3曲柄连杆机构 汽车构造课件

《3曲柄连杆机构 汽车构造课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3曲柄连杆机构 汽车构造课件（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章曲柄连杆机构机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组3.1 概述一、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。 二、组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组三、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。3.2 机体组机体组组成：曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳一、气缸体与曲轴箱1、气缸体: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。2、气缸体的分类：一汽奥迪100汽车发动机气缸体名称性能应用一般式 （平分式 ）机体高度小、重 量轻轻、结结

2、构紧紧凑 ，便于加工拆卸 。刚刚度和强度差 。492Q汽油 机，90系 列柴油机 。龙门龙门 式强度和刚刚度较较好 。工艺艺性差、结结 构笨重、加工困 难难。捷达轿车轿车 、富康轿轿 车车、桑塔 纳轿车纳轿车隧道式结结构紧紧凑、刚刚度 和强度好。难难加 工、工艺艺性差、 曲轴轴拆卸不方便 。负负荷较较大 的柴油机 上 。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 。（1）按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为（2）根据冷却方式不同1、水冷 2、风冷散热片风冷气缸体和气缸盖（3）根据气缸的排列方式结构简单、加工 容易

3、，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（4）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镗在气 缸体上强度和刚刚度好，能 承受大负负荷。成本 高。镶镶嵌式用耐磨优质优质 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， 便于修理和更换换气 缸套，延长长了气缸 体的使用寿命。（5）干缸套和湿缸套名称特点示意图图干缸套外壁不直接与冷却 水接触。壁厚 13mm。湿

4、缸套外壁直接与冷却水 接触。壁厚59mm 。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。性能如何 ？二、曲轴箱1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压桑塔纳发动机油底壳三、气缸盖功用：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。气缸垫气缸盖气缸盖罩衬垫安装火花塞燃烧室名称 特点示意图图应应用半球形结结构紧紧凑、火焰

5、行程段 、燃烧烧速率高、热损热损 失 小、热热效率高富康楔形结结构简单简单 、紧紧凑、散 热热面积积小、热损热损 失少 ；火花塞置于燃烧烧室最 高处处，火焰传传播距离长长CA6102盆形工艺艺性好、成本低、进进 排气效果不如半球形燃 烧烧室捷达 奥迪100燃烧室名称 特点示意图图应应用多球形结结构紧紧凑、火焰传传播距 离短、气门门直径大，能 产产生挤挤气涡涡流TJ376Q蓬形多用于高性能轿车发轿车发 动动机奔驰驰320四、气缸垫1、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。 2、材料：有弹性、耐热性、耐压性 3、安装时注意方向3.3 活塞连杆组气

6、环油环活塞销 活塞 连杆连杆螺栓连杆轴瓦 连杆盖（一）活塞 1、功用：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600700K，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。 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁活塞应应具备备 的特点A 刚刚度和强度应应足够够大，传传力可靠。B 导热导热 性能好，耐高压压、高温、磨损损C 质质量较较小，尽可能减少往复惯惯性力4、结构 （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

7、分类形状示意图图平顶顶凸顶顶凹顶顶结构简单、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 可镶嵌 耐热护 圈油环槽工作条件最 恶劣，设置 隔热槽可以 减少一道环 热量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。作用 ：活塞销孔（3）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：对活塞在气缸内的往

8、复运动起导向作用，并承受侧压力 ，防止破坏油膜。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。（4）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。活塞上小下大。销座方向裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形工作时向里变形桶形不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。拖鞋 式开槽活塞（汽油机） 恒范活塞：在活塞销座处镶恒范钢片，牵制销轴方向 的热膨胀。 自动补偿活塞：将普通碳素钢片铸在销

9、座处铝合金内 侧，限制裙部的热膨胀。绝热槽膨胀槽圆槽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。（二）活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里 （1）气环 作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的 大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。一般两道 密封不良；启动困难，功率下降， 机油消耗增加，活塞环温度高损坏 要求；耐磨、导热、耐热、冲击韧性、弹性、强度 密封原理： 第一密封面：环的外圆与汽缸壁 第二密封面：环的下侧与与环槽下侧面 几道活塞环切口错开，形成迷宫 端隙

10、适量 开口形状：直开口、阶梯形开口、斜开口 切口 0.250.8mm气环气环的泵油作用气环的泵油作用演示气环断面形状：形状特点示意图图矩形环环结结构简单简单 、制造方便、易于生产产、应应用面广；磨 合性差，有“泵泵油作用”（桑塔娜JV第一道）扭曲环环断面不对对称，受力不平衡，活塞环环扭曲，消除“泵泵 油作用”。做功行程同矩形环环。内园上边边或外园下 边边切掉为为正扭曲环环；内园下边边切掉为为反扭曲环环（ 捷达EA827、切诺诺机2.4、依维维柯第一、二道） 锥锥面 环环减少了环环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压压 力，有利于磨合和密封。传热传热 性差，不做第一道 环环。记记号向上（TJ376

11、、富康TU第二道）梯形环环抗粘结结性好，经经常用做柴油机（奔驰驰）第一道气 环环桶面环环外圆为圆为 凸圆圆弧形，密封性、磨合性、适应应性好， 减轻轻磨损损（CA488、TJ376、富康TU第一道）（2）油环 作用：刮油、涂油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（三）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可以在连杆小头中转动，磨损均 匀活塞销用螺栓夹紧，在连杆小头 中不转动（四）连杆作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受

12、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V型发动机连杆的布置形式并列式主副式叉式连杆相同，通用。增加了发动机长度一列汽缸主，一 列汽缸副，运动 不同。发动机短运动规律同，发 动机短；制造困 难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 斜分式汽油机经常采用平分式，斜分式用于柴油机。安装时注意 定位。连杆大头孔在连杆体与连杆盖组合之后镗削，同一 侧有记号，不可调换；连杆螺栓需用规定扭矩用扭力扳手 分几次拧紧。3.4 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飞轮螺栓曲轴二、曲轴1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为

13、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。 2、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。3、结构：前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲拐：由一个连杆轴颈（曲柄销）和它两端曲柄及主轴颈构成。曲柄曲轴的结构曲拐：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成直列发动机曲拐数等于汽缸数；V型发动机曲拐 数等于汽缸数一半曲轴的支承方式优优点缺点应应用全支承曲轴轴提高曲轴轴的刚刚度和 弯曲强度，减轻轻主 轴轴承的载载荷曲轴轴的加工表 面增多，主轴轴 承数增多，使 机体加长长柴油机一般多 采用此种支撑 方式非全支承曲轴轴缩缩短了曲轴轴的长长度 ，使发动发动 机总总体长长 度有

14、所减小主轴轴承载载荷较较 大承受载载荷较较小 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。直列：主轴颈数为汽缸数加一；V型：汽缸数一半加一桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组三、曲拐的布置（1）一般规律 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。 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。（2）常见曲轴曲拐的布置1）四冲程四缸发动机曲拐布置2）四冲程四缸发动机点火顺序点火顺序：各缸完成同名行程的次序

15、。3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置四冲程六缸发动机点火顺序四、曲轴扭转减振器（一）扭转振动 自由扭转振动强迫扭转振动共振功率损失、曲轴扭 转变形甚至扭断、 正时齿轮产生冲击 噪声等临界转速：发生共振时的转速（二）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。橡胶摩擦式扭转减振器四、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 。一缸上止点记号作业1、曲柄连杆机构由哪些零件组成及其功用。 2、汽油机的燃烧室有哪几种及特点。 3、何谓发动机的点火顺序和作功间隔角。