第二章曲柄连杆机构1

1、活塞连杆组活塞连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组概述概述 1 1、机体组、机体组 2 2、活塞连杆组、活塞连杆组 3 3、曲轴飞轮组、曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用二、组成二、组成多缸发动机的曲柄连杆机构演多缸发动机的曲柄连杆机构演示示 机体组组成：机体组组成：曲轴箱曲轴箱气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸体气缸体气缸盖罩气缸盖罩1 1、气缸体、气缸体: :水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称一体，称 为气缸体为气缸体曲轴箱曲轴箱油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋转轴旋转中心在中心在同一高同一高度度

2、油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心旋转中心气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式孔为整体式（1 1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为2 2、气缸体分类、气缸体分类一般式龙门式隧道式性能与应用比较性能与应用比较散热片散热片冷却水冷却水结构简单、加结构简单、加工容易，但发工容易，但发动机长度和高动机长度和高度较大。度较大。缩短了机体的缩短了机体的长度和高度，长度和高度，增加了刚度，增加了刚度，减轻了发动机减轻了发动机重量；形状复重量；形状复杂，加工困难。杂，加工困难。高度小，总高度小，总体布置方便。体布置方便。强度和刚强度

3、和刚度都较好，度都较好，加工复杂，加工复杂，拆装不便，拆装不便，散热不良散热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。容易。 强度强度和刚度不如干和刚度不如干缸套，易漏水。缸套，易漏水。1 1、气缸盖、气缸盖气缸垫气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面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。的密封，防止漏气，漏水和漏油。气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞2 2、气缸盖罩和气缸垫、气缸盖罩和气缸垫汽油机燃烧室形状汽油机燃烧室形状气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖点此观看活塞连杆组的录

4、像点此观看活塞连杆组的录像一、活一、活 塞塞4 4、结构、结构 顶部：顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力。受气体压力。头部头部: :安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚。较厚。 裙部：裙部：导向，传力。承受侧压导向，传力。承受侧压力销座孔处制有加强筋。力销座孔处制有加强筋。 结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上。多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。气过程。凹坑的形状、位置必凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气须有利于可燃混合

5、气的燃烧；提高压缩比，的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。防止碰气门。头部头部工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶部远些。顶部远些。1 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。作用：作用：裙裙部部活活塞塞裙裙部部的的椭椭圆圆变变形形演演示示（1 1）预先做成阶梯形、锥形）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相部高

6、、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。阶梯形、锥形。 5 5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：结构措施：（2 2）预先做成椭圆形）预先做成椭圆形 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋

7、近正圆。趋近正圆。（3 3）活塞裙部开槽）活塞裙部开槽横向绝热槽横向绝热槽减少裙部受热减少裙部受热有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地留有膨胀余地活塞强度降低活塞强度降低绝热槽绝热槽膨胀槽膨胀槽（4 4）为了减小铝合金）为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。裙部或销座内嵌入钢片。 恒范钢片式活塞的恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍由于恒范钢为含镍33%33%36%36%的低碳铁镍合的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝金，其膨胀系数仅为铝合金的合金的1/

8、101/10，而销座通，而销座通过恒范钢片与裙部相连，过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变牵制了裙部的热膨胀变形量。形量。6 6、活塞在工作时的保护措、活塞在工作时的保护措施施（1 1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性； 主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。（2 2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向 时的敲击声，且使裙部减小磨损；时的敲击声，且使裙部减小磨损； 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面有的汽油机上，活

9、塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，的， 向作功行程中受主侧压力的一方偏移了向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1 12mm2mm。切口切口气环气环（1 1）气环）气环 作用：作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。带走。气环的密封原理：气环的密封原理：将将2 23 3道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。封气装置。气环的泵油原理：气环的泵油原理：动动态态演演示示点此观看录像点此观看录像刮油片刮油片轴向衬环轴向

10、衬环径向衬环径向衬环刮油片刮油片油环的刮油作用材料与工艺材料与工艺: :优质低碳钢，表面淬火、精磨。优质低碳钢，表面淬火、精磨。构造：构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形， 以及两段截锥与一段圆柱的组合形。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。活 塞 销圆柱形两段截锥与一段圆柱结合两段截锥形连杆连杆活塞销活塞销全浮式：全浮式：活活塞销能在连塞销能在连杆衬套和活杆衬套和活塞销座中自塞销座中自由摆动，使由摆动，使磨损均匀。磨损均匀。半浮式：半浮式：活塞中部活塞中部与连杆小与连杆小头采用紧头采用紧固螺栓连固螺栓连接，活塞接，活塞销只能在销只能在两端销座两端销座内

11、作自由内作自由摆动。多摆动。多用于小轿用于小轿车车形式形式: :全浮式（工作时自由转动）、半浮式。全浮式（工作时自由转动）、半浮式。连连杆杆组组件件分分解解图图连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头平切式平切式斜切式斜切式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式一、曲轴飞轮组的组成一、曲轴飞轮组的组成起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮曲轴曲轴前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲柄曲柄4 4、材料：、材料：中碳钢（汽）、

12、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。5 5、分类：、分类：整体式（常用）整体式（常用） 组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和 以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）6 6、组成：、组成：（1 1）主轴颈）主轴颈曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个。强度、曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个。强度、刚度好，减小了磨损；柴油机和大部分汽油刚度好，减小了磨损；柴油机和大部分汽油机均采用。机均采用。全支承：全支承：非全支承：非全支承： 曲轴的主轴颈数少于或等于气缸数。载荷较曲轴的主轴颈数少于或等于气

13、缸数。载荷较大，缩短了曲轴的总长度。大，缩短了曲轴的总长度。用于支撑曲轴。用于支撑曲轴。（2 2）连杆轴颈）连杆轴颈（3 3）曲柄）曲柄曲轴臂，用于曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆连接主轴颈和连杆轴颈轴颈（4 4）平衡块）平衡块平衡离心力偶平衡离心力偶减轻或消除弯曲减轻或消除弯曲变形变形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安装连杆大头安装连杆大头中空连杆轴径平衡重平衡重曲柄曲柄（5 5）前端轴和后端轴）前端轴和后端轴前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）1. . 2止推轴承止推轴承3. .止推片止推片4. .正时齿轮正时齿轮5. .甩油盘甩油盘6. .油封油封7.

14、 .皮带轮皮带轮8. .起动爪起动爪曲轴的前端7两止推两止推轴承轴承白金合面相背白金合面相背曲轴向前移曲轴向前移动，后止推轴承动，后止推轴承与曲轴臂端面摩与曲轴臂端面摩擦；轴向后移动，擦；轴向后移动，前止推轴承与正前止推轴承与正时齿轮端面摩擦。时齿轮端面摩擦。4186325后端轴：安装飞轮后端轴：安装飞轮前后端轴都设有防漏装置：前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。挡油盘、回油螺纹、油封等。曲轴后端回油螺纹（6 6）曲轴的轴向限位）曲轴的轴向限位通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。轴承来实现的（翻边轴瓦）。主

15、轴颈主轴颈止推垫片止推垫片止推垫片止推垫片连杆轴颈连杆轴颈主轴承盖主轴承盖（1 1）一般规律）一般规律对缸数为对缸数为i i的发动机而言，其发火顺序为：的发动机而言，其发火顺序为： 四行程：四行程：720720/i/i 二行程：二行程：360360/i/i 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置曲轴转角曲轴转角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压1 13 34 42 2四缸四行程发动机的曲拐布置四缸四行程发动机的曲拐布置曲轴转角曲轴转角（

16、度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排进进压压进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功六缸四行程发动机的曲拐布置六缸四行程发动机的曲拐布置八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车SV100SV100型发动机）型发动机）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-3-6-5-7-2作用：作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转吸收

17、曲轴扭转振动的能量，使曲轴转 动平稳，可靠工作。动平稳，可靠工作。种类：种类：橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。 橡胶式摩擦片式硅油式皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端当曲轴发生扭转振动当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。能量，消减了扭振。橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图 将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用将在作功行程中输

18、入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、 下止点，下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。飞轮边缘部分做飞轮边缘部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大转动惯量。大转动惯量。齿圈在发动机起动时齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转带动曲轴旋转。飞轮上的标记符号：飞轮上的标记符号： 在飞轮轮缘上作有记号在飞轮轮缘上作有记号( (刻线或销孔刻线或销孔) )供找压缩上止点用供找压缩上止点用( (四缸发动机为四缸发动机为1 1缸或缸或4 4缸压缩上止点；六缸发动机为缸压缩上止点；六缸发动机为1 1缸或缸或6 6缸缸压缩上止点压缩上止点) )。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。是压缩上止点。解放解放CA6102CA6102型发动机的记号是型发动机的记号是 ：上止点：上止点 16 16 奥迪奥迪100100飞轮上有飞轮上有“0”0”标记。标记。