曲柄连杆机构课件

第二章

曲柄连杆机构第二章

曲柄连杆机构本章教学提示本章主要内容介绍曲柄连杆机构的功用、组成、各主要零部件的功用、结构及相关零部件拆装等内容。本章教学提示本章主要内容介绍本章教学提示理论知识实操技能知识与能力拓展本章小结自测题本章教学提示理论知识本章教学要求掌握曲柄连杆机构与机体零件功用，形式及结构特点；辨认机体零件与曲柄连杆机构的缺陷，分析产生损伤的原因，确定修复方法；进行汽缸盖、机体平面变形的正确检验；进行汽缸套的正确拆装；正确进行活塞连杆组各部件的检验与选配补整；正确进行活塞连杆组的组装，活塞连杆向汽缸内安装。本章教学要求掌握曲柄连杆机构与机体零件功用，形式及结构特点；理论知识1.曲柄连杆机构的功用和组成2.曲柄连杆机构的受力分析3.机体组4.活塞连杆组5.曲轴飞轮组理论知识1.曲柄连杆机构的功用和组成曲柄连杆机构的功用和组成一、曲柄连杆机构的功用把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能，该机构是往复活塞式内燃机将热能转化为机械能的主要机构。曲柄连杆机构的功用和组成一、曲柄连杆机构的功用曲柄连杆机构的功用和工作原理曲柄连杆机构的功用和工作原理二、曲柄连杆机构的组成

1.机体组：主要包括汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸衬套、油底壳等机件；2.活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。二、曲柄连杆机构的组成3.曲轴飞轮组：主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器等3.曲轴飞轮组：主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器等本讲小结曲柄连杆机构的功用及原理概述；曲柄连杆机构的组成概述；曲轴飞轮组结构概述。本讲小结曲柄连杆机构的功用及原理概述；10曲柄连杆机构的受力分析曲柄连杆机构受到的力：气体压力；往复惯性力和离心力；摩擦力。曲柄连杆机构受到的力主要有气体压力、往复惯性力、旋转运动的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力。曲柄连杆机构的受力分析曲柄连杆机构受到的力：11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。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12机体组1.气缸体2.气缸盖与气缸衬垫3.油底壳4.发动机的支承机体组1.气缸体13一、气缸体

现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成。机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零件的装配基体。各运动件的润滑和受热部件的冷却也都要通过机体组来实现。因此，可以说机体组把发动机的各种机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系。一、气缸体现代汽车发动机机体组主14水冷发动机的气缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为气缸体——曲轴箱，也可简称为气缸体。气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为汽缸；下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。1.气缸体的结构形式水冷发动机的气缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为气缸体——曲轴15作为发动机各个机构和系统的装配基体，气缸体本身应具有足够的刚度和强度。其具体结构形式分为三种，如下图所示。作为发动机各个机构和系统的装配基体，气缸体本身应具有足够的刚16曲柄连杆机构课件17特点：一般式气缸体：便于机械加工；龙门式气缸体：刚度和强度较好，但工艺性较差；隧道式汽缸体：为安装用滚动主轴承支承的组合式曲轴，结构刚度比龙门式的更高，如黄河JNll81C13型汽车6135Q型发动机。特点：18气缸工作表面由于经常与高温、高压的燃气相接触，且活塞在其中作高速往复运动，所以必须耐高温、耐磨损、耐腐。为了满足以上要求，一般可从气缸的材料、加工精度和结构等方面采取措施。气缸工作表面由于经常与高温、高压的燃气相接触，且活塞在其中作19为了保证汽缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖随时加以冷却。冷却方式有两种：一种用冷却液来冷却(水冷)；另一种用空气来冷却(风冷)。为了保证汽缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖随时加20发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖中均有充人冷却液的空腔，称为水套，如图所示。气缸体和气缸盖上的水套是相互连通的。发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖中均有充人冷却液的空腔，称21发动机用空气冷却时，在气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分，如图所示。一般风冷发动机的缸体与曲轴箱是分开铸造的。发动机用空气冷却时，在气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片，以22对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外形结构，对于发动机气缸体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置情况。汽车发动机气缸排列基本上有以下三种形式：2.气缸排列形式对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外形结构，对于发动23①单列式(直列式)发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。但为了降低发动机的高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。②双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角<180°，称为V形发动机。③γ=180°则称为对置式发动机。①单列式(直列式)发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的24直列式多缸发动机气缸体的结构简单、加工容易，但长度和高度较大。与直列式发动机相比，V形发动机缩短了发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度，重量也有所减轻，但加大了发动机宽度，且形状复杂，加工困难，一般多用于缸数多的大功率发动机上。直列式多缸发动机气缸体的结构简单、加工容易，但长度和高度较大25对置式发动机高度比其他形式的小得多，在某些情况下使得汽车的总布置更方便。气缸对置对于风冷发动机也是有利的。对置式发动机高度比其他形式的小得多，在某些情况下使得汽车的总26为了提高气缸表面的耐磨性，可从材料、加工精度和结构等方面来考虑。缸体的材料，一般用优质灰铸铁。3.气缸套为了提高气缸表面的耐磨性，可从材料、加工精度和结构等方面来考27采用铝合金缸体（如北京BJ1041型汽车的492QG2型）发动机缸体时，由于铝合金耐磨性不好，必须镶缸套。采用铝合金缸体（如北京BJ1041型汽车的492QG2型）发28汽缸套有干式和湿式两种，如图所示。汽缸套有干式和湿式两种，如图所示。29

本讲小结现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成。1.气缸体的结构形式；2.气缸排列形式；3.气缸套的结构形式。本讲小结现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬30一、气体压力

在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在，但由于进气、排气两个行程中气体压力较小，对机件影响不大，故在这里主要研究做功和压缩两个行程中的气体作用力。一、气体压力在每个工作循环的四个31气体压力是推动活塞向下运动的。这时，燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部，作用在活塞顶的气体总压力的一分力把活塞压向汽缸壁，使两者产生摩擦分力；另一分力通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄上,分解为力R和S。R产生压紧力，S产生一个旋转矩T。气体压力是推动活塞向下运动的。这时，燃烧气体产生的高压直接作32气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶的气体总压力一个分力将活塞压向汽缸的另一侧壁，也使两者产生摩擦；另一个分力通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄上，分解为力R′和S′。R′产生压紧力，S′对曲轴造成一个旋转阻力矩T′。气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶的气体总压33在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞和位移而变化的，再加上连杆在左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支承表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损的不均匀性。同样，汽缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的。在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞和位移而变34二、往复惯性力和离心力往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力，这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在的。活塞和连杆小头在汽缸中作往复直线运动时，速度很高，而且数值在不断地变化。往复运动的活塞速度从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零。偏离曲轴轴线的活塞、活塞销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外，其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关。二、往复惯性力和离心力往复运动的物体，当运动速度变化时，就要35当活塞从上止点向下止点向下运动时，前半程惯性力向上，后半程惯性力向下；当活塞从下止点向上止点向上运动时，前半程惯性力向下，后半程惯性力向上。离心力F总可分解为沿活塞运动方向的分力及垂直分力。当活塞从上止点向下止点向下运动时，前半程惯性力向上，后半程惯36往复惯性力使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷，加快轴承的磨损。离心力沿活塞运动方向的分力加剧了发动机的上，下振动；与活塞运动方向垂直的分力则使发动机产生以水平方向为主的振动。离心力使连杆大头的轴瓦和活塞销、曲轴主轴颈及其轴承受到载荷，增加它们的变形和磨损。往复惯性力使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载37三、摩擦力曲柄连杆机构中相互接触的表面作相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦因数成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源。上述各力分析是单独分析的，实际上这些力不是单独存在的，各机件所受的力是各种力的综合。曲柄连杆机构产生的惯性力和摩擦力都是有害的，现代发动机尽量减少运动件的质量和活塞的行程，以便减少惯性力。同时保证运动件有效高的加工精度和装配精度，并采取加强润滑等措施，以减少摩擦力。三、摩擦力曲柄连杆机构中相互接触的表面作相对运动时都存在摩擦38本讲小结曲柄连杆机构受到的力；气体压力的产生、传递及平衡；往复惯性力和离心力的产生及作用；摩擦力的产生及作用。本讲小结曲柄连杆机构受到的力；391.气缸体

2.气缸盖与气缸衬垫

3.油底壳4.发动机的支承机体组1.气缸体机体组40气缸盖与气缸衬垫气缸盖的主要功用是密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室。同时，气缸盖也为其他零部件提供安装位置。气缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气的作用。1.气缸盖气缸盖与气缸衬垫气缸盖的主要功用是密封气缸上部，并与活塞顶41一般来说，要求气缸盖应具有足够的强度和刚度，为什么?气缸盖在机械负荷和热负荷作用下产生的变形会导致进、排气门密封被破坏和气缸盖密封(气封、水封、油封)被破坏影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性。一般来说，要求气缸盖应具有足够的强度和刚度，为什么?42气缸盖的材料一般采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成。气缸盖的材料应当用导热好，机械强度和热强度高、铸造性能好的材料，一股采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成。有的汽油机气缸盖用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有利于提高压缩比。铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中容易变形。CA6102型发动机系采用铜钼低合金铸铁铸造的整体式气缸盖。气缸盖的材料一般采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成。43发动机的气缸盖形状复杂，对于常见的水冷发动机，水冷发动机气缸盖上有:进、排气门座孔；气门导管孔和进、排气通道；冷却水套及其进、出口；润滑油路及其进、出口；气缸盖螺栓孔及安装摇臂或凸轮轴座的螺栓孔等。发动机的气缸盖形状复杂，对于常见的水冷发动机，44汽油机气缸盖设有火花塞座孔柴油机气缸盖设有安装喷油器的座孔。在多缸发动机的一列中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖。汽油机气缸盖设有火花塞座孔451)楔形燃烧室。其结构较简单、紧凑，在压缩终了时能形成挤气涡流。汽油机常用燃烧室形状有以下几种1)楔形燃烧室。其结构较简单、紧凑，在压缩终了时能形成挤气462)浴盆形燃烧室。其结构较简单，但不够紧凑；北京492QG2型发动机采用了这种燃烧室。2)浴盆形燃烧室。其结构较简单，但不够紧凑；473)半球形燃烧室。其结构较前两种更紧凑，但因进、排气门分别置于缸盖两侧，故使配气机构比较复杂。由于其散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体。3)半球形燃烧室。其结构较前两种更紧凑，但因进、排气门分别置484)

碗形燃烧室。碗形燃烧室是布置在活塞中的一个回转体，采用平底气缸盖，工艺性好；但燃烧室在活塞顶内使活塞的高度与质量增加，同时活塞的散热性也差。碗形4)碗形燃烧室。碗形燃烧室是布置在活塞中的一个回转体，采495)

篷形燃烧室。其性能与半球形相似，组织缸内气流进行挤气运动要比半球形容易，燃烧室也可全部加工。5)篷形燃烧室。其性能与半球形相似，组织缸内气流进行挤气502.气缸衬垫

气缸盖衬垫(简称气缸垫)是气缸盖底面与气缸体顶面之间的密封件，用来保证燃烧室不漏气。同时气缸垫还应满足以下要求：1)高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏;2)

耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却液的作用下不烧损、不变质;3)

具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、平面度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封;4)

拆装方便，能重复使用，寿命长。2.气缸衬垫气缸盖衬垫(简称气缸51目前应用较多的是金屑——石棉气缸垫。石棉之间夹有金属丝或金属屑，而外覆铜皮或钢皮。水孔和燃烧室孔周围另用镶边增强,以防被高温燃气烧坏。这种气缸垫压紧厚度为1.2-2mm，有很好的弹性和耐热性，能重复使用，但厚度和质量的均一性较差。目前应用较多的是金屑——石棉气缸垫。石棉之间夹有金属丝或金属52有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或扎孔钢板(冲有带毛刺小孔的钢板)为骨架，两面用石棉及橡胶粘接剂压成的气缸垫。有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或扎孔钢板(冲有带毛53近年来，国内正在试验采用膨胀石墨作为气缸垫的材料。很多强化的汽车发动机采用实心的金屑片作为气缸垫。这种气缸垫由单块光整冷轧的低碳钢板制成，在需要密封的气缸孔和水孔、油孔周围冲压出一定高度的凸纹，利用凸纹的弹性变形来实现密封。解放CAl091型汽车6102型发动机的气缸垫，即采用了这种较先进的加强型无石棉气缸垫。知识延伸近年来，国内正在试验采用膨胀石墨作为气缸垫的材料。知识延伸54新型气缸垫可以降低工业污染，为什么？在气缸孔密封部位采用五层薄钢板组成，并设计成圆形，没有石棉夹层，从而消除了气囊的产生，也减少了工业污染。新型气缸垫可以降低工业污染，为什么？55无石棉气缸垫结构如下图所示无石棉气缸垫结构如下图所示56在油孔和水孔周围均包有钢护圈，以提高密封性。气缸盖用螺栓或螺柱紧固在气缸体上。为了保证气缸垫均匀平整地夹在气缸体和气缸盖之间，避免缸盖翘曲变形造成漏气，拧紧螺栓时，应该注意哪些问题？拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用转矩扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧，以免损坏气缸垫和发生漏水现象。在油孔和水孔周围均包有钢护圈，以提高密封性。57如果气缸盖由铝合金制成，则最后必须在发动机冷态下拧紧，这样热起来时会增加密封的可靠性，为什么？因为铝气缸盖的膨胀系数比钢制的螺栓大；而铸铁气缸盖则可以在发动机热态时最后拧紧。如果气缸盖由铝合金制成，则最后必须在发动机冷态下拧紧，这样热58气缸盖的功用、结构、材料及拆装；气缸衬垫功用、结构、材料。本讲小结气缸盖的功用、结构、材料及拆装；本讲小结591.气缸体

2.气缸盖与气缸衬垫3.油底壳

4.发动机的支承

机体组1.气缸体机体组60油底壳油底壳的主要功用是贮存机油(润滑油)并封闭曲轴箱。油底壳油底壳的主要功用是贮存机油(润滑油)并61油底壳受力很小，一般采用什么工艺制成？一般采用薄钢板冲压而成。其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量。在有些发动机上，为了加强油底壳内机油的散热，采用了铝合金铸造的油底壳，在壳的底部还铸有相应的散热肋片。油底壳受力很小，一般采用什么工艺制成？62为了保证在发动机纵向倾斜时机油泵能经常吸到机油，油底壳后部一般做得较深。油底壳内还设有挡油板，防止汽车行驶时油面波动过大。油底壳底部装有放油螺塞。有的放油螺塞是磁性的或内含磁性元件，能吸集机油中的金属屑，以减少发动机运动零件的磨损。为了保证在发动机纵向倾斜时机油泵能经常吸到机油，油底壳后部一63发动机的支承发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支撑来支承在车架上。发动机的支承方法一般有三点支承和四点支承两种。发动机的支承发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支撑64三点支承可布置成前二后一或前一后二，北京492QA型发动机的支承是前面两个支承点位于曲轴箱的支撑上，后面一个支承点在变速器壳上。三点支承可布置成前二后一或前一后二，北京492QA型发动机的65解放CA6102型汽油机上采用前一后二的三点支承形式。采用四点支承时，前后各有两个支承点。解放CA6102型汽油机上采用前一后二的三点支承形式。采用四66油底壳的主要功用:贮存机油、封闭曲轴箱；油底壳的制造工艺：薄钢板冲压；发动机的支承方法：三点支承、四点支承。本讲小结油底壳的主要功用:贮存机油、封闭曲轴箱；本讲小结67活塞连杆组活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。活塞连杆组由活塞，活塞环，活塞销和连杆等部件组成。

活塞连杆组活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同68一、活塞活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。一、活塞活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此力通过69从活塞的工作条件可看出，为保证发动机的良好运行特性，对活塞合金材料性能有一定要求。主要有哪些呢？密度小、热膨胀系数小、好的耐磨性、好的力学性能、好的热传导性及好的加工性能。从活塞的工作条件可看出，为保证发动机的良好运行特性，对活塞合70活塞顶部形状主要取决于燃烧室的选择与设计，而燃烧室的选择取决于活塞直径、发动机的转速、经济性、动力性、功率、可靠性及排放等。汽油机活塞顶部形状：平顶凹顶柴油机活塞顶部形状：常常设有各种各样的凹坑1.活塞顶部活塞顶部形状主要取决于燃烧室的选择与设计，而燃烧室的选择取决71平顶：优点是吸热面积小，制造工艺简单。凹顶：改善混合气形成和燃烧，凹坑的大小还可以用来调节发动机的压缩比。平顶：优点是吸热面积小，制造工艺简单。72活塞头部的主要作用有：①承受气体压力，并传给连杆；②与活塞环一起实现气缸的密封；③将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。活塞头部切有若干用以安装活塞环的环槽。汽油机一般有2-3道环槽，上面1-2道安装气环，下面1道安装油环。2.活塞头部活塞头部的主要作用有：2.活塞头部73在油环槽底面上钻有许多径向小孔，它们的作用是什么?被油环从气缸壁上刮下来的多余机油，得以经过这些小孔流回油底壳。在油环槽底面上钻有许多径向小孔，它们的作用是什么?74活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑，过渡圆角R应足够大，以使活塞顶吸收的热量能由各道环分担传走，便于热量从活塞顶经活塞环传给气缸的冷却壁面上，从而防止活塞顶部温度过高。有的发动机活塞在第一道环槽上面车出较环槽窄的隔热槽，大家知道其的作用是什么吗？活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑75在热负荷较高的发动机中，由于活塞的第一道环槽温度较高，铝合金材料硬度下降，再加上活塞环与环槽的相对运动，更加速了环槽的磨损。可铸入由耐热合金钢制造的环槽护圈。作用是隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流方向转折，把原来应由第一道活塞环散走的热量分散，以消除第一道环过热后产生积炭和卡死在环槽中的可能性。高强化直喷式燃烧室柴油机还在第一道环槽和燃烧室喉口处均镶嵌耐热护圈，以保护喉口不致因为过热而开裂。在热负荷较高的发动机中，由于活塞的第一道环槽温度较高，铝合金763.活塞裙部活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分，为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。销座热膨胀：热膨胀使销座处外扩。挤压变形：燃烧气体压力传递使活塞裙部承受侧压力而产生挤压变形。弯曲变形：活塞在侧压力的作用下迫使活塞裙部沿销座轴方向上增大。裙部变形：机械变形和热变形。3.活塞裙部活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分，77活塞在侧压力Fn的作用下，有使圆形裙部压扁的趋势，同时迫使活塞裙部盲径沿销座轴同一方向上增大。此外，活塞工作时产生的机械变形和热变形，使得其裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆。活塞在侧压力Fn的作用下，有使圆形裙部压扁的趋势，同时迫使活78活塞的销孔与活塞销组成一对摩擦副，它将活塞顶部气体作用力通过活塞销座传给活塞销，然后再传递到连杆和曲轴。因此，销座必须与活塞销有足够的强度、承压面积和耐磨性。销座孔的中心线一般位于活塞中心线的平面内。但也有些高速汽油机的活塞销孔中心线偏离活塞中心线，活塞销座轴线向在作功行程中受侧向力的一面偏移了1-2mm，避免侧压力的作用方向改变使活塞敲击气缸壁面发出噪声。4.活塞销座活塞的销孔与活塞销组成一对摩擦副，它将活塞顶部气体作用力通过79曲柄连杆机构课件80把活塞销偏移布置的优缺点？如果把活塞销偏移布置，则可使活塞较平稳地从压向气缸的一面过渡到另一面，而且过渡时刻早于达到最高燃烧压力的时刻，可以减轻活塞敲缸，减小噪声，改善发动机工作的平顺性。但这种活塞销偏置的结构，却带来活塞裙部两端的尖角负荷增大，引起这些部位的磨损或变形增大。这就要求活塞的间隙尽可能的小。把活塞销偏移布置的优缺点？81为了减小活塞质量，在许多高速汽油机上采用了裙部(称拖板式裙部)。这种结构不仅质量轻，而且裙部具有较大的弹性，可使裙部与气缸装配间隙减小很多，也不会卡死。为了减小活塞质量，在许多高速汽油机上采用了裙部(称拖板式裙部82活塞连杆组的功用:往复运动转变为曲轴的旋转运动；活塞连杆组的组成：活塞，活塞环，活塞销和连杆等；活塞的作用：承受气缸中的气体压力并传给连杆；组成燃烧室；活塞的材料：密度膨胀小，耐磨性、热传导性及加工性能好合金材料：活塞顶部：平顶，凹顶，复杂凹顶；活塞头部：主要作用：传力，传热，密封；有安装活塞环的环槽：2-3道环槽；活塞裙部：导向和承受侧压力，变形；活塞销座：承压和耐磨，新机构：活塞销孔中心线偏离。本讲小结活塞连杆组的功用:往复运动转变为曲轴的旋转运动；本讲小结83活塞环包括气环和油环两种。气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁，再由冷却液或空气带走。活塞环活塞环包括气环和油环两种。活塞环84油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面上涂布一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜人气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸壁的磨损和摩擦阻力。此外，油环也起到封气的辅助作用。油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面上涂布一层均匀的851.气环气环所起的密封和导热两大作用中，密封是主要的，因为密封是导热的前提，如果气环密封性能不好。高温燃气将直接从气环外圆表面窜入曲轴箱，此时不但由于气环和气缸壁贴合不严而不能很好地散热，相反地气环外圆表面还接受附加的热量，最后必将导致活塞和气环烧坏。1.气环气环所起的密封和导热两大作用中，密封是主要的，因为86当活塞环磨损到失效时，将出现发动机起动困难功率不足，曲轴箱压力升高，机油消耗增大，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积炭等不良状况。当活塞环磨损到失效时，将出现发动机起动困难功率不足，曲轴箱压87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入气缸中，这种现象称为“气环的泵油作用”，其泵油原理如下图所示。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入88气环的断面形状气环的断面形状892.油环油环分为普通油环和组合油环两种。普通单体油环一般是用合金铸铁制造。2.油环油环分为普通油环和组合油环两种。普通单体油环一般是90其外圆面的中间车有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多排油小孔或狭缝。油环的刮油作用如上图所示。油环的刮油作用其外圆面的中间车有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多排油小孔或狭91油环上泄油通道的作用？通常油环都要有一道或两道刮油锐边，油环上和活塞上要有足够的泄油通道，使刮下的机油能顺畅地下泄，避免因节流使油压升高，将油环推离气缸壁而失去控油能力。油环上泄油通道的作用？92对于双层鼻形环，可以只在活塞的油环底槽开一排泄油孔；对于其他形式的油环，都必须在活塞上开两排泄油孔。一排开在油环底槽，一排在油环下方的活塞裙部，其中有周向集油槽的泄油通路最顺畅。两排油孔之间画有断裂线，表示上下两排孔的周向位置一般是错开的。对于双层鼻形环，可以只在活塞的油环底槽开一排泄油孔；对于其他93单体油环与环槽间有侧面间隙，因此当油环由于正常的轴向移动或由于颤振而处在油环槽中间时，少量机油就可以通过侧隙上窜。这是单体油环的一个缺点，高速时影响较大，单体油环与环槽间有侧面间隙，因此当油环由于正常的轴向移动或由94安装状态下衬簧不仅加大了刮片的径向压力，同时将两刮片在轴向撑开，与油环槽的两侧面贴合，能够有效地防止机油上窜。安装状态下衬簧不仅加大了刮片的径向压力，同时将两刮片在轴向撑95

活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件很差(一般靠飞溅润滑)，因而要求有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小。活塞销活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件很差(一般96曲柄连杆机构课件97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等。圆柱形内孔容易加工，但活塞销的质量较大。两段截锥形内孔的活塞销质量较小又接近于等强度梁的要求(因活塞销所承受的弯矩在中部最大，距中部越远越小)，但孔的加工较复杂。组合形内孔的结构则介于两者之间。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98活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接配合，一般多采用“全浮式”，即在发动机运转过程中，活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均匀。活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接配合，一般多采用“全99活塞环的组成：气环和油环；气环密封的作用：密封，传热；气环的断面形状；油环的作用：刮油，涂油膜，防窜油，减磨，减阻，封气；油环：普通油环和组合油环活塞销：承受周期性冲击载荷，润滑条件很差足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小；活塞销的内孔形状：圆柱形，两段截锥形，组合形。本讲小结活塞环的组成：气环和油环；本讲小结100连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴。连杆主要承受活塞销传来的气体作用力和活塞组往复运动时的惯性力。此外，由于连杆变速摆动而产生的惯性力矩，还使连杆承受一定的弯矩。这些力和力矩的大小和方向都是周期性变化的，因此连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。连杆连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转101连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后再进行机械加工和热处理。连杆由连杆小头、杆身和连杆大头(包括连杆盖)三部分组成。连杆小头与活塞销相连。连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后再进行机械加工102工作时，小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压入减摩的青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上钻出集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时飞溅上来的机油，以便润滑。连杆大头按剖分面的方向可分为垂直于连杆中心线的平切口和相对于连杆中心线倾斜30°-60°的斜切口两种。工作时，小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压入减摩的青103斜切口连杆上必须采用可靠的定位措施,常用的定位方法有：(1)止口定位，其优点是工艺简单，缺点是定位不大可靠，对连杆盖止口向外变形或连杆大头止口向内变形均无法防止。斜切口连杆上必须采用可靠的定位措施,常用的定位方法有：104(2)套筒定位，是在连杆盖的每一个螺栓孔中压配一个刚度大而且剪切强度高的短套筒。(2)套筒定位，是在连杆盖的每一个螺栓孔中压配一个刚度大而105(3)锯齿定位，其优点是锯齿接触面大，贴合紧密，定位可靠，结构紧凑。缺点是对齿距公差要求严格，否则连杆盖装在连杆大头上时，中间会有个别齿脱空，不仅影响连杆组件的刚度，而且连杆大头孔也会失圆。如果能采用拉削工艺，保证齿距公差，则这种定位方式还是较好的。(3)锯齿定位，其优点是锯齿接触面大，贴合紧密，定位可靠，106连杆轴瓦安装在连杆大头孔中的连杆轴瓦是分成两半的滑动轴承，轴瓦是在厚1-3mm的薄钢背内圆面上浇铸0.3-0.7mm厚的减摩合金层(如巴氏合金、铜铅合金、高锡铝合金等)而成。连杆轴瓦安装在连杆大头孔中的连杆轴瓦是分成两半的滑动轴承，轴107V形发动机左、右两侧对应的两个气缸的连杆是共同连接在一个曲柄销上的，它有三种形式：(1)并列连杆式相对应的左右两缸的连杆一前一后地装在同一个曲柄销上。V形发动机左、右两侧对应的两个气缸的连杆是共同连接在一个曲柄108(2)叉形连杆式左、右两个对应气缸的两个连杆中，一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连杆的厚度较小的片形大头两端。(2)叉形连杆式109(3)主副连杆式主连杆的大头直接安装在曲柄销全长上。副连杆的大头与对应的主连杆大头(或连杆盖)上的两个凸耳作铰链连接。(3)主副连杆式110连杆的功用：往复运动转变为旋转运动，传力；连杆的组成：连杆小头、杆身和连杆大头；连杆小头：压入减摩的青铜衬套，集油孔或集油槽；连杆大头：倾斜30°-60°的斜切口，连杆轴瓦；斜切口定位方法：止口定位，套筒定位，锯齿定位；V形发动机连杆布局三种形式：并列连杆式，叉形连杆式，主副连杆式。本讲小结连杆的功用：往复运动转变为旋转运动，传力；本讲小结111

曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他具有不同作用的零件和附件组成。其零件和附件的种类和数量取决于发动机的结构和性能要求。典型的实例如下图所示。曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他具有不同作用的零件和附件112曲柄连杆机构课件113一、曲轴

曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。一、曲轴曲轴的功用是承受连杆传来114在发动机工作中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好。在发动机工作中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压115曲轴主要由三部分组成：①曲轴的前端(或称自由端)轴1；②若干个由曲柄销3、它左右两端的曲柄4以及前后两个主轴颈2组成的曲拐；③曲轴的后端(或称功率输出端)凸缘6。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目及其排列方式。曲轴主要由三部分组成：116曲柄连杆机构课件117

多缸发动机的曲轴按曲拐之间连接方式不同，分为整体式和组合式两类。整体式曲轴的各个曲拐及前、后端都做成一个整体，一般采用滑动轴承；组合式曲轴的各个曲拐分段加工，然后再利用连接件将各个曲拐连成一体，一般采用滚动轴承，并且必须与隧道式气缸体配合使用。多缸发动机的曲轴按曲拐之间连接方式不同，分为整体式和组合式118曲柄连杆机构课件119从主轴颈经曲柄孔道输送来的机油就贮存在此空腔中，曲柄销与轴瓦上钻有径向孔与此油腔相通。有的结构中，在此小孔内插入