1、第二章曲柄連桿機構機體組活塞連桿組曲軸飛輪組2.1 概述一、功用將燃料熄滅時產生的熱能轉變為活塞往復運動的機械能，再經過連桿將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動而對外輸出動力。二、組成1、機體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組三、受力分析曲柄連桿機構受的力主要有氣壓力P，往復慣性力Pj，旋轉離心力Pc和摩擦力F。PPjPCF1、 氣壓力：氣壓力P的集中力PP分解為側壓力NP和SP， SP分解為RP和TP，RP使曲軸主軸頸處受壓，TP為周向產生轉矩的力。(1)作功行程：側壓力NP向左，活塞的左側面壓向氣缸壁，左側磨損嚴重NPSPPRPTP(2)緊縮行程：側壓力NP向右，活塞的右側面壓向氣缸壁，左側磨損

2、嚴重NPPSPRPTP2、 往復慣性力Pj：活塞在上半行程時，慣性力都向上，下半行程時，慣性力都向下。在上下止點活塞運動方向改動，速度為零，加速度最大，慣性力也最大；在行程中部附近，活塞運動速度最大，加速度為零，慣性力也等于零。Pj3、 離心慣性力PC：旋轉機件的圓周運動產生離心慣性力，方向背叛曲軸中心向外。離心力加速軸承與周頸的磨損，也引起發動機振動而傳到機體外。Pc4、摩擦力F：指相互運動件之間的摩擦力，它是呵斥配合外表磨損的根源。F三、任務條件高溫、高壓、高速和化學腐蝕接受機械載荷：1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力2、汽車行駛中產生的沖擊力。2.2.1氣缸體與曲軸箱1、氣缸體:水冷發

3、動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱。是發動機裝配的機體。2、氣缸體的分類：一汽奧迪100汽車發動機氣缸體名稱性能應用 一般式機體高度小、重量輕、結構緊湊，便于加工拆卸。剛度和強度差。492Q汽油機。龍門式強度和剛度較好。工藝性差、結構笨重、加工困難。捷達轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結構緊湊、剛度和強度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負荷較大的柴油機上 。1按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為 2根據冷卻方式不同1、水冷2、風冷3根據氣缸的陳列方式名稱特點形狀直列式結構簡單、加工容易，但發動機長度和高度較大。V型縮短了機體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發動機的重量；形

4、狀復雜，加工困難。水平對置式高度小，總體布置方便。4整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。2、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內的氣缸。類型構造性能及應用整體式氣缸直接鏜在氣缸體上強度和剛度好，能承受大負荷。成本高。鑲嵌式用耐磨優質材料制成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣缸體內。降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，延長了氣缸體的使用壽命。5干缸套和濕缸套 外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚13mm。強度和剛度都較好，加工復雜，拆裝不便，散熱不良。外壁直接與冷卻水接觸。壁厚59mm。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強度和剛度不如干缸套，易漏水。二、氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，

5、與活塞、氣缸等共同構成熄滅室。任務條件：由于接觸溫度很高的燃氣，所以接受的熱負荷很大。資料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。氣缸蓋的分解圖 捷達轎車氣缸蓋總成 二、熄滅室名稱 特點示意圖應用半球形結構緊湊、火焰行程短、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高桑塔納 夏利 富康楔形結構簡單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，火焰傳播距離長切諾基盆形工藝性好、成本低、進排氣效果不如半球形燃燒室捷達奧迪三氣缸墊1、功用：安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。2、資料：有彈性、耐熱性、耐壓性、耐腐蝕2.2.3 曲軸箱油底殼1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝

6、曲軸的部分。2、構造：上曲軸箱 與氣缸體鑄成一體 下曲軸箱 儲存光滑油油底殼3、資料：薄鋼板沖壓2.3活塞連桿組一活塞1、功用：接受氣體壓力，并經過活塞銷和連桿驅使曲軸旋轉。2、任務環境：高溫、散熱條件差；頂部任務溫度高達600700K，且分布不均勻；高速，線速度到達10m/s，接受很大的慣性力。活塞頂部接受最高可達3 5MPa汽油機的壓力，使之變形，破壞配合結合。3、資料：鋁合金：質量小 導熱性好；灰鑄鐵3、構造1活塞頂部功用：是熄滅室的組成部分，主要作用接受氣體 壓力。活塞頂分類形狀示意圖平頂結構簡單、制造容易、受熱面積小、應力分布較均勻，多用在汽油機上。凸頂凸起呈球狀、頂部強度高，起導向

7、作用、有利于改善換氣過程。凹頂凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。2活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。1、接受活塞頂的壓力，并傳給活塞銷。2、安裝活塞環、與活塞環一同密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內，3、將頂部吸收的熱量經過活塞環傳給氣缸壁。作用：3活塞裙部位置：從油環槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。作用：對活塞在氣缸內的往復運動起導向作用，并接受側壓力。裙部外表的維護1鍍錫油膜破壞時，起光滑作用；又可加速磨協作用。2涂石墨(柴油機易脆斷可加速磨合，自光滑。3外表粗糙化有規律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機油光滑。4活塞裙部外形任務時

8、，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬資料較多，所以膨脹量較大。所以在消費時先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。銷座方向裙部受側壓力的作用，導致活塞發生變形任務時向里變形制造時變形后開槽活塞汽油機二、活塞環一氣環1.作用：1密封：防止氣缸內的氣體竄入油底殼；2傳熱：將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁；3輔助刮油、布油。 活塞環安裝三隙側隙背隙端隙氣環的密封氣環的泵油作用 氣環的泵油作用 氣環斷面外形：形狀特點示意圖矩形環結構簡單、制造方便、易于生產、應用面廣扭曲環斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環扭曲錐面環減少了環與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環加工困難，精度要求高桶面環外圓

9、為凸圓弧形2油環普通環 組合環刮油片軸向襯環徑向襯環油環的刮油作用三、活塞銷一作用：銜接活塞和連桿，并傳送活塞的力給連桿。二構造：用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體。活塞銷的銜接方式全浮式半浮式活塞銷的偏置使活塞從緊縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過渡到另一邊，減少敲缸的聲音。 偏置銷座1、定義：活塞銷座朝向接受作功側壓力的一面圖示左側偏移1mm2mm。2、作用：減輕活塞換向時對氣缸壁的敲擊。 3、原理：因銷座偏置，在接近上止點時，作用在活塞銷座軸線以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下端提早換向。而活塞在越過上止點，側壓力反向時，活塞才以左下端接觸處為支點，頂部向左轉不是平移，完成換

10、向。四連桿功用： 將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復運動為曲軸的旋轉運動。連桿組件分解圖組成： 連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等組成。三、構造1、小頭：用來安裝活塞銷，以銜接活塞。2、桿身：常做成“工字形斷面。3、大頭：與曲軸的連桿軸頸相連。大頭普通做成分開式，即連桿體大頭和連桿蓋。 切口方式：V型發動機連桿的布置方式并列式主副式叉式 1、并列式 優點：連桿可以通用，兩列氣缸的活塞連桿組運動規律一樣。 缺陷：兩列氣缸軸心線沿曲軸軸向錯開一段間隔，使曲軸長度添加，剛度降低。2、主副連桿式 優點：減小了發動機的軸向尺寸； 缺陷：主副連桿不能互換，運動規律和受力不同。3、叉型連桿式 優點：

11、運動規律一樣 缺陷：構造復雜，工藝性差，剛度較低。連桿大頭及連桿瓦五連桿軸承俗稱小瓦1.作用： 維護連桿軸頸及連桿大頭孔。2.組成： 由鋼背和減磨層組成。鋼背由1mm3mm的低碳鋼制成。減磨層為0.3mm0.7mm的減磨合金，層質較軟能維護軸頸。2.減磨層資料1 白合金巴氏合金：減磨性能好，但機械強度低，且耐熱性差。常用于負荷不大的汽油機。2 銅鉛合金：機械強度高，承載才干大，耐熱性好。多用于高負荷的柴油機。但其減磨性能差。 (3)鋁基合金：有鋁銻鎂合金、低錫鋁合金和高錫鋁合金三種。 1鋁銻鎂合金和低錫鋁合金： 械性能好，負載才干強，但其減磨性能差。主要用于柴油機。2)高錫鋁合金： 具有較好的

12、機械性能和減磨性能，廣泛運用于柴油機和汽油機。3.4 曲軸飛輪組一、曲軸飛輪組的組成起動爪正時齒輪主軸瓦皮帶輪改動減振器飛輪飛輪螺栓曲軸二、曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變為扭矩對外輸出。還用來驅動發動機的配氣機構及其他各種輔助安裝。2、任務條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。接受交變載荷的沖擊。曲軸實物圖曲軸飛輪組的組成曲軸的分類全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。非全支承：相鄰曲拐間不都有主軸頸。曲軸的支承方式優點缺點應用全支承曲軸提高曲軸的剛度和彎曲強度，減輕主軸承的載荷曲軸的加工表面增多，主軸承數增多，使機體加長柴油機一般多采用此種支撐方式非全支承曲軸縮短了曲軸的長度，使發動機總

13、體長度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機可以采用此種方式概念：在相鄰的兩個曲拐之間都設置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否那么稱為非全支承曲軸。平衡重4、曲軸的軸向定位功用：保證曲柄連桿機構在曲軸受軸向力時可以正常任務。軸向定位措施：1.翻邊軸瓦2.止推片3.止推環4.止推軸承三、曲拐的布置1普通規律1各缸的作功間隔要盡量平衡，以使發動機運轉平穩。2延續作功的兩缸相隔盡量遠些，最好是在發動機的前半部和后半部交替進展。3) 防止進氣重疊4 V型發動機左右氣缸盡量交替作功。5曲拐布置盡能夠對稱、均勻以使發動機任務平衡性好。2常見曲軸曲拐的布置1四沖程四缸發動機曲拐布置2四沖程四缸發動機點

14、火順序點火順序：各缸完成同名行程的次序。作功順序：13423直列四沖程六缸發動機曲軸曲拐布置四沖程六缸發動機點火順序1-5-3-6-2-46缸v型陳列8缸v型陳列四、曲軸改動減振器一改動振動自在改動振動強迫改動振動共振功率損失、曲軸改動變形甚至扭斷、正時齒輪產生沖擊噪聲等臨界轉速：發生共振時的轉速二改動減振器功用：吸收曲軸改動振動的能量，消減改動振動。橡膠摩擦式改動減振器四、飛輪一功用：將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分儲存起來，用以在其他行程中抑制阻力，帶動曲柄連桿機構越過上、 下止點，保證曲軸的旋轉角速度和輸出轉矩盡能夠均勻，并使發動機有能夠抑制短時間的超載荷，同時將發動機的動力傳給離合器。