曲柄连杆机构课件

第三章 曲柄连杆机构1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组一、功用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变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。曲柄连杆机构工作示意图.二、组成三、工作条件承受机械载荷：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。1、机体组曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳机体组是发动机各总成的装配基体，它决定着各个总成的位置关系。机体组包括气门室罩、气缸盖、气缸垫、气缸体、曲轴箱和油底壳等组成。曲轴箱气门室罩1）气缸体与曲轴箱气缸体一般由铸铁或铝合金铸造而成，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。名称性能应用一般式（平分式）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。a.按与油底壳安装平面位置不同气缸体分为：油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。一般式气缸体c.根据排列方式不同气缸体分为：结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。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。高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机d.整体式气缸体和镶嵌式气缸体整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。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。3）曲轴箱曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。结构：上轴箱与气缸体铸成一体下轴箱贮存润滑油（油底壳）材料：薄钢板冲压桑塔纳发动机油底壳4）气缸盖(cylinderhead)功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。气缸盖上一般装有气门、火花塞或喷油器等，其内部加工有气门座孔、火花塞座孔、油道、水道、推杆孔等。6)气缸垫功用：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。安装:注意方向材料要求：有弹性、耐热性、耐压性2.活塞连杆组气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖活塞应具备的特点A刚度和强度应足够大，传力可靠。B导热性能好，耐高压、高温、磨损C质量较小，尽可能减少往复惯性力1）活塞(Piston

)功用：直接承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。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。材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁。（1）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。活塞顶类型形状示意图平顶凸顶凹顶结构简单、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。（2）活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气环槽油环槽工作条件最恶劣，应离顶部远些。

活塞销孔作用：

1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。裙部表面的保护1）镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油机）易脆断可加速磨合，自润滑。3）表面粗糙化有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形活塞形状工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。销座方向工作时向里变形不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。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，易发生泵油作用。扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，减小摩擦，减轻泵油作用，注意安装方向。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。加工困难。梯形环易于挤出环槽内积炭，延长使用寿命，加工困难，精度要求高．桶面环对气缸表面和活塞偏摆的适应性好、外圆为凸圆弧形，加工困难。气环的泵油作用气环的泵油作用演示防泵油方法：装油环、采用扭曲环（2）油环种类普通油环组合式油环示意图刮油片轴向衬环径向衬环刮油片油环的刮油作用活塞环安装位置3）活塞销

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。

构造：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。活塞销的连接方式连杆活塞销全浮式半浮式活塞销的偏置使活塞从压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。4）连杆(Connectingrod)

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。连杆组件分解图连杆的布置V型发动机连杆的布置形式并列式主副式叉式直列发动机连杆的布置形式连杆轴瓦定位凸键油槽润滑减磨合金层连杆大头的连接形式平分式斜分式3.曲轴飞轮组起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴1）曲轴(Crank

)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装置。工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。结构：前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲柄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，否则称为非全支承曲轴。曲拐的布置一般规律各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。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。V型发动机左右气缸尽量交替作功。曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。四冲程四缸发动机曲拐布置及点火顺序四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置及点火顺序扭转减振器皮带盘惯性盘橡胶垫减振器圆盘皮带轮毂曲轴前端多用橡胶摩擦式扭转减振器，其功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。

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。2）飞轮(Flywh