曲柄连杆机构课件gai

讲述内容：概述机体组活塞连杆组曲轴飞轮组曲柄连杆机构学习目标知识目标

1.能够正确描述曲柄连杆机构的组成、构造和装配关系；

2.能够正确叙述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作原理；

3.能够正确描述曲柄连杆机构的装配要求。能力目标

1.会进行曲柄连杆机构的装配与调整；

2.能对曲柄连杆机构常见故障进行分析、判断，并能排除故障。(一）功用：将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。(二）组成：机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等；活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等；曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。一、曲柄连杆机构的功用及组成机体组

气缸盖气缸垫气缸体油底壳活塞连杆组

活塞活塞环活塞销连杆连杆瓦曲轴飞轮组

曲轴飞轮扭转减振器(三）.工作条件和受力分析工作条件：高温、高压、高速、有化学腐蚀

高温：最高可达2500K以上（减217.15=摄氏温度）高压：最高可达5MPa—9MPa高速：最高可达3000r/min—6000r/min化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。受力分析：气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力、外界阻力一、曲柄连杆机构的功用及组成受力分析

曲柄连杆机构受的力主要有气压力Fp，往复惯性力Fj

，旋转离心力FC和摩擦力F。FpFjFCF1、气压力：气压力

的集中力Fp分解为侧压力Fp1和Fp2，Fp1分解为FR和FS，FR

使曲轴主轴颈处受压，

FS为周向产生转矩的力。(1)作功行程：侧压力

Fp1向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重

Fp2Fp1

FpFRFSFp1

（2）压缩行程：侧压力FP2向右，活塞的右侧面压向气缸壁，右侧磨损严重。FP2FPFP1FR′FS′3、离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。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。Pc3、

离心惯性力PC：4、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。F4、摩擦力F：二、机体组

气缸体的上半部有引导活塞作往复运动的圆筒，称为气缸。下半部分有供安装曲轴用的上曲轴箱，有承孔、油道、水道。气缸体的上、下表面是气缸体维修的基准。前后两个平面加工，安装正时齿轮盖和飞轮壳。气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体－－曲轴箱，简称气缸体。（一）功用：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。1、内腔（1）形成气缸工作容积；（2）活塞运动导向。2、外腔（1）各机构和系统的装配基体（2）散热。一、气缸体发动机气缸体（三）材料和工艺：

1、材料（1）气缸套：优质合金铸铁或合金钢（2）气缸体：灰铸铁或铝合金2、气缸工作表面制造工艺（2级加工精度）

（1）精镗（2）珩磨（网纹状）

1、改善磨合条件，磨合

2、避免拉缸（金属熔着磨损）时间短

（二）要求：

1、耐高温、高压

2、耐磨损

3、耐腐蚀

4、足够的刚度和强度（三）气缸体结构分类：

（a）一般式（b）龙门式（c）隧道式（a）曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面上。优点是制造方便，质量轻，高度低，但刚度低，适用于汽油机。(b)油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心(c)气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式1、按气缸体结构形式分为：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，90系列柴油机。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。性能与应用比较

2、按冷却方式分：

（1）水冷式：气缸体内铸有冷却水套（2）风冷式：气缸体外铸有散热片水冷发动机和气缸盖风冷发动机的气缸体和气缸盖散热片冷却水冷却水3、按镶缸套方式分：干式缸套、湿式缸套

（1）干式缸套：图（a）所示，不直接与冷却水接触，薄壁（1-3mm），过盈压配在气缸体内孔中。优点：密封性好，气缸体刚性好，缸心距小，曲轴不易变形。缺点：

a、制造成本增加：气缸体内孔、缸套外圆亦需精加工，且薄壁缸套刚性差，加工装夹时易变形。b、热负荷增加：缸套外圆与气缸体内孔理论上是完全接触，但加工误差使之不可能完全接触，因而散热面积小，影响缸套散热，必然使缸套、活塞等热负荷严重。c、气缸体铸造工艺性差：

水套封闭，去渣困难。气缸套水套气缸体图2-6（a）干式气缸套（2）湿式缸套：

气缸体水套敞开，缸套与冷却水直接接触，薄厚（5-9mm），缸套下端带橡胶封水圈，气缸套外圆上大，下小（因为气缸套下端带1-3道橡胶封水圈），且上端与气缸体内孔配合紧，下端配合松，以方便推入气缸体内孔。

湿式缸套压配在气缸体内孔时，上部凸肩顶面高出气缸体顶面0.05-0.15mm，这样紧固缸盖时，可将缸垫压得更紧，以密封燃气。

优点：气缸套冷却好；制造成本低；气缸体铸造工艺性好。

缺点：

气缸体刚性差，容易变形，易漏气、漏水；缸心距增加，曲轴易变形；气缸套外圆表面易产生穴蚀现象，常见涂漆。

0.050.15mm气缸套水套气缸体橡胶封水圈图2-6（b）湿式气缸套（轴向定位）（径向定位）（径向定位）干式气缸套和湿式气缸套比较名称特点示意图干缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚1～3mm。湿缸套外壁直接与冷却水接触。壁厚5～9mm。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。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。干式缸筒湿试缸筒4、根据气缸的排列方式分：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；形状复杂，加工困难。对置式：高度小，总体布置方便。直列式V型对置式气缸的排列形式对置式

V形式直列式5、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。气缸盖罩气缸盖气缸垫衬垫安装火花塞二、气缸盖与气缸垫（一）气缸盖1、组成：气缸盖上应有进、排气门座及气门导管和进、排气门通道等。2、作用：（1）密封气缸上部；（2）构成燃烧室（与气缸壁、气缸垫和活塞顶一起）；（3）构成供给系中进、排气系统及冷却系、润滑系的一部分（铸有进、排气通道及冷却水套或散热片、润滑油道）。3、要求：（1）耐高温、高压；

（2）耐腐蚀；（3）足够的刚度和强度。气缸盖（2）灰铸铁或合金铸铁：（大部分柴油机）

a、刚度、强度高；

b、耐高温；

c、导热性差:缸盖底面鼻梁区易开裂；

d、质量重。4、材料：（1）铝合金压铸：（汽油机及少数柴油机）

a、质量轻、导热性好；

b、铸造流动性好（风冷发动机散热片铸造容易）；

c、刚度低:易变形导致漏气漏水；

d、强度低:气缸盖螺栓孔易拉毛；

e、不耐高温:超过350C，强度急剧降低。5、燃烧室结构尽可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损失及缩短火焰行程。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。燃烧室形状对发动机的工作影响很大。(1)要求：汽油机燃烧室形状燃烧室比较名称特点示意图应用半球形结构紧凑、火焰行程段、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492（二）气缸垫1、作用：密封燃气冷却水、机油2、要求：（1）一定的强度要求（2）耐热、耐腐蚀（3）一定的弹性：密封（变形以补偿结合面的不平度）3、材料与结构：

①金属-石棉气缸垫；②实心金属片气缸垫；③加强型无石棉气缸垫。

气缸垫☆安装注意：金属皮的金属—石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。光滑面朝向气缸体。三、油底壳1、作用：储存机油并密封曲轴箱。2、要求：（1）结合面平整，密封性好（2）刚性好，避免振动、机械噪声过大（3）散热性好3、材料与结构：

材料：低碳合金钢板或铝合金冲压而成；

结构：为了加强油底壳内机油的散热，油底壳底部铸有散热肋片。油底壳形状后部一般做得较深，以便发动机纵向倾斜时机油泵能吸到机油。内设有挡油板，避免油面波动太大，机油泵吸进气泡，供油不桑塔纳轿车油底壳结构畅。油底壳底部装有磁性放油塞，吸集机油中的金属屑，减少磨损。油底壳三、活塞连杆组

组成：由活塞、连杆、活塞环、活塞销和连杆等组成。气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖活塞连杆组

连杆衬套定位套筒活塞销卡簧活塞连杆组活塞组连杆组活塞活塞环活塞销（活塞销卡环）连杆螺栓连杆盖连杆轴瓦连杆体活塞连杆组组成：1、作用：活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600~700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3~5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。（一）、活塞活塞应具备的特点A刚度和强度应足够大，合理的形状和壁厚。B受热面小，散热好C热膨胀系数小、导热性能好、比重小，具有较好的减摩性和热强度。3、材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁4、结构特点：（1）基本结构：由顶部、头部、裙部组成（图2-20所示）。图2—20活塞结构1—活塞顶部2—活塞头部3—活塞裙部结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。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。

a、顶部：组成燃烧室，易热裂、压碎，要求加工应光洁，材料应阻热。

ｂ、活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。作用：a安装活塞环；

b与活塞环一起密封气缸；

c防止可燃混合气漏到曲轴箱内；

d将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。气环槽油环槽工作条件最恶劣，应离顶部远些。活塞销孔C、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：①导向作用;②承受侧压力;冷态敲缸现象：

冷态装配间隙若无或过小，则由于活塞工作时的机械变形和热变形时裙部直径增大，容易拉伤气缸壁（又称拉缸），轻则造成漏气、窜机油，重则活塞卡死。由于冷态装配间隙的存在:活塞工作时侧压力方向的交替变化，活塞越过上止点时，时而是活塞的次推力面侧贴紧气缸壁，时而是活塞的主推力面侧贴紧气缸壁，形成金属敲缸声音，加剧裙部磨损。显然，发动机冷车时敲缸现象严重。减轻冷态敲缸现象的主要结构措施：

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，裙部下端提前换向。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），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。措施1：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～2mm。减轻冷态敲缸现象的主要结构措施：

阶梯形、锥形活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。

措施2：预先做成阶梯形、锥形、椭圆形椭圆形活塞将销座外端面在铸造时凹陷0.5-1mm，或截去一小部分。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。减轻冷态敲缸现象的主要结构措施：

措施3：活塞裙部开槽（汽油机）横向绝热槽减少活塞头的热量向裙部扩散有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽留有膨胀余地活塞强度降低绝热槽膨胀槽减轻冷态敲缸现象的主要结构措施：

活塞的冷却

高强化发动机尤其是活塞顶上有燃烧室凹坑的柴油机，为了减轻活塞顶部和头部的热负荷而采用油冷活塞。1)自由喷射冷却法。2)振荡冷却法。3)强制冷却法。强制冷却法广为增压发动机所采用。二、活塞环：

活塞环是具有切口的弹性环，自由状时环外径大于缸径。分成气环和油环两大类。（一）作用：2、油环：1、气环：图2-25活塞环（1）密封（防止燃气漏入曲轴箱）；是主要作用，是传热作用的前提。（2）传热（将活塞头部吸收的70%~80%的热量传导给气缸壁）。（1）润滑（气缸壁上铺油膜）；

（2）刮油（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）；

（3）辅助密封。

（二）工作环境：（1）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重；

（2）交变的弯曲应力（三）要求：（四）材料：弹性好、强度高、耐磨损、耐高温、冲击韧性好、导热性能好。

（1）目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素（2）第1道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬（硬度高，并能储存少量机油，以改善润滑条件）；

（3）其余气环一般镀锡或磷化（以改善磨合性能）。（五）气环的密封机理：1、在活塞环自身弹力作用下，环外圆面紧贴气缸壁，形成第一密封面；2、燃气压力P1和活塞上下运动产生惯性力Pj

，带动活塞环与环槽上下表面接触，形成第二密封面。气环的切口端呈迷宫式布置（减少漏气）。

PaFPjP1P2（六）气环的结构特点：

（1）切口形状：1）直角切口：工艺性好，密封效果差；

2）阶梯切口：密封好，工艺性差；

3）斜切口：介于中间，但套装时尖角易折断；

4）带防转销钉槽切口：方向不可装反，否则，漏气量急剧增加。直角口(直切口)斜口(斜切口)搭切口(阶梯形)带防转销钉槽(封闭切口)活塞环的泵油气环的泵油作用矩形断面的气环随活塞作往复运动时，会把气缸壁上的机油不断送人气缸中。这种现象称为：“气环的泵油作用”。（1）增加了润滑油的消耗；（2）火花塞沾油不跳火；（3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；（4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；（5）加剧了气缸的磨损。

☆活塞环泵油作用的危害（七）气环的断面形状

气环的断面形状

a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环

1、扭曲环：a)正扭曲环：内圆上边缘切去部分金属或外圆下边缘切去部分金属；

b)反扭曲环：内圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去部分金属；

eF1F2F1F2M①定义：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。②扭曲原理：

扭曲环的优点：a)密封性、磨合性好（线接触）；

b)防止“泵油”现象；

c)形成油楔，改善润滑；

d)提高刮油能力。

③

扭曲环特点④扭曲环安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。扭曲环的缺点：a)扭转角不超过1º，工艺性差；

b)不可装反，否则机油消耗率成倍增加，环上有朝上记号。内切口扭曲环外切口扭曲环a)工艺性差（凸圆弧面难加工）；

b)仍有“泵油”现象。

锥面环优点：

缺点：a)活塞上下移动时均能形成油楔作用，改善润滑；

b)避免棱缘负荷，能很好适应活塞的摆动及气缸表面；

c)密封性改善。

2）锥面环：小锥角，不超过2º，方向不可装反。优缺点同扭曲环，但仍有“泵油”现象。

3）桶面环：与气缸壁凸圆弧面接触。

桶面环气环的断面形状气环断面形状：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为凸圆弧形1、作用：布油(活塞上行)刮油(活塞下行)密封(辅助作用)（七）油环图2-33油环的刮油作用（a）（b）

☆2、油环的结构特点：

油环置于最后一道环槽，背隙内气体压力极低，因此，油环置于气缸内时，必须具有较大的初始弹力。

刮油片轴向衬簧刮油片径向衬簧普通油环组合油环3、油环分为两种类型：（a）异向外倒角油环

（b）同向外倒角油环

（c）同向内倒角油环

（d）鼻式油环

（e）双鼻式油环

油环的刮油作用油环的刮油作用将气缸壁上多余的机油刮下来经活塞上的回油孔流回油底壳。（八）活塞环的间隙（1）

端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25～0.50mm。（2）侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04～0.10mm；其他气环一般为0.03～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025～0.07mm。（3）背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。一般为0.5～1mm。

活塞环三隙1—气缸；2—活塞环；3—活塞；△1—开口间隙；△2—侧隙；△3—背隙

1—钢片；2—衬簧；3—径向衬簧；4—轴向衬簧；5—活塞

组合式油环三、活塞销与销座（一）活塞销1、作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆

。

3、要求：2、工作条件：（1）高温（2）冲击载荷大（3）润滑困难

（1）足够的强度（2）刚度（3）韧性（4）耐磨性（5）重量轻图2-36活塞销的内孔形状4、结构特点：管状（图2-36所示）

（1）等截面圆柱形：易加工，但质量大；

（2）两段截锥形：等强度梁，质量小，但难加工；

（3）组合形：居中。连杆活塞销全浮式：活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。5、活塞销连接方式：

☆装配时，应先将铝合金活塞预热（70~90ºC的水或油中加热），然后将销装入。

全浮式半浮式四、连杆1、作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆小头杆身连杆大头3、要求：在质量尽可能小的前提下有足够的刚度和强度。刚度不足的后果：（1）大头孔失圆：烧轴瓦，甚至咬死。

（2）杆身弯曲：偏磨，漏气，窜机油。

2、工作特点：复杂平面运动，承受压缩、拉伸、弯曲等交变载荷。

4、材料与工艺：中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成。

5、结构特点：由连杆小头、杆身、连杆大头（包括连杆盖）三部分组成。（1）连杆小头一般压入减磨的锡青铜衬套，小头顶部铸有工艺凸台，减重用；小头顶部开有润滑油槽，收集飞溅油雾，润滑活塞销。（2）杆身：通常做成“工”字形断面，以求在刚度足够的前提下尽可能减少惯性质量，有的杆身钻有润滑油道。

通常做成分开式的（有平切口和斜切口两种）以便于拆装活塞连杆组，被分开的部分叫连杆盖，两者之间用连杆螺栓连接。连杆与连杆盖之间有配对记号，拆装时应注意一致。

图2-39连杆装配标记（3）连杆大头：

连杆大头孔内过盈压入上、下两半薄壁钢轴瓦，在其内表面上涂有0.3～0.7mm厚的减磨合金层，具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用，主要有巴氏合金、铜铝合金、高锡铝合金。轴瓦背面制有定位凸肩，防止轴瓦转动；轴瓦内表面开有油槽用以储油和作垃圾槽用。6、汽车发动机连杆分类：（1）平切口：连杆大头沿着与杆身轴线垂直的方向切开，汽油机和较小功率柴油机用。

定位可靠，结构简单（利用连杆螺栓上经过精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与精加工的连杆螺栓孔来保证）；

连杆大头沿着与杆身轴线成30～60º夹角切开，常用于曲柄销直径较粗的较大功率柴油机，否则，连杆大头尺寸太大，无法从气缸中拆下活塞连杆组。

定位不可靠（切口方向受到附加剪切力，连杆螺栓易剪断，连杆盖脱落会击穿气缸体）。优点是：（2）斜切口：缺点是：平切式斜切式螺栓定位连杆止口定位的连杆连杆大头套筒定位齿形定位连杆连杆轴承（连杆瓦）作用：

保护连杆轴颈及连杆大头孔。

组成：

由钢背和减摩层组成。钢背由1～3mm的低碳钢制成。减摩层为0.3～0.7mm的减摩合金，层质较软能保护轴颈。

减摩层材料：（1）白合金（巴氏合金）：减摩性能好，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，承载能力大，耐热性好。多用于高负荷的柴油机。但其减摩性能差。

（3）铝基合金：有铝锑镁合金、低锡铝合金和高锡铝合金三种。四、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扭转减振器飞轮曲轴1、作用：(二)、曲轴（1）.把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。（2）.驱动配气机构及其它附属装置。（3）驱动配气机构和发电机、水泵、转向油泵、空气压缩机等附件。2、工作条件：3、要求：（3）旋转惯性力系达到良好的平衡（离心力合力及其合力矩为零时称为完全平衡，亦称动平衡）。4、材料及工艺：（1）多采用优质中碳钢或中碳合金钢如铬镍钢（18CrNi5）、铬铝钢（34CrAl16）模锻而成，主轴颈和曲柄销工作表面均需高频淬火或氮化，再经过精磨；其轴颈圆角过渡处不经淬火，采用滚压强化工艺，以提高疲劳强度。优点是机械疲劳强度高，轴颈直径可以较细，发动机结构紧凑，但表面加工质量要求高，否则，容易引起应力集中。

承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由此产生的扭矩、弯矩的共同作用。

（1）足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性；

（2）各工作表面润滑良好、耐磨；

前端轴连杆轴颈曲轴主轴颈后端轴平衡重曲柄5、曲轴的基本组成：前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端轴等，一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。（1）主轴颈非全支承：全支承：——用于支撑曲轴。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，否则称为非全支承曲轴。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（2）连杆轴颈（3）曲柄曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆轴颈（4）平衡重平衡连杆大端、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及力矩。安装连杆大头部分中空兼作油道中空连杆轴径平衡重曲柄（5）润滑：曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈和连杆轴颈。

1-主轴颈；2-曲轴；3-连杆轴颈；4-圆角；5-积污腔；6-油管；7-开口销；

8-螺塞；9-油道；10-挡油盘；11-回油螺纹；12-飞轮结合盘曲轴的连杆轴颈和主轴颈的油孔（5）润滑（6）前端1.2止推轴承3.止推片4.正时齿轮5.甩油盘6.油封7.皮带轮8.起动爪作用：前端用来安装正时齿轮、皮带轮、扭转减振器及起动爪等；由于曲轴前端伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，在曲轴前设有防漏装置→甩油盘，当被齿轮挤出和甩出的润滑油落到甩油盘上时，沿壁面流回油底壳中。（7）后端：作用：后端有飞轮结合盘(凸缘盘)，用来安装飞轮。前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。曲轴后端回油螺纹FrFr1Fr2（8）曲轴的主轴承在主轴承上瓦上通常开有油孔和油槽；而下瓦通常是不开油孔和油槽的；不可将上、下轴瓦装错。汽车行驶时由于踩踏离合器而对曲轴施加轴向推力，使曲轴发生轴向窜动。过大的轴向窜动将影响活塞连杆组的正常工作。为了保证曲轴轴向的正确定位，装有止推轴承。曲轴止推轴承有翻边轴瓦、半圆环止推片。（9）曲轴的轴向限位（9）曲轴的轴向限位

轴向限位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）。曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。主轴颈止推垫片止推轴承连杆轴颈主轴承盖（翻边轴瓦）①翻边轴承轴向定位是将轴瓦两侧翻边作为止推面，在止推面上浇铸减摩合金。轴瓦的止推面与曲轴止推面之间留有0.06～0.25mm的间隙，从而限制了曲轴轴向窜动量。②止推轴承环止推片

止推轴承环为两片止推圆环，分别安装在第三道（四缸发动机）第四道（六缸）主轴承盖上。（10）、曲拐数决定因素：1）发动机的气缸数2）发动机的排列方式故：1）直列发动机的曲拐数等于气缸数2）V型和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。2）连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行。比如：四缸机：1-3-4-2或1-2-4-3

六缸机：1-5-3-6-2-4；

3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。（1）一般规律四冲程四缸发动机曲拐布置（2）常见曲轴曲拐的布置对缸数为i的发动机而言，其发火顺序为：四行程：720°/i

二行程：360°/i①四行程四缸发动机的发火顺序和曲拐布置点火顺序：各缸完成同名行程的次序。曲轴转角（度）

一缸二缸三缸四缸0～180180～360360～540540～720功功功功排进压排进压排进压排进压1↓3↓4↓2②直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置曲轴转角（度）601201802403003604204805406006607200～180180～360360～540540～720一缸二缸三缸四缸五缸六缸排进压进压排进压排进压排进压排进压排发火顺序：1-5-3-6-2-4功功功功功功六缸四行程发动机的曲拐布置发火顺序：1-5-3-6-2-4

或：1-4-2-6-3-5四行程四缸发动机的曲拐布置（三）曲轴扭转减振器作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转动平稳，可靠工作。种类：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惯性盘橡胶垫减振器圆盘皮带轮毂曲轴前端当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图（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、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。（二）构造飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量。齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。飞轮上的标记符号：在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。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。标记曲轴飞轮组曲轴带轮正时齿轮扭转减震器飞轮：主轴颈连杆轴颈曲柄平衡块前端和后端曲拐（理解记忆）橡胶式硅油式摩擦片式掌握飞轮的作用

小结作业1)曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组组成.即、和

。2)汽油机的燃烧室有

、

和

等三种.3)活塞连杆组由

、

、

、

、

等组成。4)活塞可分为三部分，

、

和

。5)活塞环是具有弹性的开口环，有

和

两种。

起密封和导热的作用；

起布油和刮油的作用。气环的开口有

;

;

和

等四种形式.6)连杆分为三部分：即

、

和

。曲柄连杆机构的维修一、气缸体的修理磨损规律气缸磨损的测量

在活塞的全行程的上、中、下三个断面。每个断面必须测量发动机纵向和横向两条直径。气缸圆度误差。气缸圆柱度误差。气缸的测量曲轴主轴承孔磨损测量

曲轴主轴承的圆度误差大于0.025mm或穴蚀面积大于250mm2时，必须进行修理。气缸盖平面变形测量二、活塞的测量活塞环的检测弹力和漏光度的检查活塞环端隙的测量活塞环侧隙的测量活塞环背隙的测量活塞环背隙活塞环的安装三、连杆的检测连杆弯扭的检测连杆扭曲的校正

四、曲轴弯曲的检验五、飞轮的检验常见故障诊断与排除

一、主轴瓦响

1.故障现象

(1)当发动机转速突然变化时，有明显而沉重的连续“嘡嘡”声，并伴随气缸体产生抖动；

(2)发动机的转速升高，响声增大；

(3)发动机负荷变化时，响声明显。

主轴瓦响嘡嘡响

2.故障诊断与排除方法

(1)拆下机油加注口盖，耳朵贴近机油加注口倾听，同时反复改变发动机的转速试验：突然加速或减速时，发动机出现明显钝哑沉重的“嘡嘡”响声，当用听诊器或简易听诊杆在气缸体曲轴位置察听时，响声明显。

(2)利用单缸断火法试验，响声没有变化，然后将相邻两缸断火试验，如在某两缸断火后，响声明显减弱，说明这两缸之间的主轴瓦发响。

(3)使发动机高速运转，机体会产生较大的振动，机油压力偏低，说明主轴瓦间隙过大或轴承合金层脱落。

(4)放尽机油，拆下油底壳后检查：

①如发现机油中和油底壳壁上有轴承合金屑粒，则说明轴承合金脱落，应更换新的主轴瓦，并检查主轴颈有无损伤。

②检查主轴承盖螺栓是否松动，如有松动，应按规定力矩拧紧。

③检测主轴瓦径向和轴向间隙，若间隙过大，应更换新主轴瓦。

二、连杆轴瓦响

1.故障现象

(1)发动机运转中，产生一种连续而短促的“当当”声，中速运转时，响声比较明显，当突然加速时，响声随着增大；

(2)发动机负荷增加时，响声随着增大；

(3)发动机温度变化时，响声不随着变化。连杆轴瓦响连杆轴瓦曲轴连杆轴颈连杆当当响2.故障诊断与排除方法

(1)使发动机怠速运转，可听到短促的“当当”声，随着转速的升高，响声会更突出，拆下机油加注口盖倾听，响声为清脆的“当当”声，说明是连杆轴瓦响。

(2)利用单缸断火法试验：若某缸断火时响声减弱或消失，在复火的瞬间响声又立即出现，则可断定该缸连杆轴瓦响。

(3)放尽机油，拆下油底壳检查：

①发现机油中或油底壳壁上有轴承合金屑粒，说明连杆轴瓦合金层脱落，应更换新的连杆瓦，并检查连杆轴颈有无损伤；

②检查连杆螺栓有无松动，如有松动，应按规定力矩拧紧；

③若连杆螺栓不松动，用手上、下推拉连杆盖检查，如感觉旷量较大，说明连杆轴瓦磨损过甚，应更换新的连杆轴瓦。

(4)检查机油压力是否过低，若属机油压力过低造成的响声，应调整油压；若属机油粘度过小造成的响声，应更换机油。

三、活塞敲缸响

1.故障现象

(1)发动机在怠速或低、中速运转时，在气缸上部发出清晰、明显、有规律的“嗒嗒”

声，中速以上一般减弱或消失；

(2)发动机温度低时响声明显，正常工作温度下，响声减弱或消失；

(3)发动机在高温、高速运转时，发出“嘎嘎”连续不断且有节奏的响声。

活塞敲缸

2.故障诊断与排除方法

(1)发动机冷车起动，即发出有节奏的“嗒嗒”声，此时应将发动机转速控制在响声最明显的范围内，在气缸体上部用听诊器或简易听诊杆听诊，若响声在怠速、冷车时明显，在高速、温度升高后减弱或消失；同时伴有从机油加注口冒烟、排气管冒蓝烟现象，则说明活塞敲缸。

(2)将发动机置于响声最明显的转速上运转，逐缸进行断火试验：若某缸断火后响声减弱或消失，说明该缸活塞敲缸；若在断火后出现敲缸响声，并由间断响变成连续响，则说明活塞裙部锥度过大，使活塞头部撞击气缸壁所致。应检查并更换活塞。

(3)发动机熄火，拆下有响声气缸的火花塞或喷油器，往气缸内注入少量机油，