汽车构造(曲柄连杆机构)ppt课件

1、第二章曲柄连杆机构机体组活塞连杆组曲轴飞轮组2.1 概述一、功用将燃料熄灭时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再经过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。二、组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组三、受力分析曲柄连杆机构受的力主要有气压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。PPjPCF1、 气压力：气压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP， SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。(1)作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重NPSPPRPTP(2)紧缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损

2、严重NPPSPRPTP2、 往复惯性力Pj：活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改动，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。Pj3、 离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背叛曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。Pc4、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是呵斥配合外表磨损的根源。F三、任务条件高温、高压、高速和化学腐蚀接受机械载荷：1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力2、汽车行驶中产生的冲击力。2.2.1气缸体与曲轴箱1、气缸体:水冷发

3、动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱。是发动机装配的机体。2、气缸体的分类：一汽奥迪100汽车发动机气缸体名称性能应用 一般式机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。492Q汽油机。龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。负荷较大的柴油机上 。1按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为 2根据冷却方式不同1、水冷2、风冷3根据气缸的陈列方式名称特点形状直列式结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。V型缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形

4、状复杂，加工困难。水平对置式高度小，总体布置方便。4整体式气缸体和镶嵌式气缸体1、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。2、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型构造性能及应用整体式气缸直接镗在气缸体上强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。镶嵌式用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。5干缸套和湿缸套 外壁不直接与冷却水接触。壁厚13mm。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。外壁直接与冷却水接触。壁厚59mm。散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。二、气缸盖功用：密封气缸的上部，

5、与活塞、气缸等共同构成熄灭室。任务条件：由于接触温度很高的燃气，所以接受的热负荷很大。资料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。气缸盖的分解图 捷达轿车气缸盖总成 二、熄灭室名称 特点示意图应用半球形结构紧凑、火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳 夏利 富康楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长切诺基盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室捷达奥迪三气缸垫1、功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。2、资料：有弹性、耐热性、耐压性、耐腐蚀2.2.3 曲轴箱油底壳1、概念：曲轴箱：气缸体下部用来安装

6、曲轴的部分。2、构造：上曲轴箱 与气缸体铸成一体 下曲轴箱 储存光滑油油底壳3、资料：薄钢板冲压2.3活塞连杆组一活塞1、功用：接受气体压力，并经过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、任务环境：高温、散热条件差；顶部任务温度高达600700K，且分布不均匀；高速，线速度到达10m/s，接受很大的惯性力。活塞顶部接受最高可达3 5MPa汽油机的压力，使之变形，破坏配合结合。3、资料：铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁3、构造1活塞顶部功用：是熄灭室的组成部分，主要作用接受气体 压力。活塞顶分类形状示意图平顶结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。凸顶凸起呈球状、顶部强度高，起导向

7、作用、有利于改善换气过程。凹顶凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。2活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。1、接受活塞顶的压力，并传给活塞销。2、安装活塞环、与活塞环一同密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内，3、将顶部吸收的热量经过活塞环传给气缸壁。作用：3活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并接受侧压力。裙部外表的维护1镀锡油膜破坏时，起光滑作用；又可加速磨协作用。2涂石墨(柴油机易脆断可加速磨合，自光滑。3外表粗糙化有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油光滑。4活塞裙部外形任务时

8、，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属资料较多，所以膨胀量较大。所以在消费时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。销座方向裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形任务时向里变形制造时变形后开槽活塞汽油机二、活塞环一气环1.作用：1密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；2传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；3辅助刮油、布油。 活塞环安装三隙侧隙背隙端隙气环的密封气环的泵油作用 气环的泵油作用 气环断面外形：形状特点示意图矩形环结构简单、制造方便、易于生产、应用面广扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环加工困难，精度要求高桶面环外圆

9、为凸圆弧形2油环普通环 组合环刮油片轴向衬环径向衬环油环的刮油作用三、活塞销一作用：衔接活塞和连杆，并传送活塞的力给连杆。二构造：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。活塞销的衔接方式全浮式半浮式活塞销的偏置使活塞从紧缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。 偏置销座1、定义：活塞销座朝向接受作功侧压力的一面图示左侧偏移1mm2mm。2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。 3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提早换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转不是平移，完成换

10、向。四连杆功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。连杆组件分解图组成： 连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等组成。三、构造1、小头：用来安装活塞销，以衔接活塞。2、杆身：常做成“工字形断面。3、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头普通做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。 切口方式：V型发动机连杆的布置方式并列式主副式叉式 1、并列式 优点：连杆可以通用，两列气缸的活塞连杆组运动规律一样。 缺陷：两列气缸轴心线沿曲轴轴向错开一段间隔，使曲轴长度添加，刚度降低。2、主副连杆式 优点：减小了发动机的轴向尺寸； 缺陷：主副连杆不能互换，运动规律和受力不同。3、叉型连杆式 优点：

11、运动规律一样 缺陷：构造复杂，工艺性差，刚度较低。连杆大头及连杆瓦五连杆轴承俗称小瓦1.作用： 维护连杆轴颈及连杆大头孔。2.组成： 由钢背和减磨层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢制成。减磨层为0.3mm0.7mm的减磨合金，层质较软能维护轴颈。2.减磨层资料1 白合金巴氏合金：减磨性能好，但机械强度低，且耐热性差。常用于负荷不大的汽油机。2 铜铅合金：机械强度高，承载才干大，耐热性好。多用于高负荷的柴油机。但其减磨性能差。 (3)铝基合金：有铝锑镁合金、低锡铝合金和高锡铝合金三种。 1铝锑镁合金和低锡铝合金： 械性能好，负载才干强，但其减磨性能差。主要用于柴油机。2)高锡铝合金： 具有较好的

12、机械性能和减磨性能，广泛运用于柴油机和汽油机。3.4 曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮改动减振器飞轮飞轮螺栓曲轴二、曲轴1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助安装。2、任务条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。接受交变载荷的冲击。曲轴实物图曲轴飞轮组的组成曲轴的分类全支承：相邻曲拐间都有主轴颈。非全支承：相邻曲拐间不都有主轴颈。曲轴的支承方式优点缺点应用全支承曲轴提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长柴油机一般多采用此种支撑方式非全支承曲轴缩短了曲轴的长度，使发动机总

13、体长度有所减小主轴承载荷较大承受载荷较小的汽油机可以采用此种方式概念：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，否那么称为非全支承曲轴。平衡重4、曲轴的轴向定位功用：保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时可以正常任务。轴向定位措施：1.翻边轴瓦2.止推片3.止推环4.止推轴承三、曲拐的布置1普通规律1各缸的作功间隔要尽量平衡，以使发动机运转平稳。2延续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进展。3) 防止进气重叠4 V型发动机左右气缸尽量交替作功。5曲拐布置尽能够对称、均匀以使发动机任务平衡性好。2常见曲轴曲拐的布置1四冲程四缸发动机曲拐布置2四冲程四缸发动机点

14、火顺序点火顺序：各缸完成同名行程的次序。作功顺序：13423直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置四冲程六缸发动机点火顺序1-5-3-6-2-46缸v型陈列8缸v型陈列四、曲轴改动减振器一改动振动自在改动振动强迫改动振动共振功率损失、曲轴改动变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击噪声等临界转速：发生共振时的转速二改动减振器功用：吸收曲轴改动振动的能量，消减改动振动。橡胶摩擦式改动减振器四、飞轮一功用：将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分储存起来，用以在其他行程中抑制阻力，带动曲柄连杆机构越过上、 下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽能够均匀，并使发动机有能够抑制短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。