工程机械内燃机工程机械内燃机第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构1 内容提纲内容提纲第一节第一节 固定件组固定件组第二节第二节 活塞连杆组活塞连杆组第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组2 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组东风东风6100Q-16100Q-1发动机曲轴飞轮组发动机曲轴飞轮组 3 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组别克君威别克君威3.0L3.0L轿车发动机曲轴飞轮组轿车发动机曲轴飞轮组 4 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴1.1.曲轴的功用曲轴的功用 与连杆配合将活塞的往复直线运动转变为曲与连杆配合将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞连杆组传来的力以扭矩轴的旋转运动，并将活塞连杆组传来的力以扭矩的形式对外输出动力，同时驱动配气机构和其它的形式对外输出动力，同时驱动配气机构和其它辅助装置（如风扇、水泵、发电机等）曲轴是辅助装置（如风扇、水泵、发电机等）曲轴是发动机最重要的机件之一发动机最重要的机件之一 曲曲轴轴是是内内燃燃机机中中成成本本最最高高(大大约约占占整整机机的的1/10)的的零零件件，，因为它尺寸较大，材料昂贵，形状复杂，加工精密。
因为它尺寸较大，材料昂贵，形状复杂，加工精密5 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴2.2.曲轴的工作条件曲轴的工作条件 曲曲轴轴承承受受周周期期变变化化的的气气体体压压力力和和往往复复、、旋旋转转运运动动质质量量的的惯惯性性力力及及惯惯性性力力矩矩的的作作用用因因此此，，要要求求曲曲轴轴具具有有足足够够的的刚刚度度和和强强度度，，具具有有良良好好的的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好 曲轴最常见的损坏原因是弯曲和扭转疲劳破坏所以，曲轴最常见的损坏原因是弯曲和扭转疲劳破坏所以，保证曲轴有足够的疲劳强度是曲轴设计的首要问题保证曲轴有足够的疲劳强度是曲轴设计的首要问题 6 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 曲曲轴轴由由主主轴轴颈颈，，连连杆杆轴轴颈颈（（曲曲柄柄销销））、、曲曲柄柄、、前前端端和和后后端端、、平平衡衡铁铁等等组组成成一一个个主主轴轴颈颈、、一一个个连连杆杆轴轴颈颈和和一一个个曲曲柄柄组组成成了了一一个个曲曲拐拐 直直列列式式内内燃燃机机的的曲曲拐拐数数目目等等于于气气缸缸数数；；V型型内内燃燃机机的的曲曲拐数等于气缸数的一半。
拐数等于气缸数的一半 一、曲轴一、曲轴7 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴3.3.曲轴的构造曲轴的构造 8 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 主轴颈主轴颈 主主轴轴颈颈是是曲曲轴轴的的支支承承部部分分，，通通过过主主轴轴承承支支承承在在曲曲轴轴箱箱的的主主轴轴承承座座中中主主轴轴承承的的数数目目不不仅仅与与发发动动机机气气缸缸数数目目有有关关，，还还取取决决于于曲曲轴轴的的支支承承方方式式曲曲轴轴按按支支承承方方式式一一般般可可分分为为两两种种形形式式，，一一种种是是全全支承曲轴支承曲轴，另一种是，另一种是非全支承曲轴非全支承曲轴 一、曲轴一、曲轴9 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 主轴颈主轴颈 一、曲轴一、曲轴全支承曲轴全支承曲轴的主的主轴颈数比气缸数轴颈数比气缸数目多一个，即每目多一个，即每一个连杆轴颈两一个连杆轴颈两边都有一个主轴边都有一个主轴颈这种支承的颈这种支承的曲轴强度和刚度曲轴强度和刚度都比较好，并且都比较好，并且减轻了主轴承载减轻了主轴承载荷，减小了磨损。
荷，减小了磨损 非全支承曲轴非全支承曲轴的主轴颈数比的主轴颈数比气缸数目少或气缸数目少或与气缸数目相与气缸数目相等这种支承等这种支承的主轴承载荷的主轴承载荷较大，但缩短较大，但缩短了曲轴的总长了曲轴的总长度，使发动机度，使发动机的总体长度有的总体长度有所减小 10 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 连杆轴颈连杆轴颈 一、曲轴一、曲轴 连连杆杆轴轴颈颈又又叫叫曲曲柄柄销销，，是是曲曲轴轴与与连连杆杆的的连连接接部部分分，，通通过过曲曲柄柄与与主主轴轴颈颈相相连连，，在在连连接接处处用用圆圆弧弧过过渡渡，，以以减减少少应应力力集集中中不不少少曲曲轴轴的的连连杆杆轴轴颈颈做做成成空空心心的的，，以以减减小小曲曲轴轴质质量量，，降降低低离离心心力 11 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 曲柄与平衡重曲柄与平衡重 一、曲轴一、曲轴 曲曲柄柄是是主主轴轴颈颈和和连连杆杆轴轴颈颈的的连连接接部部分分，，断断面面为为椭椭圆圆形形，，为为了了平平衡衡内内燃燃机机运运转转时时不不平平衡衡质质量量引引起起的的离离心心力力，，以以及及平平衡衡一一部部分分往往复复惯惯性性力力，，曲曲柄柄处处制制有有(或或紧紧固固有有)平平衡衡重重，，从从而而使使曲曲轴轴旋旋转转平平稳稳。
平平衡衡重重通通常常设设置置在在曲曲柄柄臂臂相相反反的的方方向向上12 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 前端和后端前端和后端 一、曲轴一、曲轴 曲曲轴轴前前端端装装有有驱驱动动配配气气凸凸轮轮轴轴的的正正时时齿齿轮轮（（或或正正时时链链轮轮、、齿齿形形带带轮轮）），，驱驱动动风风扇扇和和水水泵泵的的皮皮带带轮轮，，以以及及起起动动爪爪等等为为了了防防止止机机油油沿沿曲曲轴轴轴轴颈颈外外漏漏，，在在曲曲轴轴前前端端装装有有一一个个甩甩油油盘盘，，在在齿轮室盖上装有油封齿轮室盖上装有油封 曲曲轴轴后后端端用用来来安安装装飞飞轮轮，，在在后后轴轴颈颈与与飞飞轮轮凸凸缘缘之之间间制制成成档档油油凸凸缘缘与与回回油油螺螺纹纹，，以以阻阻止止机机油向后窜漏油向后窜漏 13 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造－曲轴的构造－ 曲轴的轴向定位曲轴的轴向定位 一、曲轴一、曲轴 内燃机运转时，由于曲轴受到配套机具和传内燃机运转时，由于曲轴受到配套机具和传动装置施加的轴向力的作用，而引起曲轴轴向窜动装置施加的轴向力的作用，而引起曲轴轴向窜动，因此，动，因此，曲轴必须有轴向定位曲轴必须有轴向定位（设置推力轴承）（设置推力轴承），使轴向窜动量限制在，使轴向窜动量限制在0.1~0.5mm范围内。
但也范围内但也应允许曲轴受热后能自由膨胀，所以曲轴轴向上应允许曲轴受热后能自由膨胀，所以曲轴轴向上只能有一处设置定位装置只能有一处设置定位装置 常用的轴向定位方法有以下三种：第一主轴常用的轴向定位方法有以下三种：第一主轴颈定位；后端主轴颈定位，中间主轴颈定位颈定位；后端主轴颈定位，中间主轴颈定位14 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组4.4.曲拐的布置与发火顺序曲拐的布置与发火顺序 一、曲轴一、曲轴 曲轴的形状和曲拐的布置曲轴的形状和曲拐的布置 (即曲拐相对位置即曲拐相对位置)取取决于决于气缸数气缸数、、气缸排列方式气缸排列方式和和内燃机的发火顺序内燃机的发火顺序 对多缸内燃机的每一个气缸来说，其工作过对多缸内燃机的每一个气缸来说，其工作过程和单缸机的工作过程完全相同，只不过是要求程和单缸机的工作过程完全相同，只不过是要求它按照一定的顺序工作，即为内燃机的工作顺序，它按照一定的顺序工作，即为内燃机的工作顺序，也叫作也叫作内燃机的发火顺序内燃机的发火顺序 15 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组4.4.曲拐的布置与发火顺序曲拐的布置与发火顺序 一、曲轴一、曲轴u发火顺序的确定原则发火顺序的确定原则（（1）连续作功的两缸相距应尽可能远。
连续作功的两缸相距应尽可能远以减轻主轴以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象2）各缸发火的间隔时间应相同，四冲程机发火）各缸发火的间隔时间应相同，四冲程机发火间隔角为间隔角为720°/i，，(i为气缸数目为气缸数目)也就是说内燃机在也就是说内燃机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，且作功间隔应力求均匀，以保证发动机运转平稳一次，且作功间隔应力求均匀，以保证发动机运转平稳 （（3））V型发动机左右两列气缸应交替发火型发动机左右两列气缸应交替发火16 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组Ø四冲程直列式四缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：四冲程直列式四缸内燃机的发火顺序和曲拐布置： 曲拐对称布置于同一平面内曲拐对称布置于同一平面内相邻相邻作功作功气缸的曲拐夹角为气缸的曲拐夹角为720º/4=180º17 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组Ø四冲程直列式四缸内燃机的工作循环表：四冲程直列式四缸内燃机的工作循环表：18 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组Ø四冲程直列式六缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：四冲程直列式六缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：曲拐对称布置于三个平面内。
曲拐对称布置于三个平面内相邻相邻作功作功气缸的曲拐夹角为气缸的曲拐夹角为720º/6=120º19 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组Ø四冲程直列式六缸内燃机的工作循环表：四冲程直列式六缸内燃机的工作循环表：20 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 二、曲轴扭转减振器二、曲轴扭转减振器 曲轴扭转减振器的功用曲轴扭转减振器的功用是将曲轴扭转振动的是将曲轴扭转振动的能量逐渐消耗于减振器内部的摩擦，使曲轴扭转能量逐渐消耗于减振器内部的摩擦，使曲轴扭转振动的振幅减小，避免发生共振常用的曲轴扭振动的振幅减小，避免发生共振常用的曲轴扭转减振器有橡胶摩擦式减振器、粘液式减振器、转减振器有橡胶摩擦式减振器、粘液式减振器、干摩擦式减振器等干摩擦式减振器等21 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 三、飞轮三、飞轮Ø主主要要功功用用：：用用来来贮贮存存作作功功行行程程的的一一部部分分能能量量，，并并在在非非作作功功行行程程中中释释放放出出来来，，用用于于克克服服运运动动阻阻力力，，带带动动曲曲柄柄连连杆杆机机构构越越过过上上、、下下止止点点，，保保证证曲曲轴轴旋旋转转角角速速度度和和输出扭矩的均匀性。
输出扭矩的均匀性Ø在在飞飞轮轮轮轮缘缘上上有有第第一一缸缸活活塞塞位位于于上上止止点点的的标标记记(刻刻线或销孔线或销孔)以此作为调整发火时间和配气正时的依据以此作为调整发火时间和配气正时的依据Ø 多多缸缸内内燃燃机机的的飞飞轮轮与与曲曲轴轴在在装装配配后后要要一一起起进进行行过过动动平衡实验平衡实验汽车发动机飞轮外缘还压有齿圈与起动电机的驱动齿轮啮汽车发动机飞轮外缘还压有齿圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用；汽车离合器也装在飞轮上，利用飞合，供起动发动机用；汽车离合器也装在飞轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩擦面，用来对外传递动力轮后端面作为驱动件的摩擦面，用来对外传递动力22 第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴飞轮组视频曲轴飞轮组视频23 第二章思考题第二章思考题1．曲柄连杆机构由哪些零件组成，其功用是什么？．曲柄连杆机构由哪些零件组成，其功用是什么？2．试述气缸体的三种构造形式及其特点．试述气缸体的三种构造形式及其特点3．什么是干式缸套．什么是干式缸套?什么是湿式缸套什么是湿式缸套?4．铝合金活塞活塞在工作中易产生哪些变形？为什么？怎样．铝合金活塞活塞在工作中易产生哪些变形？为什么？怎样 应对这些变形？应对这些变形？ 5．什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？．什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？6．全浮式活塞销有什么优点．全浮式活塞销有什么优点?7．什么是销座偏置．什么是销座偏置?有何作用？有何作用？8．全支承曲轴和非全支承曲轴各有何特点？．全支承曲轴和非全支承曲轴各有何特点？9．曲轴为什么要轴向定位．曲轴为什么要轴向定位? 为什么只能有一处定位为什么只能有一处定位?10. 计算四冲程直列四缸发动机的发火间隔角？画出以计算四冲程直列四缸发动机的发火间隔角？画出以1－－3－－4－－2次序发火时的发动机工作循环表。
次序发火时的发动机工作循环表11．飞轮的主要功用是什么？．飞轮的主要功用是什么？24 。