机体组及曲柄连杆机构机体组及曲柄连杆机构 学习目标学习目标§叙述曲柄连杆机构的组成、作用和工作原理§识别发动机曲柄连杆机构的主要零部件§规范拆装曲柄连杆机构§对曲柄连杆机构的安装质量进行自检和互检 多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 曲柄连杆机构中的作用及力矩§气体力，作用于活塞顶上§运动质量惯性力，作用于曲柄连杆机构上，即由往复运动质量和放置运动质量组成的当量系统§总的来说，往复惯性力、旋转惯性力、翻倒力矩和发动机转矩的周期性变化，将引起发动机在支承上的振动，从而降低了汽车行驶的平顺性和舒适性§改善方法：尽量减小曲柄连杆机构运动件质量以减小惯性力；在曲轴上加平衡重和设置平衡机构来平衡惯性力 机体组机体组 主要内容主要内容§机体组的功用及组成§机体§气缸盖§气缸衬垫§油底壳§发动机的支承 一、机体组的组成及功用§组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等 镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套§功用：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部件的装配体 气缸盖罩气缸盖罩气缸垫气缸垫油道和水道油道和水道曲轴箱曲轴箱油底壳油底壳气缸盖气缸盖气缸体气缸体气缸气缸 二、机体§1、机体的工作条件及要求§工作条件：承受拉、压、弯、扭等机械负荷，以及气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。
§要求：足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，对气缸进行适当的冷却，力求结构紧凑、质量轻气缸体与曲轴箱各个气缸水冷发动机连铸合铸成一整体风冷发动机分别铸制单体铸制 二、机体§2、机体材料§高强度灰铸铁或铝合金§3、机体构造§（1）气缸排列形式有3种：直列式、V型和水平对置式§（2）为提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而有不同的气缸结构形式和表面处理方法：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式§（3）按曲轴箱结构形式分：平底式、龙门式和隧道式 缩短了机体的长缩短了机体的长度和高度，增加度和高度，增加了刚度，减轻了了刚度，减轻了发动机重量；形发动机重量；形状复杂，加工困状复杂，加工困难结构简单、加结构简单、加工容易，但发工容易，但发动机长度和高动机长度和高度较大高度小，总体高度小，总体布置方便布置方便 名称名称特特 点点示意图示意图干缸套干缸套外壁外壁不直接不直接与冷却水与冷却水接触壁厚接触壁厚1 1～～3mm3mm湿缸套湿缸套外壁外壁直接直接与冷却水接与冷却水接触壁厚5 5～～9mm9mm强度和刚强度和刚度都较好，度都较好，加工复杂，加工复杂，拆装不便，拆装不便，散热不良散热不良散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。
容易 强度强度和刚度不如干和刚度不如干缸套，易漏水缸套，易漏水 平底式龙门式隧道式油底壳安油底壳安装平面和装平面和曲轴旋转曲轴旋转中心在同中心在同一高度一高度油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心旋转中心气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式孔为整体式 三、气缸盖§1、功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室§2、气缸盖工作条件及要求§工作条件：承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，与高温燃气接触而承受很高的热负荷§要求：密封良好，足够的强度和刚度，并对其进行良好的冷却§3、气缸盖材料§优质灰铸铁或合金铸铁目前多用铝合金气缸盖 三、气缸盖§4、气缸盖构造§总的构造：复杂的箱形零件结构形式气缸直径水冷发动机整体式分块式单体式＜ 105mm100~140mm≥140mm风冷发动机单体式气缸盖 三、气缸盖燃烧室名称名称 特点特点示意图示意图应用应用半球形半球形结构紧凑、火焰行程结构紧凑、火焰行程段、燃烧速率高、热段、燃烧速率高、热损失小、热效率高损失小、热效率高桑塔纳桑塔纳 夏利夏利 富康富康楔形楔形结构简单、紧凑、散结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离高处，火焰传播距离长长切诺基切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、工艺性好、成本低、进排气效果不如半球进排气效果不如半球形燃烧室形燃烧室捷达捷达 奥迪奥迪 四、气缸衬垫§功用：保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。
§工作条件：承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力，气缸内燃烧气体高温、高压的作用，以及机油和冷却液的腐蚀§要求：足够的强度，并耐压、耐热和耐腐蚀§分类：金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全金属衬垫等 气缸盖罩和气缸衬垫气缸盖罩和气缸衬垫气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫气缸盖气缸盖安装火花塞安装火花塞气缸垫气缸垫：：功用是保证气缸盖与气缸体接触面功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油的密封，防止漏气，漏水和漏油 五、油底壳§功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱§使用特点：油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损§材料：薄钢板冲压 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 主要内容§曲柄连杆机构的功用及组成§活塞组§连杆组§曲轴飞轮组 一、曲柄连杆机构的功用及组成§功用：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§组成：活塞组、连杆组和曲轴飞轮组 二、活塞组§功用：1、承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转2、活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室§工作条件： 1、是发动机中工作条件最严酷的零件，受最大值的气体力和往复惯性力作用； 2、活塞顶的温度很高，活塞各部温差很大； 3、活塞润滑条件差；§材料：铝合金活塞 1、活塞§活塞构造：由顶部、头部和裙部等组成。
顶部：顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力受气体压力头部头部: :安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚 裙部：裙部：导向，传力承受侧压导向，传力承受侧压力力销座孔处制有加强筋销座孔处制有加强筋 （（1 1）活塞顶部）活塞顶部结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上多用在汽油机上凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程凹坑的形状、位置必凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，的燃烧；提高压缩比，防止碰气门防止碰气门 （2）活塞头部§位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分§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头部头部工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶部远些顶部远些 （（3 3）活塞裙部）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复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。
裙裙部部 活塞裙部的椭形变形演示 §为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：§（（1）预先做成）预先做成阶梯形、锥形阶梯形、锥形§ 活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小为了使工高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形活塞制成上小下大的阶梯形、锥形 §（（2）预先做成）预先做成椭圆形椭圆形§ 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向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这样活塞工作时趋近正圆 活塞在工作时的保护措施活塞在工作时的保护措施§有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的， § 向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm 2、活塞环§分类：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 §材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层） （1）气环§功用：密封和传热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§密封原理：将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置气气环环切口切口 §气环的泵油原理：动动态态演演示示 （2）油环种类种类普通油环普通油环组合式油环组合式油环示示意意图图刮油片刮油片轴向衬环轴向衬环刮油片刮油片 §油环的刮油作用油环的刮油作用 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§材料与工艺：优质低碳钢，表面淬火、精磨 §活塞销构造：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 连杆小头与活塞销的连接方式活塞销活塞销连杆连杆全浮式：全浮式：活活塞销能在连塞销能在连杆衬套和活杆衬套和活塞销座中自塞销座中自由摆动，使由摆动，使磨损均匀磨损均匀半浮式：半浮式：活活塞中部与连塞中部与连杆小头采用杆小头采用紧固螺栓连紧固螺栓连接，活塞销接，活塞销只能在两端只能在两端销座内作自销座内作自由摆动多由摆动多用于小轿车用于小轿车 三、连杆组§组成：连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等。
习惯上常把连杆体、连杆盖和连杆螺栓合起来称作连杆，有时也称连杆体为连杆§功用：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 1、连杆构造连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头连连杆杆组组件件分分解解图图 连杆盖的定位方式平切式平切式斜切式斜切式 连杆轴瓦 并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式 四、曲轴飞轮组皮带轮皮带轮主轴瓦主轴瓦曲轴曲轴起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮 1、曲轴§功用：把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置§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：§曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲轴前端曲轴前端连杆轴颈连杆轴颈主轴颈主轴颈曲轴后端曲轴后端平衡重平衡重曲拐曲拐曲柄臂曲柄臂 1、曲轴§材料：中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁§分类： 1、整体式（常用）各单元曲拐锻制或铸造成一个整体的曲轴 2、组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）§组成： 1、主轴颈——用于支撑曲轴。
2、全支承：曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个强度、刚度 好，减小了磨损；柴油机和大部分汽油机均采用非全支承：曲轴的主轴颈数少于或等于气缸数载荷较大，缩短了曲轴的总长度 2、连杆轴颈3、曲柄——曲轴臂，用于曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆连接主轴颈和连杆轴颈轴颈4、平衡块平衡离心力偶平衡离心力偶减轻或消除弯曲减轻或消除弯曲变形变形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安装连杆大头安装连杆大头中空连杆轴径平衡重平衡重曲柄曲柄 1、曲轴§5、后端轴：安装飞轮§前后轴端都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等曲轴后端回油螺纹 1、曲轴§6、曲轴的轴向限位§通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）主轴颈主轴颈止推垫片止推垫片止推垫片止推垫片连杆轴颈连杆轴颈主轴承盖主轴承盖 2、曲拐的布置§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 比如：四缸机：1-3-4-2或1-2-4-3 六缸机：1-5-3-6-2-4；（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 常见曲轴曲拐的布置§对缸数为i的发动机而言，其发火顺序为：四行程：720°/i§二行程：360°/I§① 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置§点火顺序：各缸完成同名行程的次序曲轴转角曲轴转角（度（度）） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0～～180180～～360360～～540540～～720排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压功功功功功功功功 四缸四行程发动机的曲拐布置 3、飞轮§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 3、飞轮§飞轮构造飞轮边缘部分做飞轮边缘部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大转动惯量大转动惯量齿圈在发动机起动时齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转带动曲轴旋转 飞轮上的标记符号标记标记（1）在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。
2）当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。