工程机械发动机构造之曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机的主要机构。是产生并输出动力的机构。曲柄连杆机构概述

在作功行程中，曲柄连杆机构把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。组成:缸体曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。曲柄连杆机构缸体曲轴箱组缸体曲轴箱组由气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫和曲轴箱等机件组成。

缸体曲轴箱组是发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础。缸体曲轴箱组缸体曲轴箱组一、气缸体和曲轴箱１.气缸体和上曲轴箱气缸体和上曲轴箱通常铸成一体，是发动机的主体骨架。WD615型柴油机气缸体EQ6BT型发动机气缸体

气缸体的结构型式：根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。平分式龙门式隧道式平分式(一般式)气缸体：

油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。龙门式气缸体：

油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。隧道式气缸体：

气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、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。气缸与气缸壁气缸为气缸体内中空的圆孔，其光滑的内圆表面为气缸壁。多缸发动机气缸排列形式对置式V式直列式作用：增加气缸的耐磨性，延长缸体的使用寿命。干式缸套：缸套外圆表面不直接与冷却水接触，壁厚一般为1～3mm。湿式缸套：缸套外圆表面直接与冷却水接触,壁厚一般为5～9mm。气缸套分类：干式缸套和湿式缸套干式缸套湿式缸套

气缸套

水套

水套是气缸体内铸有可充满冷却液的空心夹层。冷却液可在水套内循环流动，对发动机进行冷却。

2.下曲轴箱下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。下曲轴箱（油底壳）的结构及作用作用：封闭气缸上部，与活塞顶部、气缸等构成燃烧室。

二、气缸盖分类：整体式和分开式。

气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。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。EQ6BT气缸盖WD615气缸盖

缸盖上有进、排气门座，气门导管孔，还有进、排气通道等。汽油机的气缸盖上有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。气缸盖螺栓的紧定原则

拧紧时，必须按一定的顺序以规定的扭矩进行，一般由中间对称底向四周分多次均匀拧紧。

三、气缸垫作用：防止漏气和漏水。安装在气缸体与气缸盖之间。

气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封。同时要有好的耐热性和耐压性，高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫，由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用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。汽车发动机一般是通过上曲轴箱(或正时齿轮室)和飞轮壳(或变速箱)将其前后端固定在车架上。悬置的方式有三点或四点弹性悬置，弹性悬置可以减轻由于道路不平所造成的冲击震动和车架的变形。EQ6BT采用四点悬置系统，前后各为两点悬置，前悬置采用倾斜Ｖ型对称布置。汽油机多采用三点弹性支承。四、发动机的悬置组成：由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成。活塞连杆组

作用：将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。

活塞连杆组工作情况一、活塞

作用:承受燃烧气体的作用力，并将这个力通过活塞销传给连杆，活塞顶部是燃烧室的组成部分。

结构:

由顶部、头部和裙部三部分组成。活塞1.活塞顶部

活塞顶是燃烧室的组成部分，直接承受燃烧气体的压力。

平顶活塞顶部是一个平面，结构简单,制造容易,受热面积小，顶部应力分布较为均匀，一般用在汽油机上，柴油机很少采用。

凸顶活塞顶部凸起呈球顶形，其顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程，二行程汽油机常采用凸顶活塞。

凹顶活塞顶部呈凹陷形，凹坑的形状和位置必须有利于可燃混合气的燃烧,有双涡流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。

活塞上部开有活塞环槽的部位称活塞头部。用于密封气缸；传递热量；承受气体压力并传给连杆。上面的2-3道环槽安装气环，下面的1-2道环槽安装油环。2.活塞头部3.活塞裙部

活塞头部以下部分称为活塞裙部，用于引导活塞在气缸内往复运动，并承受侧压力。活塞裙部变形

热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。

机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲变形，裙部挤压变形。保证活塞与气缸壁均匀间隙的结构措施：1.将裙部制成椭圆形。3.沿裙部高度方向制成梯形或圆锥形。2.裙部开隔热槽和膨胀槽。4.在活塞裙部或销座内嵌入钢片。5.活塞销偏置。将裙部制成椭圆形

在加工时预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。裙部开隔热槽和膨胀槽

为了减小活塞裙部的受热量，通常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“Π”形槽。沿裙部高度方向制成圆锥形

活塞沿高度方向的温度不均匀，活塞上部的温度高且膨胀量也大。为了使工作时的活塞上下直径趋于相等,就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。在活塞裙部或销座内嵌入钢片

为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，在活塞裙部或销座内嵌入钢片。由于恒范钢的膨胀系数仅为铝合金的1/10，牵制了裙部的热膨胀变形量。活塞销偏置

活塞销孔中心线偏离活塞中心线平面，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。这样可使活塞从压缩行程到作功行程减小敲缸。点击右键选择播放二、活塞环活塞环分气环和油环两种。

气环的作用，是保证活塞与气缸壁的密封，防止气体漏入曲轴箱；将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁。

气环开有切口具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，被封闭的气体进入了环与环槽的空隙，一方面把环压到环槽端面形成第二密封面，同时，作用在环背的气体压力又加强了第一密封面的密封作用。气环的断面形状如下：

刮去气缸壁上过多的机油，防止大量机油进入燃烧室。油环的作用

普通油环又叫整体式油环。环的外圆柱面中间加工有凹槽，槽中钻有小孔或开切槽，当活塞向下运动时，将缸壁上多余的机油刮下，通过小孔或切槽流回曲轴箱；当活塞上行时，刮下的机油仍通过回油孔流回曲轴箱。有些普通环还在其外侧上边制有倒角，使环在随活塞上行时形成油楔，可起均布润滑油的作用，下行刮油能力强，减少了润滑油的上窜。

组合式油环由上下两片侧轨环与中间的扩胀器组成，侧轨环用镀铬钢片制成，扩胀器的周边比气缸内圆周略大一些，可装侧轨环紧紧压向气缸壁。这种油环的接触压力高，对气缸壁面适应性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明显。右侧所示的组合环由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成，它具有上述组合环的优点。近年来汽车发动机上越来越多地采用了组合式油环。它的缺点主要是制造成本高。油环的刮油作用

油环的外圆柱面中间加工有凹槽，槽中钻有小孔或开切槽，当活塞向下运动时，将缸壁上多余的机油刮下，通过小孔或切槽流回曲轴箱；当活塞上行时，刮下的机油仍通过回油孔流回曲轴箱。有些普通环还在其外侧上边制有倒角，使环在随活塞上行时形成油楔，可起均布润滑油的作用，下行刮油能力强，减少了润滑油的上窜。端隙：活塞环两端头开口间隙。侧隙：环与环槽上下方向的间隙背隙：环与环槽底部的间隙。活塞环三隙：端隙、侧隙、背隙油环的安装各道活塞环的开口位置活塞环的安装记号活塞环介绍三、活塞销作用:将活塞和连杆连接起来，并把活塞承受的力传给连杆。活塞销与活塞、连杆之间的连接方式四、连杆作用:

连接活塞与曲轴，将活塞承受的力传给曲轴，将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。1、连杆小头2、连杆身3、连杆大头结构:

由连杆小头、杆身和连杆大头组成。

连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，大头有整体式和分开式两种。一般都采用分开式，分开式又分为平分和斜分两种。斜切口连杆大头的定位方式：

套筒定位

止口定位锯齿定位斜切口连杆１.钢背2.油槽3.定位凸键4.减摩合金

连杆轴瓦：为了减小摩擦阻力和磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。轴瓦分上、下两个半片，目前多采用薄壁钢背轴瓦，在其内表面浇铸有耐磨合金层。曲轴飞轮组

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、正时齿轮、皮带盘和扭转减振器等机件组成。曲轴飞轮组的组成一、曲轴

作用：将连杆传来的力变为旋转的扭矩输出，同时通过连杆推动各缸活塞，完成进气、压缩和排气工作，并驱动配气机构和其它辅助装置。

组成:主轴颈、连杆轴颈、曲轴臂、平衡铁、前端轴、飞轮结合盘。

主轴颈

连杆轴颈曲轴臂

平衡铁曲轴前端曲轴后端曲轴的结构与组成

分整体式曲轴和组合式曲轴。

分全支承和非全支承。支承方式：结构形式：整体式曲轴轴承

主轴承（包括连杆轴承）由上、下两片组成。上轴瓦制有润滑曲轴的油槽和油孔。

轴瓦的自由弹势和轴瓦的过盈轴瓦的紧固轴承及其作用二、扭转减振器扭转减振器安装在曲轴前端。作用：降低扭振振幅和把曲轴共振转速推向更高，使内燃机在常用转速区工作时比较平稳。型式：橡胶扭转式、摩擦片式和硅油粘液式减振器。

橡胶扭转式减振器：转动惯量较大的惯性盘与薄钢片制成的减振器圆盘都同橡胶垫硫化粘结，减振器圆盘毂部用螺栓固装于曲轴前端的风扇带轮上，与曲轴前端螺栓固紧。橡胶垫的扭转变形使得惯性盘与圆盘有了相对角振动，且消耗了扭转振动能量，振幅减小。

为了限制曲轴的轴向移动，在结构上必须装有轴向定位装置，即单面浇有轴承合金的垫圈或翻边轴瓦。

曲轴后端的止推轴承三、曲轴的轴向限位装置及油封

曲轴前、后端的封油：

常用的防漏装置有甩油盘、填料油封、自紧油封和回油螺纹等。一般发动机都采用复合式防漏装置，由甩油盘与其它一至二种防漏装置组成。曲轴前端甩油盘的外斜面应朝外。

回油螺纹的螺旋方向应为右旋。当曲轴旋转时，机油也被带动旋转而受摩