径小于裙部，直径差一般为0.50.9mm。 （2）活塞裙部呈上小下大的截锥形（图221），在垂直销座孔轴线方向上，裙部上端直径小于下端直径。（3）活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形，称为椭圆活塞（图222）。椭圆的长轴在垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。（4）活塞裙部沿销座外端面在铸造时凹陷0.51mm（下页图223a、b），或深陷为特殊形销座（图218），使销座两端处有充分的膨胀余地，不与缸壁接

23、触。（5）裙部开有绝热膨胀槽（下页图223）。在裙部受侧压力较小的面，开有“T”形和“II”形槽。其中横槽叫绝热槽。（6）双金属活塞，即在铝合金活塞裙部或销座孔内嵌入钢片，以减小裙部的膨胀量。1、活塞环的功用及分类：活塞环包括两种：气环和油环。（1）气环：气环的作用是保证活塞与气缸壁的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水或空气带走。其中，密封作用是主要的。（2）油环：油环的作用是用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上铺涂一层均匀的机油面，这样即可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力。此外，油环也起

24、到封气的辅助作用。二、活塞环2、活塞环的工作条件：活塞环工作时受到气缸中高温高压燃气的作用，其温度（尤其时第一环，温度可高达600K）。活塞环在气缸内作高速运动，加上高温下机油可能变质，使环的润滑条件变坏，难以保证液体润滑，因此磨损严重。同时由于气缸壁的锥度和椭圆度，活塞环随同活塞在气缸中作往复运动时，沿径向会产生一张一缩的运动，使环受到交变弯曲应力作用而容易折断。3、活塞环的材料广泛应用的材料是合金铸铁。由于活塞环承受很大的冲击负荷，因此要求材料除了耐热、耐磨外，还应有高的强度和冲击韧性。如此继续下去。从最后一道气环漏出来的气体，其压力和流速已经大大减小，因而泄露的燃气也就很少了。因此，为数

25、很少的几道切口相互错开的气环所构成的“迷宫式”封气装置，就可以对汽缸中的高压气体进行有效的密封。（二）气环1、气环的密封原理：活塞环有一个切口，且在自由状态是不是圆形，其外形尺寸比气缸的内径大，因此，它随活塞一起装入气缸后，便产生弹力而紧贴在气缸壁上，使燃气不能通过环与气缸的接触面之间的间隙。活塞环在燃气压力作用下，压紧在环槽的下端面上（图224），于是燃气边绕流到环的背面，并发生膨胀，其压力下降。同时，燃气压力对环背的作用力使环更紧的贴在气缸壁上。压力已有下降的燃气，从第一道气环的切口漏出来到第二道气环的上平面时，又把这道气环压贴在第二环槽的下端面上，于是，燃气又饶流到这个环的背面，再发生膨

26、胀，其压力又进一步降低。2、气环的切口：切口是漏气的主要通道，因此，切口的形状和装入汽缸后的间隙大小对于漏入曲轴箱的燃气两有一定影响，切口间隙过大，则漏气严重；若过小，活塞环受热膨胀后就可能卡死或折断。切口间隙值一般为0.250.8mm。第一道气环的温度作高，因而其切口间隙最大。气环切口形状如图225所示。直角切口工艺性好（图225a）；阶梯形切口密封性好（图225b），但工艺性差；斜切口（图225c）的斜角一般为30或45 ，其密封作用和工艺性介于二者之间，但锐角部位在套装入活塞时容易折损； （图225d）为活塞环的带有销钉槽的切口。3、气环的断面形状（1）矩形断面：如图226a，其工艺性和

27、导热性较好，但会发生“气环泵油现象”。（2）扭曲环：如图226c、d，这样可消除泵油作用。扭曲环是在矩形的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分。安装时，必须注意环的断面形状和方向，将其内圆切槽向上，外圆切槽向下。（3）锥面环：如图226 b，可以改善环的磨合，这种环在气缸内，可向下刮油，而向上滑动时由于斜面的油楔作用，可在油膜上浮起，减少磨损。（4）梯形环：如图226 e，在热负荷较高的柴油机上，第一道环常用梯形环。（5）桶面环：如图226f ，其特点是活塞环的外圆面为凸圆弧形。当桶面环上下运动时，均与气缸壁形成楔形空间，使机油进入摩擦面，从而使磨损大大减小。缺点是：凸圆弧表面加工困难。4、气环的

28、泵油原理如图227所示，活塞下行时，由于环与缸壁之间的摩擦阻力以及环本身的惯性，环将压靠着环槽的上端面。缸壁上的机油就被刮入下边间隙与背隙内，当活塞上行时，环又压靠着环槽的下端面上，结果第一道环背隙里的油就进入气缸中。如此反复，结果就像油泵的作用一样，将缸壁的机油最后压入燃烧室。（三）油环油环分为普通环和组合环。1 、普通环结构如图228 a，一般用合金铸铁制造。其外圆面的中间切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或夹缝。2、油环的断面：见下页图229。油环上唇的上端面外缘，一般均有倒角，使油环向上运动时能够形成油楔。下唇无倒角，这样可以向下刮油。图229e）为鼻式油环，其刮油能力更

29、强。3、组合环如图228 b，由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成的组合式油环，轴向衬环2夹装在第二、三刮油片之间。径向衬环3使三片刮油片压紧在气缸壁上。其优点主要有：（1）片环很薄，对气缸壁的比压大，因此刮油作用强；（2）三个刮油片是各自独立的，故对气缸的适应性好；（3）质量小；（4）回油通路大。缺点是制造成本高。（三）活塞销 1、功用及工作条件活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞是在高温下承受很大的周期冲击载荷，润滑条件差，因而要求要有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小，常作成空心圆柱体。2、材料：一般用低碳钢或低炭合金钢制成，先经表面渗碳处理以提高表面

30、强度，并保证有一定的冲击韧性。3、活塞内孔形：主要有圆柱形，两段截锥形以及两段截锥和中间圆柱组合形。如图230。4、活塞销的连接方式（1）全浮式：全浮式连接就是发动机在正常工作温度下，活塞销在连杆小头及活塞销座内部都有合适的配合间隙而能自由转动。全浮式活塞销会发生轴窜，应设有轴向限位装置，多在销座孔内装卡簧；（2）半浮式：半浮式连接就是销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头固定的方式，即加热连杆小头后，将销装入，为过盈配合。为保证冷启动时转动，销与销座孔间必须有一定的装配间隙。四、连杆（一）功用及工作条件1、功用：将活塞承受的力传给曲轴，并从而使活塞的往复

31、运动转变为曲轴的旋转运动。2、工作条件：连杆承受活塞销传来的气体作用力以及本身摆动和活塞往复的惯性力，这种力的大小和方向都是周期变化，因此，连杆受到的是压缩、拉深和弯曲等应变载荷。如连杆刚度不够，可能产生的结果有：其大头式失圆，导致连杆大头轴瓦因油膜破坏而烧损，连杆杆身弯曲，造成活塞与气缸偏磨，活塞环漏气和窜油。3、构造：如图231所示连杆小头用来安装活塞销，以连接活塞。杆身杆身通常作成“工”字形断面，以求在强度和刚度足够的前提下减小质量。连杆大头其与曲轴的曲柄销相连。为了便于安装，大门一般作成剖分式，一半为连杆大头，一半为连杆盖。4、切口形式：（1）平切口：切口的剖分面垂直于连杆轴线。一般汽

32、油机连杆大头尺寸都小于气缸直径，所以多采用平切口。（2）斜切口：如下页图232，当发动机连杆大头直径较大时，为了拆装时能从气缸内通过，采用了这种形式。剖分面与杆身中心线成3 0 60（常用45 ）夹角。5、定位方式 平切口的连杆盖与连杆的定位是利用连杆螺栓上的精加工的圆柱凸台或光圆柱部分，与经过精加工的螺栓孔来保证。 斜切口的定位（1）止口定位：如上页图232d，优点是工艺简单，缺点是定位不大可靠，只能单向定位，对连杆盖止口向外变形或连杆大头止口向内变形均无法防止。（2）套筒定位：如上页图232 b、c），依靠套筒与连杆体的孔紧配合定位，这种形式能多向定位，定位可靠。（3）锯齿定位：如上页图2

33、32a，依靠接合面的齿形定位。这种定位方式的优点是贴合紧密，定位可靠，结构紧凑。第四节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮（或链轮）等组成。如下页图233。一、曲轴（一）功用1、把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出；2、用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置（如发电机、风扇、水泵、转向油泵、平衡轴机构等）（二）工作条件及要求曲轴工作时，要承受周期变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以及它们产生的扭矩和弯矩的共同作用；在上述周期性载荷的作用下，会引起扭转振动和弯曲振动而产生附加应力；转速和负荷经常变化，导致轴颈处有时不易形成良好的油膜，而它与轴承相对摩

34、擦速度又很高；曲轴在工作时，会产生弯曲变形、疲劳破坏和轴颈磨损等。因此要求曲轴要有足够的强度、刚度和一定的耐磨性，并需要很好的动平衡。 曲轴大多数采用优质中碳钢或中炭合金钢锻制，轴颈再经表面淬火处理。另外，球墨铸铁曲轴也广泛应用。球墨铸铁曲轴刚度大，耐磨性能好，还有良好的吸振性，但较脆。 (四）构造 曲轴有整体式（如图234）和组合式（如图235）；整体式曲轴主要由三部分组成：a、曲轴的前端（或称自由端）1；b、若干个曲柄销3和它左右两端的曲柄4，以及前后两个主轴颈2组成的曲拐；c、曲轴后端（或称功率输出端）6。（三）材料 轴大多数采用优质中碳钢或中炭合金钢锻制，轴颈再经表面淬火处理。另外，球

35、墨铸铁曲轴也广泛应用。球墨铸铁曲轴刚度大，耐磨性能好，还有良好的吸振性，但较脆。 (四）构造 曲轴有整体式（如图234）和组合式（如图235）； 整体式曲轴主要由三部分组成：a、曲轴的前端（或称自由端）1；b、若干个曲柄销3和它左右两端的曲柄4，以及前后两个主轴颈2组成的曲拐；c、曲轴后端（或称功率输出端）6。1、主轴颈和连杆轴颈（1）主轴颈：主轴颈是曲轴的支承部分，按照曲轴的主轴颈数，曲轴可分为：全支承曲轴和非全支承曲轴；在相邻的两个曲拐之间，都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴（如图234a），否则称为非全支承曲轴（如图234b）。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度和弯曲强度，并且可减

36、轻主轴承的载荷；缺点是曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长。（2）曲柄销：连杆轴颈又叫曲柄销，不少曲柄销是作成空心的，目的在于减小质量和离心力。从主轴承经曲柄孔道输来的机油就贮存在此空腔中，曲柄销与曲轴瓦钻有径向孔与此油道相通。当曲轴旋转时，进入油腔的机油在离心力的作用下，将较重的杂质甩向油腔壁，油腔中心的清洁机油就经此油道流到曲柄销工作表面。为了防止吸油管堵塞，应按时清除杂质。2、曲柄和平衡重（1）曲柄：曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。（2）平衡重：平衡重是用来平衡发动机的不平衡的离心力和离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力。另外，加平衡重会导致曲轴质量和材料的消耗增加，锻造工

37、艺复杂。因此曲轴是否加平衡重，要视具体情况而定，如解放CA1091型汽车的6102型发动机的六曲拐曲轴（图234 a），各曲拐的离心力和离心力矩本身都能平衡，虽然存在弯矩；但是由于采用全支承，本身刚度又大，就不设平衡重。而有的汽车六缸发动机曲轴虽本身也能平衡，但是由于采用非全支承，曲轴刚度较差，为了减轻曲轴轴承的负荷，也设置了平衡重。3、曲轴前端和曲轴后端（1）曲轴前端：曲轴前端（如图236）装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮4，驱动风扇和水泵的皮带轮7以及止推片3等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端有一个甩油盘5 ，随着曲轴旋转，当被齿轮挤出和甩出的机油落到盘上时，由于离心力的作用，被甩到齿轮室盖的壁面上，再沿壁面流下来，回到油底壳。此外，在中、小型发动机的曲轴前端还装有起动爪（图236中的8），以便必要时用人力转动曲轴，使发动机起动。（2）曲轴后端：曲轴后端安装有飞轮用的凸缘。为了防止机油向后漏出在曲轴后端通常切出回油螺纹或其它封油装置。（五）曲拐的布置1、一般规律：多缸发动机曲轴曲拐的布置位置与气缸数、气缸的排列形式，发动机的平衡以及各缸工作顺序有关，有其一定的规律：（1）各缸的