汽车构造机体零件与曲柄连杆机构2

1、汽车构造机体零件与曲柄连杆机构.汽车构造机体零件与曲柄连杆机构.汽车构造机体零件与曲柄连杆机构.第二章机体与曲柄连杆机构第一节归纳功用:曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环,完成能量变换的传动机构,用来传达力和改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往来运动转变为曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其余三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变为活塞的往来直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传达动力的机构。经过它把燃料焚烧后发出的热能转变为机械能。工作条件:发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴的旋转速度又很高,活塞往复运动的线速度相当大,同

2、时与可燃混杂气和焚烧废气接触,曲柄连杆机构还碰到化学腐化作用,并且润滑困难。可见,曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速和化学腐化作用。组成:曲柄连杆机构的主要零件能够分为三组,机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。第二节曲柄连杆机构的受力解析与平衡一、曲柄连杆机构受力解析工作时,作用在曲柄连杆机构上的力和力矩主要有:(1气缸内作用于活塞顶部的气体压力。(2零件运动时的惯性力。(3各相对运动零件表面的摩擦力。(4作用于曲轴上的工作阻力矩。上述力和力矩中,摩擦力取决于构造、气体压力和惯性力对摩擦面形成的正压力以及摩擦表面的状况,作用于曲轴上的工作阻力矩,则取决于外界负荷。(一气体压力

3、气缸内作用于活塞顶部的气体压力是随曲轴转角而变化的。当燃料在气缸中着火焚烧后,气缸内的气体压力便迅速增添,直至活塞处于上止点稍后地址时达到极大值。工作中作用于活塞顶上的总压力等于活塞上、下两面气体的压力差与活塞顶面积的乘积,即P-P(D104P0z26q?=式中Pq作用在活塞顶上总的气体压力(N,D气缸直径(mm,Pz气缸内的气体压力,Po曲轴箱内的气体压力,一般可视为等于大气压力(Pa。(二惯性力曲柄连杆机构工作时,活塞组在气缸中往来运动,其速度和方向都是变化的,因此会产生往来运动惯性力;而曲轴旋转运动,又会使旋转运动的零件产生旋转运动惯性力离心力。以上两种惯性力与运动部分的质量成正比,且随

4、着加速度规律而变化,所以先解析它们的运动规律和运动零件的质量。1.曲柄连杆机构的运动规律研究曲柄连杆机构的运动主要在于认识活塞的运动规律。如图,由于曲柄旋转角速度变化不大,在研究曲柄连杆机构的运动时,将曲柄看作是等角速度旋转。曲柄的瞬时地址则用曲柄与气缸中心线的夹角表示。当=0时,曲柄与气缸中心线重合,曲柄销中心B处于B点处,活塞销中心A处于A点,这时活塞位于上止点,当=1800时,曲柄又与气缸中心线重合,曲柄销中心B处于B点,活塞销中心相应地处于A点,这时活塞处于下止点。而当曲柄销为某值时,连杆倾斜角为。(1活塞的位移。当曲柄转过角时,活塞的位移为。设曲柄半径为R,连杆长度为L,=R/称L为

5、连杆比。则=R+L-Rcos-Lcos因=R/L=sin/sin222sinsin-=cos-=依据牛顿二项式定律,将上式睁开-?-421sin2sin1cos4422一般=1/3-1/4所以从第三项今后可略去不计。则2sin1cos22-代人后=R(1+212sin2-cos=R(1-cos+4-(1cos2(2活塞的速度。将位移对时间t求导数即可得活塞的速度sin22sin(Rdtdddxdtdx+=?=s/rad(60n2dtd活=塞(3的加速度。将速度对时间求导数,便获取活塞的加速度。cos2cos(Rdtddddtda2活塞的位移、+=?=速度和加速度如图。图中规定速度的方向是向着曲

6、轴中心为正,相反为负,加速方向也是向着曲轴中心为正,相反为负。2.曲柄连杆机构往来运动和旋转运动的质量曲柄连杆机构各零件,按其运动规律可分为三组。(1活塞组。包含活塞、活塞环、活寒销等,其质量用ma表示。(2曲轴组。一般只考虑它的不平衡部分的质量并把它换算到曲轴半径R处,用mb表示。(3连杆组。包含连杆,连杆轴承、连杆螺栓等,其质量用mc表示。它又能够用两个质量取代。即mc=mca+mcb,mca=(0.20.4mcmcb=(0.60.8mc所以,我们便能够用两个集中质量(mj集中在活塞销中心,mr集中在曲柄销中心来取代曲柄连杆机构的质量。mj=ma+mcamr=mb+mcb3.往来运动惯性力

7、Pj集中在活塞销中心的质量作周期性不等速运动时产生往来运动惯性力。它的大小和方向都作周期性的变化。当它用曲轴转角。的函数表示时.2j1j222jPP2cos(cos(2cos(cosP+=-+-=+-=-RmRmRmamjjjjPj1的变化周期是3600(曲轴旋转一圈,称为第一级惯性力,而Pj2的变化周期是1800(曲轴旋转半圈,称为第二级惯性力。Pj1和Pj2的变化曲线如图。4.旋转运动惯性力Prr是由集中在曲柄销中心的质量作旋转运动产生的。一般能够为曲柄以等角速度旋转,所以Pr的大小是不变的,而它的方向则与曲柄方向的变化一致。将惯性力Pr沿其作用线移至曲轴中心,并沿坐标轴分解成两个分力,这

8、两个力也都是随曲轴转角而变化的,它加剧了内燃机的振动。旋转惯性力还使零件和轴承产生附带负荷,增添它们的磨损和交形。(三作用在曲柄连杆机构上的协力作用在活塞销上的协力Ph=Pq+Pj协力Ph可分解为两个分力,即沿连杆轴线的分力PL和垂直于气缸轴线的分力。N力是侧压力,它使活塞侧面压向气缸壁,增添了活塞与气缸壁的磨损。PL它将压缩或拉伸连杆,并传到曲柄销上。再将力PL分解为两个分力。沿曲柄半径的法向力PT,与曲柄圆相切的切向力PR将法向力心上加两个大小相等方向相反的PT力,则曲柄销上的PT力和曲轴中心的PT力形成转矩Me,用来战胜曲轴的工作阻力矩。在曲轴中心的力PR和力PT的协力等于PL并作用于曲

9、轴主轴承。该力又可分为两个力:垂直于气缸轴线的力N和沿气缸轴线的作使劲Ph。曲轴中心的力N平和缸壁上的力N又组成力偶MF,其方向与Me相反,称为反转矩或推翻力矩。Me经过传动系统传到汽车的驱动轮上,而反转矩MF则经过曲柄连杆机构的机体传到发动机支承点上。作用在曲轴中心的力Ph经主轴承传给曲轴箱。但因为在气缸内气体工作压力不单作用于活塞顶,还作用于气缸盖。作用在气缸盖上的力Pq和作用于曲轴箱的力Ph方向相反而大小相差往来惯性力Pj。综合以上状况,曲柄连杆机构工作时有以下未被平衡的自由力和力矩传到机架的支承点上,它们是.一级往来惯性力Pj1。二级往来惯性力Pj2。不平衡部分旋转惯性力Pr离心力。反

10、转矩MF二、曲柄连杆机构的力平衡内燃机牢固工作时,传给其支承点的力大小和方向都不变,列以为是平衡的。但由子往来运动椒性力尸,和旋转倾性力尸,以及反转矩Mr等都随曲轴转角而琦期性地变化,造成传给支承固定点的力也不断交化,引起内燃机工作不平衡,使它产生振动和未受附带载荷。议论曲柄连杆机构的力平衡,就是尽可能使惯性力在内燃机内部获取平衡,以减少振动和减少附带负荷。(一惯性力(Pj与PR的平衡1.单缸内燃机对旋转惯性力经常是采纳在曲柄销相反的一侧加平衡重而相互平衡。对往来惯性力的平衡比较主杂,需要平衡一级惯性力Pj1和二级惯性力Pj2。考感觉二级惯性力的数值为一级惯性力的1/31/4,为了简化机构,多

11、数不去平衡,而对一级惯性力可采纳以下举措:(1利用所加平衡重旋转惯性力沿气缸轴线方向的分力来平衡往来惯性力Pj1。它只好使不平衡力减小而不能够完整平衡,所以称为半平衡法。同时,还存在着垂直于气缸轴线的分力。(单轴平衡法。除了在曲轴上加平衡重外,再经过曲轴轴端的齿轮带动另一轴以同样的角速度旋转,该轴上也装有平衡重。利用两个平衡重的旋转惯性力沿气缸轴线的分力来平衡往来惯性力,而它们垂直于气缸轴线的分力又相互抵消。但因为该二力不在素来线上,所以还产生不平衡的力矩。(3双轴平衡法。两根带平衡重的附带轴由曲轴齿轮经过惰轮带动,两者旋向相反而与曲轴角速度相等。两平衡重的旋转惯性力在气缸轴线上的协力正好与往

12、来惯性力平衡,且不会产生不平衡力矩,收效较好。利用近似原理,如要平衡二级惯性力,也能够再配置两根加平衡重的附带轴,使它们的角速度为2,就能平衡二级惯性力,但这类装置机构复杂,实质上极少彩用。2.单列两缸内燃机。其曲柄互成1800,工作行程间隔1800或5400,它们的一、二级惯性力投影之和以及旋转惯性力投影之和等于:2cos2180(2cos2cos0180cos(cos22202220221=-=+=+=RmRmPRmRmRPmrPrrRjjmjjRjjmj从力的平衡来看,只有二级惯性力没有获取平衡,从力矩平衡来看,在纵向平面内还存在一级惯性力产生的力矩Mj1和旋转惯性力的力矩Mr。ARmM

13、ARmMrrjj?=?=cos21如需要平衡这些节余的力和力矩,可采纳单缸平衡的方法。一般除在曲柄上加平衡重外,为简化构造,不再采纳其余举措。3.单列四缸内燃机曲柄一般夹角为1800,工作次序为1-3-4-2,可视为由对称的两个两缸内燃机曲轴组成。在解析两缸内燃机时,其Pj2、Mj1和Mr没有平衡。在四缸内燃机上由于对称部署,Mj1和Mr获取了平衡,而二级惯性力却因为相加而更趋产重,2cos422RmPjj=。4.单列六缸内燃机其曲轴曲柄夹角是1200,工作次序是1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5。因为是对称布置,从整体来看,它的惯性力和力矩能够以为是平衡的。(二保证平衡的技术举措

14、因为资料、加工和装置等原由引起曲柄连杆机构各零件的尺寸和重量存在着误差,所以实质平衡与理论设计的要求有矛盾。为了使两者凑近,制造厂在生产零件和装置内燃机时,要对运动零件进行重量测定和精确的平衡。平时对曲轴和带有离合器的飞轮进行动平衡,测出不平衡的力矩大小和其作用平面,今后在零件较重的部位去掉一部分金属,使不平衡度达到同意值。在装置活塞连杆组时,一定对一组活塞和连杆逐一测定,重量差要在规定范围内。不然会由于重量差过大而影响内燃机的平衡,引起较大的惯性力,加重曲轴和其余零件的磨损。严重时由于应力过大,会发生断轴等损坏事故。第三节机体组功用:机体是组成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,

15、其内、外安装着发动机的全部主要零件和附件,承受各种载荷。要求:所以,机体一定要有足够的强度和刚度。组成:机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖平和缸垫等零件组成。1.气缸体功用: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增强筋,冷却水套和润滑油道等。要求:气缸体应拥有足够的强度和刚度,依据气缸体与油底壳安装平面的地址不同样,平时把气缸体分为以下三种形式。(1一般式气缸体其特色是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这类气缸体的长处是机体高度

16、小,重量轻,构造紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差(2龙门式气缸体其特色是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的长处是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,构造粗笨,加工较困难。(3地道式气缸体这类形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采纳转动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其长处是构造紧凑、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。为了能够赌气缸内表面在高温下正常工作,一定对气缸平和缸盖进行适合地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸四周平和缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体平和缸盖冷却水套

17、相通,冷却水在水套内不停循环,带走部分热量,对气缸平和缸盖起冷却作用。现代汽车上基本都采纳水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的摆列形式决定了发动机外型尺寸和构造特色,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的整体部署。依据气缸的摆列方式不同样,气缸体还能够分成单列式,V型和对置式三种。(1直列式发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直部署的。单列式气缸体构造简单,加工简单,但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采纳单列式。比方捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采纳这类直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜一个角度。(2V型气缸排成两列,左右两列气缸中心线的

18、夹角180,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机比较,缩短了机体长度和高度,增添了气缸体的刚度,减少了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采纳这类形式的气缸体。(3对置式气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角=180,称为对置式。它的特色是高度小,整体部署方便,有益于风冷。这类气缸应用较少。气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度和刚度都好,能承受较大的载荷,这类气缸对材料要求高,成本高。若是将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套,今后再装到气缸体内。这样,气缸套采纳耐磨的优异资料制成,气

19、缸体可用价格较低的一般资料制造,进而降低了制造成本。同时,气缸套能够从气缸体中拿出,因此便于维修和更换,并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。干式气缸套的特色是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而平和缸体的壁面直接接触,壁厚较薄,一般为13mm。它拥有整体式气缸体的长处,强度和刚度都较好,但加工比较复杂,内、表面面都需要进行精加工,拆装不方便,散热不良。湿式气缸套的特色是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带平和缸体接触,壁厚一般为59mm。它散热优异,冷却平均,加工简单,平时只需要精加工内表面,而与水接触的表面面不需

20、要加工,拆装方便,但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,并且简单产生漏水现象。应该采纳一些防漏举措。气缸盖与气缸垫气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并组成焚烧室。它经常与高温高压燃气相接触,所以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。利用循环水来冷却焚烧室等高温部分。构造: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。资料:气缸盖一般采纳

21、灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有益于提升压缩比,所以最近几年来铝合金气缸盖被采纳得愈来愈多。组成:气缸盖是焚烧室的组成部分,焚烧室的形状对发动机的工作影响很大,因为汽油机和柴油机的焚烧方式不同样,其气缸盖上组成焚烧室的部分差别较大。汽油机的焚烧室主要在气缸盖上,而柴油机的焚烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的焚烧室,而柴油机的焚烧室放在柴油供给系里介绍。汽油机焚烧室常有的有三种形式:(1半球形焚烧室半球形焚烧室构造紧凑,火花塞部署在燃烧室中央,火焰行程短,故焚烧速率高,散热少,热效率高。这类焚烧室构造上也同意气门双行摆列,进气口直径较大,故充气效率较高,固然使配气机构变得较复

22、杂,但有益于排气净化,在轿车发动机上被广泛地应用。(2楔形焚烧室楔形焚烧室构造简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混杂气在压缩行程中形成优异的涡流运动,有益于提升混杂气的混杂质量,进气阻力小,提升了充气效率。气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形焚烧室高处,火焰流传距离长些,切诺基轿车发动机采纳这类形式的焚烧室。(3盆形焚烧室盆形焚烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气收效要比半球形焚烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采纳盆形焚烧室。气缸垫气缸垫装在气缸盖平和缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防备漏气,漏水和漏油。资料:气缸垫的资料要

23、有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以保证密封,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。目前应用很多的是铜皮棉构造的气缸垫,因为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。有的发动机还采纳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。装置:安装气缸垫时,第一要检查气缸垫的质量和圆满程度,全部气缸垫上的孔要平和缸体上的孔对齐。其次要严格依听闻明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,一定由中央对称地向四周扩展的次序分23次进行,最后一次拧紧到规定的力矩。3.油底壳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

24、轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来积蓄润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳。油底壳受力很小,一般采纳薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的整体部署和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板,以防备汽车颠动时油面颠簸过大。油底壳底部还装有放油螺塞,平时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,防备润滑油泄露。第三节活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。一.活塞功用:活塞的功用是承受气体压力,并经过活塞销传给连杆驱遣曲轴旋转,活塞顶部仍是焚烧室的组成部分。工作条件:活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高

25、温气体接触,瞬时温度可达2500K以上,所以,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600700K,且温度散布很不平均;活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力最大,汽油机高达35MPa,柴油机高达69MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(812m/s往来运动,且速度在不停地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞碰到很大的附带载荷。活塞在这类恶劣的条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附带载荷和热应力,同时碰到燃气的化学腐化作用。要求:(1要有足够的刚度和强度,传力靠谱;(2导热性好,耐高压、耐高温、耐磨损;(3质量小,重量轻,

26、尽可能减小往来惯性力。铝合金资料基本上知足上面的要求,所以,活塞一般都采纳高强度铝合金,但在一些低速柴油机上采纳高级铸铁或耐热钢。构造:活塞可分为三部分,活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。1.活塞顶部活塞顶部承受气体压力,它是焚烧室的组成部分,其形状、地址、大小都和焚烧室的详尽形式有关,都是为知足可燃混杂气形成和焚烧的要求,其顶部形状可分为四大类,平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。平顶活塞顶部是一个平面,构造简单,制造简单,受热面积小,顶部应力散布较为平均,一般用在汽油机上,柴油机极少采纳。凸顶活塞顶部突出呈球顶形,其顶部强度高,起导向作用,有益于改进换气过程,二行程汽油机常采纳凸顶活塞。

27、凹顶活塞顶部呈凹陷形,凹坑的形状和地址一定有益于可燃混杂气的焚烧,有双涡流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。2.活塞头部活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽,用以安装活塞环,起密封作用,又称为防漏部。柴油机压缩比高,一般有四道环槽,上部三道安装气环,下部安装油环。汽油机一般有三道环槽,此中有两道气环槽和一道油环槽,在油环槽底面上钻有很多径向小孔,使被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。第一道环槽工作条件最恶劣,一般应离顶部较远些。活塞顶部吸收的热量主要也是经过防漏部通过活塞环传给气缸壁,再由冷却水传出去。总之,活塞头部的作用除了用来安装活塞环外,还有密封作用和传热作

28、用,与活塞环一起密封气缸,防备可燃混杂气漏到曲轴箱内,同时还将(7080%的热量经过活塞环传给气缸壁3.活塞裙部活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,它包含装活塞销的销座孔。活塞裙部对活塞在气缸内的往来运动起导向作用,并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中,作用在活塞顶部的气体压力的水均分力使活塞压向气缸壁。压缩行程和作功行程气体的侧压力方向正好相反,因为焚烧压力大大高于压缩压力,所以,作功行程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面,它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。构造特色:(1椭圆形为了使

29、裙部双侧承受气体压力并与气缸保持小而安全的缝隙,要求活塞在工作时拥有正确的圆柱形。但是,因为活塞裙部的厚度很不平均,活塞销座孔部分的金属厚,受热膨胀量大,沿活塞销座轴线方向的变形量大于其余方向。其他,裙部承受气体侧压力的作用,致使沿活塞销轴向变形量较垂直活塞销方向大。这样,若是活塞冷态时裙部为圆形,那么工作时活塞就会变为一个椭圆,使活塞与气缸之间圆周缝隙不相等,造成活塞在气缸内卡住,发动机就没法正常工作。所以,在加工时早先把活塞裙部做成椭圆形状。椭圆的长轴方向与销座垂直,短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。(2阶梯形、锥形活塞沿高度方向的温度很不平均,活塞的温度是上部高、下部低,膨胀量

30、也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等,即为圆柱形,就一定早先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。(3隔热槽与膨胀槽为了减小活塞裙部的受热量,平时在裙部开横向的隔热槽,为了补偿裙部受热后的变形量,裙部开有纵向的膨胀槽。槽的形状有T形或形槽。横槽一般开在最下一道环槽的下边,裙部上面沿销座的双侧(也有开在油环槽之中的,以减小头部热量向裙部传递,故称为隔热槽。竖槽会使裙部拥有必然的弹性,进而使活塞装置时与气缸间拥有尽可能小的缝隙,而在热态时又拥有补偿作用,不致造成活塞在气缸中卡死,故将竖槽称为膨胀槽。裙部开竖槽后,会使其开槽的一侧刚度变小,在装置时应使其位于作功行程中承受侧压力较小的

31、一侧。柴油机活塞受力大,裙部一般不开槽。(4减少重量有些活塞为了减少重量,在裙部开孔或把裙部不受侧压力的两边切去一部分,以减小惯性力,减小销座周边的热变形量,形成拖板式活塞或短活塞,拖板式构造裙部弹性好,质量小,活塞与气缸的配合缝隙较小,适用于高速发动机。(5减小热膨胀为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量,有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。恒范钢片式活塞的构造特色是,因为恒范钢为含镍33%36%的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的1/10，而销座经过恒范钢片与裙部相连，管束了裙部的热膨胀变形量。（6）减小敲缸有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方

32、偏移了12mm。这类构造可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为轻柔地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以减小敲缸的声音。在安装时，这类活塞销偏置的方向不能够装反，不然换向敲击力会增大，使裙部受损。二活塞环活塞环包含气环和油环。功用：气环：密封、防漏、传热。油环：刮油、布油、密封。工作环境：高温、高压、高速、润滑不良（加剧磨损）。要求：耐磨、耐热、拥有高强度和高冲击韧度。资料：合金铸铁，第一道环镀多孔性铬。可积蓄润滑油，工作原理：张口圆环；外直径大于气缸内直径；随活塞装入；靠弹力压紧气缸壁；第一密封面（第一道76%p，第二道20%p，第三道7.6%p；汽油机2道，柴油机3道，环越多越好吗？）

33、；第二密封面；第三密封面；（经过切口泄露）切口错开组成“迷宫”式封气装置；注意：燃气主要经过切口泄露入曲轴箱，所以，切口的形状和安装缝隙对内燃机的工作性能有很大影响。过大：漏气严重，功率降落。过小：卡死或折断。切口种类：直角：工艺好，密封差。阶梯：密封好，工艺差。斜切口：介于上述之间。二行程用：带防转销。气环断面：矩形：常用，工艺性和导热收效好。但“泵油作用”强。扭曲环：目前发动机上广泛应用。内园切去一部分，产生不对称的弹性内力，工作时环产生显然的断面倾斜。提高了表面接触应力，防备了“泵油作用”，增强了密封性，易于磨合，并有刮油布油作用。注意不能够装反（内切口向上，外切口向下）。锥形环：改进环

34、的磨合性，斜面产生油膜，环在油膜上滑过。减少磨损。11梯形环：自洁作用强，作功行程作用在环上的气体压力的水均分力使环压紧缸壁而增强密封。所以即便环失掉弹性，依旧能保持优异的密封性。柴油机上作第一环。桶面环：增强柴油机上作第一环，能够产生双油楔作用，对气缸的适应性和对活塞偏摆的适应性较好。有益于密封。但凸圆弧面加工困难。油环：作用：刮油和布油。种类：组合油环和整体油环。三活塞销（有图）功用：1、连接。2、传力。工作状况：周期冲击、润滑条件差、磨损。资料要求：低碳钢或低碳合金钢，表面渗碳、精磨抛光。安装：过渡配合，安装时先把铝活塞放在7090水或油中加热，今后装入。四连杆功用：1、连接2、传力（拉

35、压）3、改变运动性质（往来旋转）。工作状况：周期性摇动和惯性力。资料要求：中碳钢或合金钢模锻或辊锻。构造：1、小头、杆身（油道）、大头2、连杆轴瓦定位凹坑、配对记号。3、平切口和斜切口（便于拆卸）。4、连杆螺栓，优异钢材铸造，23次拧紧。安装：连杆在工作中碰到惯性力的拉伸，在切口方向有较大的横向分力。所以一定采纳靠谱的定位举措。1、止口定位：工艺简单，但定位不行靠。2、套筒定位：定位靠谱，但工艺要求较高。3、锯齿定位：定位靠谱，构造紧凑，但对齿距的公差要求严格。轴瓦：滑动轴承，采纳特别合金，减少磨损，提升承载能力。V型发动机的连杆共同连接一个曲柄销。对应两个气缸。它有三种形式：（P69）1）并

36、列连杆：连杆完整通用，左右缸的运动完整同样，缺点是两缸的轴线要沿曲轴方向错开。因此使曲轴长度增添，刚度降低。2）叉型连杆：机体构造紧凑，左右缸的运动规律一致。缺点是连杆工艺性差，连12杆的大头刚度和强度差。3）主辐连杆：构造紧凑，不增添发动机的长度。两缸运动规律不同样。第三节曲轴飞轮组一曲轴功用：承受连杆传达的力产生力矩；对外输出转矩。工作环境：离心力、气体压力、往来惯性力波折载荷冲击载荷、高速旋转、磨损。要求：足够刚度强度、工作表面耐磨、润滑优异。构造：1、前端轴2、中部（主轴颈、曲柄销、曲柄）直列：曲柄销数=气缸数V型：曲柄销数=1/2气缸数转矩扭转载荷。3、后端。曲轴中部：支承：全支承（

37、主轴颈比曲柄销多一个）和非全支承。全支承特色：提升曲轴的刚度和波折强度，减少主轴颈的载荷。缺点是加工表面增加，主轴承增加，使得机体加长。柴油机多用全支承。多缸机曲轴有整体式和组合式两种。资料：曲轴受力复杂，要求制造资料强度高、冲击韧性好、耐磨性高。符合要求的资料有：中碳钢、中碳合金钢。耐磨性高：摩擦表面经高频淬火和渗氮办理，最后经过精磨处理。曲柄是主轴颈和曲柄销连接部分，也是曲轴受力最复杂、构造最薄弱的环节。此处应力集中严重，为此多采纳过渡圆角连接。离心净化室：曲柄销中空，目的有二：1、减小质量和离心力。2、净化润滑油。曲轴平衡：平衡用来平衡发动机不平衡的力和力矩。一般加材料或去资料。如：菲亚特C40N使用加资料法。4缸加4块，六缸加4、6、8块。曲轴前端：安装正时齿轮（配气）、有的驱动冷却风扇和水泵、油封和甩油盘（注意：外斜面向后安装）