《摩托车构造与原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《摩托车构造与原理（191页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章发动机2021/6/16年年2月月1 1西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月2 2西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜本章学本章学习内容内容w1、熟悉有关、熟悉有关发动机的几个基本名机的几个基本名词。w2、熟悉摩托、熟悉摩托车发动机的机的结构特点及基本工作构特点及基本工作原理。原理。w3、熟悉摩托、熟悉摩托车发动机的主要机的主要组成。成。w4、熟悉摩托、熟悉摩托车发动机曲柄机曲柄连杆机构的杆机构的结构。构。w5、熟悉摩托、熟悉摩托车发动机的配气机构。机的配气机构。w6、熟悉摩托、熟悉摩托车发动
2、机的汽油供机的汽油供给系系统。w7、熟悉摩托、熟悉摩托车发动机的机的润滑和冷却装置。滑和冷却装置。2021/6/16年年2月月3 3西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜第一第一节 发动机的基本机的基本术语w 摩托摩托车的的发动机均是内燃机，其燃料一般是汽机均是内燃机，其燃料一般是汽油。它是将燃料在气缸内燃油。它是将燃料在气缸内燃烧后后产生的化学能生的化学能(热能能)转变为机械功。它采用汽化装置使空气和汽油形成机械功。它采用汽化装置使空气和汽油形成的可燃混合气充人气缸内。当混合气被活塞的可燃混合气充人气缸内。当混合气被活塞压缩到到一定程度一定程度时，气缸内的火花
3、塞，气缸内的火花塞电极极间产生火花，将生火花，将已被已被压缩的混合气点燃。的混合气点燃。w 这时燃燃烧的气体迅速膨的气体迅速膨胀产生很高的生很高的压力，推力，推动活塞活塞连杆作往复运杆作往复运动，通，通过曲柄曲柄连杆机构使曲杆机构使曲轴旋旋转。再将。再将发动机的机的动力力经传动装置装置传给车轮，变为车辆行行驶的的动力。力。w 摩托摩托车的的发动机有机有单缸、双缸、三缸、四缸、五缸、双缸、三缸、四缸、五缸、六缸等。缸、六缸等。2021/6/16年年2月月4 4西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜摩托摩托车发动机的分机的分类w1、往复式往复式和旋和旋转式式(少）；
4、少）；w2、汽油机汽油机、柴油机、柴油机发动机机(少）；少）； w3、水冷式和、水冷式和风冷式冷式；w4、四冲程往复式四冲程往复式和二冲程往复式；和二冲程往复式；w5、单缸机缸机和多缸机和多缸机；w6、按气缸排列：、按气缸排列：直列、直列、V型型2021/6/16年年2月月5 5西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6 6西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7 7西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月8 8西南大学
5、工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜发动机的型号机的型号M产品特征代号产品特征代号气缸数气缸数气缸布置形式气缸布置形式冲程符号冲程符号缸径符号缸径符号设计及改型代号设计及改型代号发动机名义排量符号发动机名义排量符号发动机用途发动机用途冷却方式符号冷却方式符号2021/6/16年年2月月9 9西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气气缸缸布布置置形形式式冷冷却却方方式式符符号号2021/6/16年年2月月1010西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜发动机名义排量符号发动机名义排量符号2021/6/16年年
6、2月月1111西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月1212西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜（1）工作循工作循工作循工作循环环：每完成一次：每完成一次热功功转换的工作的工作过程。程。 （2）上止点上止点上止点上止点：活塞离曲：活塞离曲轴最最远处，活塞的最高位置。，活塞的最高位置。（3）下止点下止点下止点下止点：活塞离曲：活塞离曲轴最近最近处，活塞的最低位置。，活塞的最低位置。（4）曲柄半径曲柄半径曲柄半径曲柄半径R R ：连杆与曲杆与曲轴连接中心至曲接中心至曲轴旋旋转中中心的距离。心的距离。（5）
7、气缸工作容气缸工作容气缸工作容气缸工作容积积VsVs：活塞从上止点到下止点所活塞从上止点到下止点所扫 过的容的容积，又称气缸排量，又称气缸排量。 VsVs（D2)/4SD2)/4S发动机的基本术语发动机的基本术语D气缸直径气缸直径(mm）；）；S活塞行程（活塞行程（mm）2021/6/16年年2月月1313西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月1414西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜（6）活塞行程活塞行程活塞行程活塞行程S S ：活塞上、下止点：活塞上、下止点间的距离。的距离。 S=2R。（7 7
8、）发动发动机工作容机工作容机工作容机工作容积积VLVL ：多缸：多缸发动机各缸工作容机各缸工作容积的的总和，又称和，又称发动机排量机排量。 VL= Vs气缸数。气缸数。 （8）燃燃燃燃烧烧室容室容室容室容积积VcVc： 活塞在上止点活塞在上止点时，活塞上方的，活塞上方的容容积。（9）压缩压缩比比比比 ：气缸：气缸总容容积（VaVs+Vc）与燃与燃烧室室容容积Vc之比，表示气缸内气体被之比，表示气缸内气体被压缩的程度的程度 。一。一般汽油机般汽油机为69，柴油机，柴油机1620。（10）指示功指示功指示功指示功:在气缸内完成一个循在气缸内完成一个循环燃料燃料对活塞所做活塞所做的有用功。的有用功。
9、 (11)指示功率指示功率指示功率指示功率:发动机机单位位时间所做指示功。所做指示功。2021/6/16年年2月月1515西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 (12)有效功率有效功率有效功率有效功率:发动机曲机曲轴实际对外外输出的功率。出的功率。发动机机铭牌上牌上标明的有效功率称明的有效功率称为额定功率。定功率。 (13)升功率升功率升功率升功率:每升气缸工作容每升气缸工作容积所所发出的有效功率。出的有效功率。 (14)燃油消耗量燃油消耗量燃油消耗量燃油消耗量:发动机每小机每小时消耗的燃料千克数消耗的燃料千克数(kg/h)。 (15)给给气比气比气比气比:每
10、个循每个循环通通过换气口供气口供给换气量，在气量，在标准状准状态下下(Po、To)的容的容积与气缸工作容与气缸工作容积之比。之比。 (16)正正正正转转和反和反和反和反转转:正、反正、反转均指均指发动机曲机曲轴的旋的旋转方方向。若向。若发电机在右机在右转时，从右，从右侧看看发电机机转子的旋子的旋转方向，如果方向，如果顺时针旋旋转，发动机机为正正转；反之；反之为反反转。同理，若。同理，若发电机在左机在左侧时，从左，从左侧看看发电机机转子旋子旋转方向，如果是逆方向，如果是逆时针方向旋方向旋转，发动机机为正正转；反之；反之为反反转。2021/6/16年年2月月1616西南大学工程技西南大学工程技术学
11、院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜第二第二节 发动机的工作原理机的工作原理一、一、对摩托摩托车发动机的一般要求机的一般要求w 1具有足具有足具有足具有足够够的功率的功率的功率的功率： 发动机机应具有具有较大的功率。大的功率。在在测功功试验台上台上测试，在，在标准大气准大气压状况下，状况下，发动机机应保持保持连续运运转15min发出最大功率，且出最大功率，且应不低不低于出厂于出厂说明明书额定功率的要求。定功率的要求。 w 2要有良好起要有良好起要有良好起要有良好起动动、怠速和加速性能、怠速和加速性能、怠速和加速性能、怠速和加速性能 。w (1)良好起良好起动性能是性能是发动机技机技术性能的一
12、性能的一项重要指重要指标。要求在。要求在环境温度在境温度在5C030C0范范围内，起内，起动时允允许关关闭阻阻风门或打开限或打开限压阀，在，在15s内能内能顺利起利起动，则说明明该机起机起动性能良好。如果采用脚踏性能良好。如果采用脚踏起起动冷冷发动机机时起起动踏蹬不超踏蹬不超过3次，次，热发动机起机起动踏蹬不超踏蹬不超过1次者次者为良好。良好。 2021/6/16年年2月月1717西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w (2)怠速运怠速运转稳定，定，说明明发动机技机技术状况良好和油状况良好和油电路路调整正确。突然加大油整正确。突然加大油门，发动机机转速能迅速增
13、加；速能迅速增加；突然把油突然把油门关小，关小，发动机能机能稳定运定运转不熄火，不熄火，则说明明该机怠速性能良好。机怠速性能良好。 w (3)加速性能随油加速性能随油门突然加大突然加大转速迅速升高，有前冲速迅速升高，有前冲的感的感觉，则说明加速性能良好。若明加速性能良好。若转速增加速增加缓慢，慢，则说明加速性能差。明加速性能差。w 3体体体体积积小小小小质质量量量量轻轻、结结构构构构简单简单工作可靠和工作可靠和工作可靠和工作可靠和维维修方便修方便修方便修方便。w 4转转速高、运速高、运速高、运速高、运转转平平平平稳稳。 公路用公路用发动机机转速可达速可达8 000rmin；竞赛用用发动机最高机
14、最高转速达速达17000rmin，要求，要求发动机能在机能在这样高高转速运速运转且平且平稳。w 5燃料消耗低，燃料消耗低，燃料消耗低，燃料消耗低，经济经济性好性好性好性好。 w 6废废气排放气排放气排放气排放污污染少、噪声低即公害要少，染少、噪声低即公害要少，染少、噪声低即公害要少，染少、噪声低即公害要少，结结构完善、构完善、构完善、构完善、工作可靠、工作可靠、工作可靠、工作可靠、维维修方便即制造成本低、工修方便即制造成本低、工修方便即制造成本低、工修方便即制造成本低、工艺简单艺简单。2021/6/16年年2月月1818西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜二、
15、摩托二、摩托车汽油汽油发动机机结构特点构特点w l、转转速高、升功率大速高、升功率大速高、升功率大速高、升功率大w 发动机的容机的容积有一定的有一定的规定系列，如：定系列，如：50；100；125；175；250；350；750和和1000等。国等。国产50系列摩托系列摩托车最大升量最大升量为50。w 2小功率小功率小功率小功率发动发动机机机机结结构特点构特点构特点构特点 w 1)广泛采用二冲程广泛采用二冲程发动机，其机，其结构构简单且制造成本且制造成本低；低；为了提高了提高进气量，可以采用笛（舌）簧片气量，可以采用笛（舌）簧片阀或或旋旋转圆盘阀进气系气系统来提高充气效率；来提高充气效率；w
16、2) 燃燃烧室形状一般采用半球形室形状一般采用半球形结构，构，这种种结构构换气效率高、气效率高、热损失小，适用高速运失小，适用高速运转。小功率。小功率发动机机连杆的大、小杆的大、小头采用采用滚针轴承，适用高承，适用高转速；速；w 2021/6/16年年2月月1919西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w 3）采用）采用风冷却，即利用摩托冷却，即利用摩托车行行驶的迎的迎风进行冷行冷却；却；w 4)单缸汽油机一般采用蓄缸汽油机一般采用蓄电池点火或磁池点火或磁电机点火机点火w 5)润滑方式采用滑方式采用掺油油雾化化润滑，滑，这种种简单润滑方式滑方式会会导致活塞致活塞
17、顶积炭增多，排气炭增多，排气污染多和染多和润滑油消耗滑油消耗量大。因此，量大。因此，现代摩托代摩托车上采用分离上采用分离润滑装置；滑装置；w 6)小功率小功率发动机的化油器一般没有加速和省油装置；机的化油器一般没有加速和省油装置；w 7)发动机在机在车架放置呈卧式、直立式或前架放置呈卧式、直立式或前倾斜式。斜式。w3金属材料采用金属材料采用金属材料采用金属材料采用质质量量量量轻轻、散、散、散、散热热性好的性好的性好的性好的铝铝合金来制造合金来制造合金来制造合金来制造机体机体机体机体w w4 4起起起起动发动动发动机采用脚蹬机采用脚蹬机采用脚蹬机采用脚蹬惯惯性和性和性和性和电电机起机起机起机起动
18、动的方式的方式的方式的方式. .2021/6/16年年2月月2020西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜三、三、单缸四冲程汽油机基本工作原理缸四冲程汽油机基本工作原理2021/6/16年年2月月2121西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月2222西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1进气行程气行程气缸气缸压力力0.080.09MPa，约320380Kw特点特点：活塞下：活塞下行，排气行，排气门关，关，进气气门开。混开。混合气合气进入缸内。入缸内。进入汽缸的是入汽缸的
19、是经化油器混合化油器混合的可燃混合气的可燃混合气2021/6/16年年2月月2323西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2压缩行程行程气缸气缸压力力0.81.5MPa，温度，温度约250300Cw特点特点：活塞上行，排气：活塞上行，排气门关，关，进气气门关，缸内气体被关，缸内气体被压缩，压缩比比为710。为混合气体的燃混合气体的燃烧做功做功创造了良好的条件。造了良好的条件。2021/6/16年年2月月2424西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜3作功行程作功行程气缸气缸压力力36.5MPa，约18002000C，结束束时，气体
20、，气体压力力0.350.5MPa，约8001000Cw特点特点：接近：接近压缩上上止点止点时火花塞跳火，火花塞跳火，进、排气、排气门均关，均关，缸内温度和缸内温度和压力力进一步升高，缸内气一步升高，缸内气体推体推动活塞下行，活塞下行，通通过连杆推杆推动曲曲轴输出机械功。出机械功。 2021/6/16年年2月月2525西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜4排气行程排气行程 气缸气缸压力力0.1050.12MPa，约500800Cw特点特点：排气：排气门开，开，进气气门关，活塞上关，活塞上行，缸内行，缸内废气排出。气排出。2021/6/16年年2月月2626西南大
21、学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜四、二冲程汽油机基本工作原理2021/6/16年年2月月2727西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1、第一行程即第一行程即第一行程即第一行程即辅辅助行程（吸气、助行程（吸气、助行程（吸气、助行程（吸气、压缩过压缩过程）程）程）程）：下下止点止点到上到上止点。活塞在下止点止点。活塞在下止点时进气孔气孔闭，排气，排气扫气孔开，混合气气孔开，混合气体由体由扫气孔气孔进入气缸入气缸扫除除废气。向上止点运气。向上止点运动过程中，活程中，活塞塞头部将部将扫气孔气孔闭，扫气气结束。但排气孔尚开，仍有部分束。但
22、排气孔尚开，仍有部分废气和可燃混合气排出。当活塞将排气孔气和可燃混合气排出。当活塞将排气孔闭，开始，开始压缩直直至上止点，至上止点，压缩结束。束。2、第二行程即做功行程（燃第二行程即做功行程（燃第二行程即做功行程（燃第二行程即做功行程（燃烧烧做工功、排气、做工功、排气、做工功、排气、做工功、排气、扫扫气）气）气）气）：上上止点止点到下止点。到下止点。压缩终了了时，点燃混合气体，膨，点燃混合气体，膨胀做功，做功，排气和排气和扫气孔气孔闭，唯有，唯有进气孔仍开，混合气气孔仍开，混合气继续流入曲流入曲轴箱，直到箱，直到进气孔气孔闭。随活塞下移，曲。随活塞下移，曲轴箱容箱容积受到受到压缩。此此时排气孔
23、开，做功排气孔开，做功结束排出束排出废气。然后活塞又将气。然后活塞又将扫气孔气孔开启，开启，预压缩的混合气体的混合气体经扫气孔气孔进入气缸入气缸扫除除废气，直气，直至下一行程至下一行程时扫气孔气孔闭为止。止。2021/6/16年年2月月2828西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜二冲程汽油机2021/6/16年年2月月2929西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜五、二冲程与四冲程内燃机相比五、二冲程与四冲程内燃机相比较w1、曲、曲轴转1周完成周完成1个工作循个工作循环，做功，做功1次。而四冲程次。而四冲程则需要两周完成需要两周
24、完成1个工作循个工作循环，做功，做功1次，理次，理论上它是上它是四冲程做功效率的四冲程做功效率的2倍，其倍，其实它只有它只有1.5到到1.8倍。倍。w2、二冲程的、二冲程的换气气过程短，程短，仅为四冲程的四冲程的1/3左右。但左右。但二冲程的二冲程的换气气质量差，量差，废气排出不气排出不彻底，而且会使新底，而且会使新混合气混合气扫出，造成浪出，造成浪费和和污染，染，经济性差。性差。w3、二冲程采用曲、二冲程采用曲轴箱式箱式换气无需气无需设进排气排气门，结构构大大为简化，体化，体积小，小，单位比重功率大。位比重功率大。w4、二冲程内燃机、二冲程内燃机润滑条件差，需在汽油中加入机油，滑条件差，需在
25、汽油中加入机油，以保以保证正常正常润滑。滑。w5、由于二冲程、由于二冲程发动机作功机作功过程中程中频率率较快，与（快，与（单缸）四冲程缸）四冲程发动机相比运机相比运转较平平稳均匀。均匀。2021/6/16年年2月月3030西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜第三第三节 发动机的机的组成成 两大机构两大机构两大机构两大机构：曲柄：曲柄连杆机构、配气杆机构、配气机构机构 五大系五大系五大系五大系统统：供：供给系、系、润滑系、滑系、冷却系、点火系和起冷却系、点火系和起动系。系。1 1曲柄曲柄曲柄曲柄连连杆机构杆机构杆机构杆机构w功用功用：是往复活塞式：是往复活塞式发
26、动机机实现热功功转换的主要装置。的主要装置。w组成成：机体：机体组、活塞、活塞连杆杆组、曲曲轴飞轮组。2021/6/16年年2月月3131西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月3232西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2配气机构配气机构w功用功用：使新：使新鲜气体气体进入气缸，使气缸内入气缸，使气缸内废气排出。气排出。w主要主要类型型：气孔式和：气孔式和气气气气门门式式式式3燃料供燃料供给系系w功用功用：向：向发动机提供燃料和空气。机提供燃料和空气。w主要主要类型型：化油器式化油器式化油器式化油器式
27、和和电控燃油控燃油喷射式射式4润滑系滑系w功用功用：向摩擦表面提供：向摩擦表面提供润滑，以减少摩擦和磨滑，以减少摩擦和磨损。w主要主要类型型：掺混式和混式和强强制供油制供油制供油制供油式式2021/6/16年年2月月3333西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月3434西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜5 5冷却系冷却系冷却系冷却系w功用功用：帮助：帮助发动机散机散热，以保持正常工作温度。，以保持正常工作温度。w主要主要类型型：水冷式和：水冷式和风风冷式冷式冷式冷式。6 6点火系点火系点火系点火系w
28、功用功用：点燃混合气体，使其燃点燃混合气体，使其燃烧做功。做功。w主要主要类型型：传统点火式和点火式和电电子点火式子点火式子点火式子点火式7 7、起、起、起、起动动系系系系w功用功用：使使发动机由停止机由停止进入工作状入工作状态。w主要主要类型：型：脚蹬式和脚蹬式和电电力起力起力起力起动动2021/6/16年年2月月3535西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜课后复后复习思考思考题1、摩托、摩托车发动机由哪些机构系机由哪些机构系统组成成?各部分各部分功用是什么功用是什么?2、二冲程与四冲程、二冲程与四冲程发动机比机比较有何有何优缺点缺点?3、对摩托摩托车发动机
29、一般有那些要求？机一般有那些要求？ 4、发动机的基本机的基本术语有哪些？它有哪些？它们的关系？的关系？5、简述四冲程汽油述四冲程汽油发动机的基本工作机的基本工作过程。程。6、简述二冲程汽油述二冲程汽油发动机的基本工作原理。机的基本工作原理。2021/6/16年年2月月3636西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜第四第四节 曲柄曲柄连杆机构杆机构2021/6/16年年2月月3737西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w曲柄曲柄连杆机构的功用杆机构的功用是将燃是将燃烧产生的生的热能能转化化为机械能的机构，它是机械能的机构，它是发动
30、机机产生生动力的力的主要机构。活塞在汽缸中的往复运主要机构。活塞在汽缸中的往复运动变换为曲曲轴的旋的旋转运运动，以，以实现发动机的工作循机的工作循环并并输出出动力。力。 w曲柄曲柄连杆机构杆机构主要由活塞主要由活塞组、连杆杆组和曲和曲轴飞轮组等构成。等构成。w机体零件机体零件构成了构成了发动机的骨架，所有运机的骨架，所有运动零零件和件和辅助系助系统都由它支承。由机体、汽缸体、都由它支承。由机体、汽缸体、汽缸汽缸垫、汽缸盖和曲、汽缸盖和曲轴箱等构成。箱等构成。2021/6/16年年2月月3838西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月39
31、39西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月4040西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜一、气缸体一、气缸体 气缸气缸体是构成体是构成发动机的骨架，是机的骨架，是发动机各机各机构和各系机构和各系统的安装基的安装基础，其内、外安装着，其内、外安装着发动机的所有主要零件和机的所有主要零件和附件，承受各种附件，承受各种载荷及荷及高温作用。因此，机体高温作用。因此，机体必必须要有足要有足够的的强度和度和刚度及高温抗度及高温抗蚀性。性。2021/6/16年年2月月4141西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机
32、与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气缸体气缸体2021/6/16年年2月月4242西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1、气缸体的材料、气缸体的材料w (1)合金合金铸铁缸体，整体缸体，整体铸造，如嘉陵造，如嘉陵JH70、幸福、幸福XFl25、本田、本田C50、CF5070、CD5070等摩托等摩托车，其缸体用其缸体用优质合金合金铸铁整体整体铸造。造。w (2)铝合金缸体加合金缸体加镶合金合金铸铁缸套，缸套，镶套的方法有两套的方法有两种：一是将合金种：一是将合金铸铁的缸套粗加工后再的缸套粗加工后再压人缸体的人缸体的铸造，如造，如南方南方NFl25、重、重庆雅雅马哈哈
33、CY80等等车型，型，这种种结构多用于构多用于风冷式冷式发动机；另一种方式是将精加机；另一种方式是将精加工好的合金工好的合金铸铁缸套缸套压配在配在铝合金缸体的座孔中，合金缸体的座孔中，此种此种结构多用于水冷式构多用于水冷式发动机，如机，如图2-6所示。所示。w (3)铝合金缸体在气缸内表面多孔合金缸体在气缸内表面多孔镀铬，如，如谓阳阳WY50摩托摩托车铝合金缸体，气缸表面多孔合金缸体，气缸表面多孔镀铬，虽然然工工艺较复复杂，但缸体，但缸体质量小，耐磨性和散量小，耐磨性和散热性能性能较好。好。2021/6/16年年2月月4343西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓
34、胜2021/6/16年年2月月4444西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w2气缸体的气缸体的结构种构种类 w 1)二冲程二冲程发动机的气缸体机的气缸体： 二冲程二冲程发动机的机的气缸壁上都气缸壁上都铸有配气用的有配气用的进气、排气孔和气、排气孔和扫气孔，气孔，如如图2-7所示的南方所示的南方NFl25摩托摩托车气缸体的气缸内壁气缸体的气缸内壁设有有7个气孔，其中个气孔，其中1个排气孔、个排气孔、2个主个主扫气孔、气孔、2个个次次扫气孔、气孔、1个个辅助助扫气孔、气孔、1个个进气孔。气孔。铃木木AXl00摩托摩托车气缸体有气缸体有5个孔，个孔，1个排气孔，个排
35、气孔，3个个扫气气孔和孔和1个个进气孔。又因采用气孔。又因采用风冷式，缸体外表冷式，缸体外表设有散有散热片，与缸体片，与缸体铸成一体。成一体。w 2)四冲程四冲程发动机的气缸体机的气缸体： 四冲程四冲程发动机采机采用气用气门实现进排气，因此气缸内壁上没有气孔，但排气，因此气缸内壁上没有气孔，但是是为了安装配气机构和了安装配气机构和传动机件，机件，侧置式置式发动机的机的缸体缸体侧面面设有气有气门座、气座、气门导管和管和进排气道；排气道；顶置置式式发动机气缸体上机气缸体上铸有上下有上下贯通的通道，用于安装通的通道，用于安装正正时传动链条式气条式气门摇臂推杆。臂推杆。 2021/6/16年年2月月4
36、545西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w3)冷却方式不同的气缸体冷却方式不同的气缸体 风冷式冷式发动机是依靠空气来散机是依靠空气来散热的，的，为了提高冷了提高冷却的效果，必却的效果，必须增大散增大散热面面积，所以气缸体的外，所以气缸体的外围都都铸有散有散热片。而水冷式片。而水冷式发动机是依靠冷却液来机是依靠冷却液来带走机体的走机体的热量，达到散量，达到散热的目的。因此，水冷式的目的。因此，水冷式发动机的气缸体和曲机的气缸体和曲轴箱大都被箱大都被铸成一体，在气缸套成一体，在气缸套的外的外围铸有通冷却液的有通冷却液的夹层，其，其结构形式有：一种构形式有：一种是
37、是干式缸套干式缸套，气缸套的外表面不接触冷却液，其缸，气缸套的外表面不接触冷却液，其缸套很薄，壁厚一般只有套很薄，壁厚一般只有1mm3mm，在气缸体内部，在气缸体内部围绕气缸套气缸套铸有水套有水套夹层，这种缸体种缸体铸造造较复复杂；另一种是另一种是湿式缸套湿式缸套，气缸套外表直接与冷却液接触，气缸套外表直接与冷却液接触，为了防止漏水，缸套上凸肩下端用紫了防止漏水，缸套上凸肩下端用紫铜垫片，在缸片，在缸套下部套下部设有耐有耐热耐油的橡胶密封圈，耐油的橡胶密封圈，这种方式冷却种方式冷却效果好，效果好，铸造方便，但漏水的可能性造方便，但漏水的可能性较大。大。2021/6/16年年2月月4646西南大
38、学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜摩托车上大摩托车上大摩托车上大摩托车上大多采用风冷。多采用风冷。多采用风冷。多采用风冷。2021/6/16年年2月月4747西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月4848西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月4949西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w1) 直列式直列式L： 各个气缸和曲各个气缸和曲轴轴线方向成一列布置，方向成一列布置，这种种发动机在机在车架上往往是横向布置，架
39、上往往是横向布置，摩托摩托车为了了降低降低发动机的高度，把机的高度，把发动机机倾斜斜一个角度。一个角度。 w2) V型：型：对向布置的两个气缸向布置的两个气缸连杆杆装在一个曲柄装在一个曲柄销上，上，这样可使曲可使曲轴的的长度大幅度地度大幅度地缩短，能使短，能使发动机机小型小型轻量化，广量化，广为大中排量的摩托大中排量的摩托车所采用所采用，减，减轻了了发动机的重量，机的重量，但加大了但加大了发动机的机的宽度，且形状度，且形状较复复杂，加工困，加工困难。w3) 对置式：置式：水平水平对置置发动机的高度机的高度大大降低，使整大大降低，使整车的重心低，行的重心低，行驶平平稳，而且，而且发动机的工作也机
40、的工作也较平平稳，因因为气缸气缸惯性力能得到很好的平衡，性力能得到很好的平衡，因此因此这种种车型适用高速公路上型适用高速公路上长途途旅行旅行。 气缸的排列形式气缸的排列形式4)发动机气缸的不同排列形式机气缸的不同排列形式2021/6/16年年2月月5050西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜直直列列双双缸缸发发动动机机2021/6/16年年2月月5151西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜直直列列四四缸缸发发动动机机2021/6/16年年2月月5252西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜V型型
41、双双缸缸发发动动机机2021/6/16年年2月月5353西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月5454西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜对对置置双双缸缸发发动动机机2021/6/16年年2月月5555西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w5)发动机在机在车架上的布置形式架上的布置形式w 发动机在机在车架上的布置形式，关系到摩托架上的布置形式，关系到摩托车的的总体布置，体布置，关系到方向把的关系到方向把的转向手感、向手感、发动机的冷却、机的冷却、传动的方式。所的方式。
42、所以不同机型的以不同机型的发动机在机在车架上安装的方式各不一架上安装的方式各不一样。一般布。一般布置的形式有置的形式有横置直列式、横置直列式、纵置直立式、横置置直立式、横置V型式、型式、纵置置V型式型式等。等。w (1)横置直列横置直列w (2)纵置直列置直列w (3)横置横置V型型w (4)纵置置V型型w (5)其他布置形式：其他布置形式： 如德国宝如德国宝马K系列运系列运动摩托摩托车，它采用，它采用水平躺倒的卧式水平躺倒的卧式纵纵向四缸水冷向四缸水冷向四缸水冷向四缸水冷发动发动机机机机，使用，使用轴传动，如，如图215所示，所示，这样使使发动机的高度大幅度降低，它有利于机的高度大幅度降低，
43、它有利于进排气系排气系统的布置。的布置。2021/6/16年年2月月5656西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月5757西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门室罩盖气门室罩盖二、气缸盖与气缸二、气缸盖与气缸垫 气缸盖气缸盖2021/6/16年年2月月5858西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月5959西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w1气缸盖气缸盖w 气缸盖的作用除密封气缸外，缸盖下底面的凹洼部气缸
44、盖的作用除密封气缸外，缸盖下底面的凹洼部分与活塞分与活塞顶及气缸内壁共同构成燃及气缸内壁共同构成燃烧室，在气缸盖室，在气缸盖上安装火花塞或配气机构等零件，如上安装火花塞或配气机构等零件，如图2-16、2-17所示。所示。 气缸盖直接承受燃气的高温、高气缸盖直接承受燃气的高温、高压，既要，既要使气缸密封不漏气，又要把使气缸密封不漏气，又要把发动机大部分机大部分热量散量散发出去，因此气缸盖多采用具有出去，因此气缸盖多采用具有较高高强度、度、刚度的度的导热性能好的性能好的优质铝合金制造。合金制造。为了提高缸盖的散了提高缸盖的散热能力，在能力，在风冷冷发动机上，缸盖的外部机上，缸盖的外部铸有适量的散有
45、适量的散热片，在水冷片，在水冷发动机上，气缸盖内部机上，气缸盖内部铸有冷却水道，有冷却水道，一般称一般称冷却水套冷却水套冷却水套冷却水套，如，如图2-18所示。所示。 2021/6/16年年2月月6060西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6161西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6262西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6363西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021
46、/6/16年年2月月6464西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6565西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月6666西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜图2-20所示所示为嘉陵本嘉陵本田田JH70型摩托型摩托车四四冲程冲程顶置整体式气缸置整体式气缸盖，凸盖，凸轮轴由缸盖右由缸盖右侧穿人穿人进行装配，故行装配，故设有气缸盖罩。有气缸盖罩。2021/6/16年年2月月6767西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓
47、胜 二冲程发动机的气缸盖上结构简单，只有火花塞，为了使扫气二冲程发动机的气缸盖上结构简单，只有火花塞，为了使扫气流和排气流圆滑运动，把活塞顶制成弧形凸顶，同时把缸盖上流和排气流圆滑运动，把活塞顶制成弧形凸顶，同时把缸盖上的燃烧室接近半圆形，其目的是使混合气进一步均匀地混合，的燃烧室接近半圆形，其目的是使混合气进一步均匀地混合，在燃烧室的边缘设计有在燃烧室的边缘设计有挤气面积挤气面积挤气面积挤气面积，在压缩终了阶段，挤气面积，在压缩终了阶段，挤气面积把夹在挤气间隙中的混合气强力地挤出，使混合气在火花塞周把夹在挤气间隙中的混合气强力地挤出，使混合气在火花塞周围产生较大的挤气旋流，以提高混合气的燃烧
48、速度。围产生较大的挤气旋流，以提高混合气的燃烧速度。2021/6/16年年2月月6868西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜四冲程发动机的气缸盖及其燃烧室四冲程发动机的气缸盖及其燃烧室2021/6/16年年2月月6969西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2气缸气缸垫w 缸盖与缸体之缸盖与缸体之间起密封作用，它可防止高起密封作用，它可防止高压燃气的泄漏，燃气的泄漏，同同时在水冷在水冷发动机和机和顶置气置气门式式发动机上防止冷却水和机油机上防止冷却水和机油的泄漏，另外，起到的泄漏，另外，起到传递气缸上部气缸上部热量量给气缸盖的作
49、用。气缸盖的作用。w 由于燃气的高温、高由于燃气的高温、高压和化学腐和化学腐蚀，要求气缸，要求气缸垫有一定的有一定的弹性和高温性和高温强度，以保度，以保证密封，又不易密封，又不易损坏和便于拆装。气坏和便于拆装。气缸缸垫材料大多采用金属薄片包裹材料大多采用金属薄片包裹弹性填料性填料组成。金属薄片成。金属薄片为铜片或片或钢片，片，弹性填料多用耐性填料多用耐热的石棉并的石棉并夹有金属片或金属有金属片或金属屑。气缸屑。气缸垫的孔周的孔周围用金属片用金属片镶边以增加以增加强度，石棉气缸度，石棉气缸垫的的结构比构比较简单。w 由于由于石棉是致癌物石棉是致癌物石棉是致癌物石棉是致癌物质质，所以目前摩托，所以
50、目前摩托车上已广泛使用金属上已广泛使用金属气缸气缸垫。金属气缸。金属气缸垫的的结构构较复复杂，中，中间部分是三部分是三层不不锈钢的薄板，两的薄板，两侧是薄是薄铜板，板，为了确保气缸了确保气缸垫具有一定具有一定弹性，在性，在不不锈钢板材的若干位置上冲出凹凸形状，由于二板材的若干位置上冲出凹凸形状，由于二侧的薄的薄铜板板较软，因此密封，因此密封较好，且有好，且有较高的高的传热性。在二冲程性。在二冲程风冷冷发动机上可用机上可用铜板或板或铝板做气缸。例如南方板做气缸。例如南方NFl25缸缸垫是用是用05mm的的铜板制成。板制成。某些二冲程某些二冲程发动机不用气缸机不用气缸垫，但，但为了了密封冷却水，在
51、缸盖与缸体相通的出水口上大都布置了密封冷却水，在缸盖与缸体相通的出水口上大都布置了O形形环。2021/6/16年年2月月7070西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7171西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 3气缸盖螺气缸盖螺钉气缸盖螺气缸盖螺钉要承受很高的燃气要承受很高的燃气压力，并保力，并保证气缸气缸垫的密封，的密封，为此螺此螺钉用用优质钢材制造，并材制造，并经调质处理，理，以提高其以提高其强度。在位置布置上，要使气缸盖各度。在位置布置上，要使气缸盖各处的的压力均匀。在螺力均匀。在螺钉种种类上
52、，一般上，一般铸铁缸体用螺缸体用螺钉把气缸把气缸盖盖压紧，若是，若是铝合金缸体合金缸体时，用两，用两头螺栓粗牙螺螺栓粗牙螺纹可可固定在气缸体或曲固定在气缸体或曲轴箱上，箱上，细牙螺牙螺纹可用螺母把气缸可用螺母把气缸盖或与缸体一起盖或与缸体一起压紧。在安装气缸盖。在安装气缸盖时，应按按规定定顺序和扭矩把螺序和扭矩把螺钉拧紧，以防缸盖，以防缸盖变形和漏气形和漏气产生。生。2021/6/16年年2月月7272西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜三、曲三、曲轴箱箱 w 曲曲轴箱是箱是发动机的底座，是支撑曲机的底座，是支撑曲轴的箱体。的箱体。为了使整了使整车布置布置紧凑
53、，达到小型凑，达到小型轻量化的要求，往往把量化的要求，往往把发动机和机和变速器速器一体化。一体化。w 在二冲程在二冲程发动机上，机上，进气是通气是通过曲曲轴预压，来提高，来提高扫气效气效率，所以曲率，所以曲轴箱必箱必须是是单独的腔室，与独的腔室，与变速器隔离不通。四速器隔离不通。四冲程冲程发动机机则不同，不同，为了减少曲了减少曲轴箱内箱内压力的波力的波动，必，必须尽尽力力扩大曲大曲轴箱的容箱的容积，所以曲，所以曲轴箱与箱与变速器腔室是互通的。速器腔室是互通的。w 为了减了减轻质量，曲量，曲轴箱大都用箱大都用铝合金合金铸造，造，为了提高其了提高其刚度，在曲度，在曲轴箱的内部布置了大量的加箱的内部
54、布置了大量的加强筋。筋。w 按按发动机的机的结构不同，曲构不同，曲轴箱一般有三种型式：箱一般有三种型式：整体式、整体式、整体式、整体式、左右分体式左右分体式左右分体式左右分体式和和和和上下分体式上下分体式上下分体式上下分体式。w 2021/6/16年年2月月7373西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7474西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7575西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w 图2-26、图2-27所示是南方所示是南方NFl
55、25摩托摩托车发动机机的曲的曲轴箱、罩与盖板。箱、罩与盖板。w 这是左右分体式曲是左右分体式曲轴箱，其分开面一般在气缸箱，其分开面一般在气缸纵向的平分向的平分线上，合上，合拢后后组成曲成曲轴箱体，前腔安装曲箱体，前腔安装曲轴，后腔安装，后腔安装变速器，前部上方安装气缸体，曲速器，前部上方安装气缸体，曲轴箱的左右外端面分箱的左右外端面分别安装离合器和安装离合器和飞轮磁磁电机等机机等机件，并用左右罩及盖板罩起来。左右分开式曲件，并用左右罩及盖板罩起来。左右分开式曲轴箱箱的的刚度度较低，适用于低，适用于单缸机和缸机和V型双缸机上。型双缸机上。w 图2-28所示是上下分体式曲所示是上下分体式曲轴箱，其
56、分开面在曲箱，其分开面在曲轴轴颈的平分的平分线上，合上，合拢后后组成曲成曲轴箱，前腔安装箱，前腔安装曲曲轴，后腔安装，后腔安装变速器，在安装曲速器，在安装曲轴腔的上方安装腔的上方安装气缸体。气缸体。这种曲种曲轴箱支撑曲箱支撑曲轴的的刚度高，适用于多度高，适用于多缸缸发动机。机。2021/6/16年年2月月7676西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7777西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月7878西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜20
57、21/6/16年年2月月7979西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜四、活塞、活塞四、活塞、活塞环及活塞及活塞销 活塞活塞组包括包括活塞、活塞活塞、活塞活塞、活塞活塞、活塞环环和活塞和活塞和活塞和活塞销销等零件。与汽缸、等零件。与汽缸、汽缸盖构成燃汽缸盖构成燃烧室；将燃气室；将燃气压力通力通过连杆杆传给曲曲轴；防止燃气漏入曲防止燃气漏入曲轴箱和机油箱和机油进入燃入燃烧室。室。1、活塞、活塞活塞是由活塞是由顶部、部、头部、部、裙部和活塞裙部和活塞销座构成。座构成。2021/6/16年年2月月8080西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：
58、钱晓胜2021/6/16年年2月月8181西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月8282西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月年月年2月月年年2月月83832021/6/16年年2月年月年2月月年年2月月8484w 活塞是活塞是发动机上的心机上的心脏。在。在发动机运机运转时，活塞在气缸，活塞在气缸内上下往复直内上下往复直线运运动，当混合气燃，当混合气燃烧时，活塞承受高，活塞承受高压燃气燃气的推力，通的推力，通过连杆推杆推动曲曲轴旋旋转作功，而在曲作功，而在曲轴和和飞轮的的惯性作
59、用下，完成性作用下，完成进气、气、压缩、排气、排气3个个辅助行程。在二冲程助行程。在二冲程发动机中，活塞机中，活塞还起起阀门的作用，完成的作用，完成换气工作。气工作。w 由于活塞在气缸内直接承受高温、高由于活塞在气缸内直接承受高温、高压，其工作条件，其工作条件较为恶劣。因此，在活塞材料的劣。因此，在活塞材料的选用上，用上，应满足下列要求：必足下列要求：必须具有一定的具有一定的强度，能承受高度，能承受高压；在高温下工作，；在高温下工作，强度度变化和化和热变形要小；形要小；质量要量要轻，以减少，以减少转动惯量；具有量；具有较好的抗腐好的抗腐蚀性和耐磨性；膨性和耐磨性；膨胀系数要小。所以活塞的材料是
60、采用系数要小。所以活塞的材料是采用优质铝合金合金铸造或造或锻造。例如南方造。例如南方NFl25发动机的活塞是用高硅机的活塞是用高硅铝合金合金铸造，造，经精密加工而成。精密加工而成。对高性能摩托高性能摩托车和和赛车都是都是用用锻造造铝活塞制造工活塞制造工艺，以提高其，以提高其强度。度。2021/6/16年年2月月8585西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w1)活塞活塞顶部部w活塞活塞顶与气缸盖内凹部分、气缸壁与气缸盖内凹部分、气缸壁组成燃成燃烧室。活室。活塞塞顶的形状与燃的形状与燃烧室的形状有关。二冲程室的形状有关。二冲程发动机的机的活塞活塞顶多采用凸面球形，
61、以适多采用凸面球形，以适应扫气气过程的需要，程的需要，例如南方例如南方NF125、幸福、幸福XF250摩托摩托车的活塞的活塞顶都是都是凸面形的。四冲程凸面形的。四冲程发动机的活塞机的活塞顶多用平多用平顶，如，如图2-29b)所示，因制造工所示，因制造工艺简单，为了防止活塞了防止活塞顶在在上止点上止点时与气与气门头部相碰，往往在部相碰，往往在顶面上与气面上与气门对应部分有凹坑。某些四冲程部分有凹坑。某些四冲程发动机的活塞机的活塞顶是凸是凸顶的，的，这主要是主要是为了提高篷形燃了提高篷形燃烧室的室的压缩比而把活比而把活塞做成凸塞做成凸顶，例如本田，例如本田CX500等等发动机活塞机活塞顶就是就是凸
62、凸顶的。的。2021/6/16年年2月月8686西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月8787西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月8888西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月8989西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2)活塞活塞头部部 w 活塞活塞头部是指安装活塞部是指安装活塞环的部分，其作用是与活塞的部分，其作用是与活塞环一起一起实现气缸的密封，同气缸的密封，同时将活塞将活塞
63、顶吸收的吸收的热量量传给活塞活塞环和气缸和气缸壁，把壁，把热量散量散发到大气中去以冷却到大气中去以冷却发动机，机，头部部还承受燃气的承受燃气的高高压，所以，所以头部部较其他部位厚，以增加活塞在高温高其他部位厚，以增加活塞在高温高压下的下的强度和度和刚度，度，头部安装活塞部安装活塞环的沟槽称活塞的沟槽称活塞环槽，槽，环槽支撑活塞槽支撑活塞环的上下面称的上下面称环岸。从活塞岸。从活塞顶到第一道到第一道环的部分称的部分称顶岸，它承岸，它承受的冲程活塞受的冲程活塞压力和力和热量最大，因此也比其他量最大，因此也比其他环岸厚。活塞岸厚。活塞环槽的数量因槽的数量因发动机而异，一般机而异，一般为13道。活塞道
64、。活塞环槽的形状与槽的形状与宽窄因活塞窄因活塞环的形状而异，气的形状而异，气环安装在上面，安装在上面，环槽槽较窄，油窄，油环安装在下面，安装在下面，环槽槽较宽。 w 二冲程二冲程发动机上，只有气机上，只有气环，没有油，没有油环。为了防止气了防止气环的的转动，避免活塞，避免活塞环开口与气缸气孔相遇而拉开口与气缸气孔相遇而拉伤气缸或将活塞气缸或将活塞环卡卡断，所以每道断，所以每道环槽内槽内压人一个人一个销钉，销钉压人活塞人活塞环槽后，槽后，应低于活塞低于活塞头部表面部表面0.2mm一一0.3mm，拉，拉伤气缸表面。气缸表面。 w 四冲程四冲程发动机上，都有气机上，都有气环和油和油环，在油，在油环槽
65、上有若干小孔，槽上有若干小孔，使油使油环刮下来的刮下来的润滑油滑油经小孔回人曲小孔回人曲轴箱，箱，这些回油小孔称泄些回油小孔称泄油孔。油孔。2021/6/16年年2月月9090西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月9191西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜3)活塞裙部活塞裙部w 作用是活塞在气缸上下运作用是活塞在气缸上下运动的的导向和承受向和承受侧压力。力。为了使活塞了使活塞在工作在工作时上下高速平上下高速平顺滑滑动，活塞裙部与气缸壁之，活塞裙部与气缸壁之间留余适量的留余适量的间隙，若隙，若间隙太小
66、，运隙太小，运动阻力阻力过大，受大，受热膨膨胀会会产生粘着磨生粘着磨损。因此根据活塞受因此根据活塞受侧压力和高温高力和高温高压燃气燃气压力造成的力造成的变形形规律，裙律，裙部在横断面的部在横断面的销孔孔轴线方向伸方向伸长较多，而垂直于多，而垂直于销孔孔轴线方向的方向的伸伸长较小，小，为了使裙部工作了使裙部工作时接近一个正接近一个正圆形，所以活塞在制造形，所以活塞在制造时将将销孔方向做成短孔方向做成短轴，垂直，垂直销孔方向做成孔方向做成长轴，即活塞裙部的，即活塞裙部的横截面呈横截面呈椭圆形，使活塞受形，使活塞受侧压力和力和导向作用的垂直于向作用的垂直于销孔孔轴线的两的两侧面，与气缸壁保持面，与气
67、缸壁保持较小的小的间隙，减少隙，减少换向运向运动时对缸壁的缸壁的拍拍击，还能使裙部受能使裙部受侧压力的一面容易形成力的一面容易形成“油楔油楔”，从而使裙，从而使裙部既具有部既具有较好的好的润滑条件，减少磨滑条件，减少磨损，又能平，又能平稳导向。向。w 为了减了减轻活塞的活塞的质量，在不受量，在不受侧压力和非力和非导向面的两向面的两销孔下孔下方部位内去掉一方部位内去掉一块就就还可避免活塞在下止点可避免活塞在下止点时曲曲轴平衡平衡块碰撞。碰撞。w 在二冲程在二冲程发动机中，气缸套上的气孔是靠活塞来启机中，气缸套上的气孔是靠活塞来启闭的，因此的，因此二冲程活塞的裙部比四冲程二冲程活塞的裙部比四冲程长
68、。 有些二冲有些二冲发动机的活塞裙部朝机的活塞裙部朝进气口方向，气口方向，还开有窗口，形成曲开有窗口，形成曲轴箱的箱的进气通道。气通道。2021/6/16年年2月月9292西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜受到机械力和热膨胀裙部在活塞销孔部易增大，因而一般受到机械力和热膨胀裙部在活塞销孔部易增大，因而一般受到机械力和热膨胀裙部在活塞销孔部易增大，因而一般受到机械力和热膨胀裙部在活塞销孔部易增大，因而一般把此处削薄，再用钢片加固。把此处削薄，再用钢片加固。把此处削薄，再用钢片加固。把此处削薄，再用钢片加固。( ( ( (销孔处小，垂直处大）销孔处小，垂直处大）
69、销孔处小，垂直处大）销孔处小，垂直处大）2021/6/16年年2月月9393西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 4)活塞活塞销座座w 活塞活塞销座位于裙部偏上方，其作用是安装活塞座位于裙部偏上方，其作用是安装活塞销，并承受，并承受顶部部传来的燃气来的燃气压力，再力，再传给活塞活塞销。w 为了提高了提高销座承受高座承受高压的的刚度，在度，在销座的上半部常座的上半部常铸有加有加强筋。筋。销座的两端有卡座的两端有卡环槽，用以安装卡槽，用以安装卡环或或挡圈，防止活圈，防止活塞塞销的的轴向向窜动。w 为了减了减轻活塞的活塞的侧压力，活塞力，活塞销孔往往不在活塞的中心孔
70、往往不在活塞的中心线上，而是稍偏向作功冲程受上，而是稍偏向作功冲程受侧压力大的一面。在活塞力大的一面。在活塞顶上，上，往往有指示箭往往有指示箭头，在装配，在装配时，其箭，其箭头方向方向应指向前方。指向前方。w 综上所述，活塞大体上是一个上所述，活塞大体上是一个圆筒状的零件，但从微筒状的零件，但从微观上上看，活塞看，活塞头部的尺寸比裙部略小，因活塞部的尺寸比裙部略小，因活塞头部的温度高，部的温度高，头部的壁又部的壁又较厚，厚，热胀变形量形量较大，所以活塞是上小下大。在大，所以活塞是上小下大。在裙部的横截面上，活塞裙部的横截面上，活塞销轴线方向是短方向是短轴，与，与销孔孔轴线垂直垂直方向是方向是长
71、轴，因此又是，因此又是椭圆形的，形的，2021/6/16年年2月月9494西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 活塞销座的活塞销座的活塞销座的活塞销座的作用是将作作用是将作作用是将作作用是将作用力传给连用力传给连用力传给连用力传给连杆，要求活杆，要求活杆，要求活杆，要求活塞销座十分塞销座十分塞销座十分塞销座十分牢固。销座牢固。销座牢固。销座牢固。销座孔内有弹性孔内有弹性孔内有弹性孔内有弹性卡环，防止卡环，防止卡环，防止卡环，防止活塞销在工活塞销在工活塞销在工活塞销在工作中发生轴作中发生轴作中发生轴作中发生轴向窜动。向窜动。向窜动。向窜动。2021/6/16年年
72、2月月9595西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月9696西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w2活塞环活塞环 活塞活塞环是安装在活塞是安装在活塞环槽中的开口槽中的开口环形零形零件，它跟活塞一起上下运件，它跟活塞一起上下运动。其作用是与活。其作用是与活塞一起密封气缸，防止高塞一起密封气缸，防止高压的燃气从活塞上的燃气从活塞上部向下泄漏，并将活塞的部向下泄漏，并将活塞的热量量传给缸壁，使缸壁，使之散之散发出去，同出去，同时它控制缸壁上它控制缸壁上润滑油膜的滑油膜的厚度，将多余的厚度，将多余的润滑油刮回
73、曲滑油刮回曲轴箱，防止箱，防止润滑油滑油窜人燃人燃烧室。室。 根据活塞根据活塞环完成密封和刮油的功能不同，完成密封和刮油的功能不同，活塞活塞环分分为气气环和和油油环。2021/6/16年年2月月9797西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜为了保了保证活塞活塞环具具备上述功能，上述功能，对活塞活塞环有以下要有以下要w (1)能与气缸壁保持良好的接触，有适当的能与气缸壁保持良好的接触，有适当的弹力力(也也不能不能过大大)，并能保，并能保证最少的漏气量和最少的漏气量和窜油量。油量。w (2)在高温的条件下工作，材料在高温的条件下工作，材料应具有足具有足够的的强度。度
74、。w (3)与气缸能保持有良好的走合。不与气缸能保持有良好的走合。不仅能使气缸避免能使气缸避免刮刮伤或或过甚磨甚磨损，而且本身又具有良好的耐磨性。，而且本身又具有良好的耐磨性。w (4)有良好的有良好的导热性。性。w 因此活塞因此活塞环通常用合金通常用合金弹簧簧钢或或优质合金合金铸铁制制成，例如南方成，例如南方NFl25的活塞的活塞环用用60SiZCrA合金合金弹簧簧钢制造。制造。为了提高其耐磨性，一般第一道气了提高其耐磨性，一般第一道气环表面表面进行多孔行多孔镀铬。2021/6/16年年2月月9898西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w w1 1）气）气）
75、气）气环环：迷：迷宫似的密封原理，最似的密封原理，最终漏气量漏气量为0.21。为适适应气缸的磨气缸的磨损，气，气环要能自由伸要能自由伸缩，但开口，但开口间隙又不能隙又不能过大大（1）根据）根据开口形状开口形状可分可分为：直开口、梯形（密封好，加工：直开口、梯形（密封好，加工艺差）、斜开口。差）、斜开口。 二冲程二冲程发动机的气机的气环切口切口处有有定位定位销，因此活塞，因此活塞环切口切口处应与定位与定位销相配合。其目的如活塞相配合。其目的如活塞头部部结构所述，是构所述，是为了防了防止活塞止活塞环开口开口处与气孔相遇而与气孔相遇而损坏。走位坏。走位销位于气孔切口的位于气孔切口的上方；若位于气上方
76、；若位于气环切口下方，切口下方，则漏气量将成漏气量将成3至至4倍增加。倍增加。（2）根据）根据断面形状断面形状可分可分为：矩形、：矩形、锥形、扭曲（上形、扭曲（上侧面内面内切正；下切正；下侧面内切反；下面内切反；下侧面外切正）、梯形、桶形。面外切正）、梯形、桶形。w w2 2）油）油）油）油环环：把把润滑油均匀地分布在汽缸壁上滑油均匀地分布在汽缸壁上, 把多余的把多余的润滑油滑油刮回曲刮回曲轴箱。箱。类型型：槽孔式（：槽孔式（圆孔式、孔式、长孔式、渠式和弯片式）；槽孔孔式、渠式和弯片式）；槽孔撑簧式（螺旋簧、板簧和撑簧式（螺旋簧、板簧和轨形簧）；形簧）；组合合环（上下刮油（上下刮油环和和轨道撑
77、簧道撑簧组成，自适成，自适应气缸气缸变形）形）2021/6/16年年2月月9999西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月100100西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜保证活保证活塞与汽塞与汽缸壁间缸壁间的密封的密封, , 将活塞将活塞顶部的顶部的热量传热量传导到气导到气缸壁。缸壁。2021/6/16年年2月月101101西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜a、矩形、矩形 ； b、锥形、锥形 ; c上侧面内切上侧面内切 正扭曲环正扭曲环d、下侧面外切正扭曲环；、下侧面
78、外切正扭曲环；e、梯形、梯形 ;f、桶面环、桶面环2021/6/16年年2月月102102西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 在摩托车上，每个活塞大都采用两道气环，分别安装在活塞的在摩托车上，每个活塞大都采用两道气环，分别安装在活塞的第一道和第二道环槽内。为了减少活塞的高度和质量，同时降第一道和第二道环槽内。为了减少活塞的高度和质量，同时降低摩擦损失，目前，在设计中有减少气环的趋势，如赛车上，低摩擦损失，目前，在设计中有减少气环的趋势，如赛车上，大都使用一个气环。大都使用一个气环。 在部分二冲程发动机的第二道气环，采用了组合环结构，即在部分二冲程发动机的第二
79、道气环，采用了组合环结构，即在气环后面加装一个弹簧胀圈，以提高气环的密封性。在气环后面加装一个弹簧胀圈，以提高气环的密封性。2021/6/16年年2月月103103西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月104104西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜油环油环: : 普通普通油环和组合油环和组合环环。 把润把润滑油均匀地滑油均匀地分布在汽缸分布在汽缸壁上壁上, , 把多把多余的润滑油余的润滑油刮回曲轴箱刮回曲轴箱。普通油环普通油环2021/6/16年年2月月105105西南大学工程技西南大学工程技术学院
80、学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜油环的断面形式油环的断面形式2021/6/16年年2月月106106西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜组合油环组合油环2021/6/16年年2月月107107西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w活塞活塞销的功用是将活塞承受的气的功用是将活塞承受的气体作用力体作用力传给连杆。活塞杆。活塞销要有要有足足够的的刚度和度和强度和表面耐磨。度和表面耐磨。w活塞活塞销一般用低碳一般用低碳钢或低碳合金或低碳合金钢制造，制造，经表面渗碳表面渗碳处理和淬火理和淬火精磨，心部有精磨，心部有韧性，而表面有硬性
81、，而表面有硬度。活塞度。活塞销与活塞与活塞销座孔和座孔和连杆杆小小头衬套孔的套孔的连接配合，一般多接配合，一般多采用采用全浮式全浮式。 3、活塞、活塞销2021/6/16年年2月月108108西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w 摩托摩托车发动机多采用全浮式活机多采用全浮式活塞塞销，即在，即在发动机工作状机工作状态下，活下，活塞塞销可在活塞可在活塞销座孔内和座孔内和连杆小杆小头孔内自由地孔内自由地转动，以减小磨，以减小磨损并使并使磨磨损均匀。均匀。为了防止活塞了防止活塞销的的轴向向窜动，在，在销的两端用装在活塞的两端用装在活塞销座座孔孔挡圈双槽中的圈双槽中的
82、挡圈来定位。圈来定位。w 活塞活塞销挡圈如圈如图2-40所示。所示。挡圈用圈用弹性性较好的好的钢丝制成，两端有制成，两端有弯弯钩或或圆孔，便于拆装，其断面形孔，便于拆装，其断面形状有状有圆形和矩形两种。嘉陵形和矩形两种。嘉陵50系系列、重列、重庆雅雅马哈哈CY80、铃木木AX100等摩托等摩托车发动机的活塞机的活塞销均采用全浮式、活塞均采用全浮式、活塞销挡圈采用圈采用圆断面的断面的挡圈定位。圈定位。2021/6/16年年2月月109109西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜五、五、连杆杆w 由于由于连杆要承受周期性杆要承受周期性变化的燃气化的燃气压力和巨大的力
83、和巨大的惯性性力，尤其是力，尤其是惯性力要比燃气性力要比燃气压力大得多，因力大得多，因为连杆的加速杆的加速度十分巨大，特度十分巨大，特别是在上止点和下止点是在上止点和下止点时的加速度最大，的加速度最大，加速度加速度产生了巨大的生了巨大的惯性力，作用于性力，作用于连杆上杆上产生很大的拉生很大的拉压应力，所以要求力，所以要求连杆有足杆有足够的的强度与度与刚度，度，还要努力减要努力减轻各运各运动件的往复运件的往复运动质量。量。连杆是用来杆是用来连接活塞与接活塞与曲曲轴，其作用是使活塞，其作用是使活塞的直的直线运运动转变成曲成曲轴的旋的旋转运运动，把作用在，把作用在活塞上的燃气活塞上的燃气压力力变成成
84、曲曲轴的的转矩矩输出功率。出功率。2021/6/16年年2月月110110西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1、功能功能：将活塞承受的力：将活塞承受的力传给曲曲轴，并将活塞的往复，并将活塞的往复直直线运运动变成曲成曲轴的旋的旋转运运动。2、要求要求：足：足够强度和度和刚度，度，质量小，量小，结合面耐磨好。合面耐磨好。3、构造构造：a、小小头：与活塞：与活塞销连接方式有全浮式（自由接方式有全浮式（自由转动，磨磨损均匀）和半浮式（高温加均匀）和半浮式（高温加热装入固定，无需活装入固定，无需活塞塞销卡卡环，高速汽油机上普遍采用）。，高速汽油机上普遍采用）。b、连杆
85、杆身杆杆身：工字形：工字形 。c、连杆大杆大头：整体式和分开式：便于从曲柄：整体式和分开式：便于从曲柄销上取上取下，汽油机一般下，汽油机一般为平切口（精密加工的螺杆和螺孔）。平切口（精密加工的螺杆和螺孔）。d、连杆螺栓杆螺栓2021/6/16年年2月月111111西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月112112西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 连连杆体杆体杆体杆体1 1和和和和连连杆盖杆盖杆盖杆盖5 5、连连杆杆杆杆螺栓螺栓螺栓螺栓7 7和和和和连连杆杆杆杆轴轴承承承承3 3、4 4（轴轴瓦）、
86、瓦）、瓦）、瓦）、连连杆杆杆杆衬衬套套套套2 2组组成成成成2021/6/16年年2月月113113西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月年月年2月月年年2月月114114定位凸唇定位凸唇记号2021/6/16年年2月月115115西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w 连杆大杆大头有两种形式，一种是有两种形式，一种是整体式整体式，另一种是，另一种是分开式分开式。整体式整体式连杆大杆大头，这种形式的种形式的连杆与杆与组合式曲合式曲轴配套使用，配套使用，一般二冲程一般二冲程发动机和机和单缸、小功率缸、小功
87、率发动机多用整体式机多用整体式连杆，杆，其大其大头为薄壁薄壁环形形结构。大构。大头孔内装有孔内装有针轴承或承或滚柱柱轴承，承，与曲与曲轴上的曲柄上的曲柄销配合。在工作配合。在工作时，大，大头随曲柄随曲柄销作旋作旋转运运动，并通，并通过连杆大杆大头端面的油槽，使曲端面的油槽，使曲轴箱内的机油油箱内的机油油雾或机油很好地或机油很好地进人大人大头内孔，内孔，润滑大滑大头内孔表面、内孔表面、轴承承和曲柄和曲柄销。w 在摩托在摩托车上，上，连杆小杆小头大部分装用大部分装用滚针轴承，如嘉陵承，如嘉陵50系列、系列、JH70、铃木木A100、南方、南方NF125等等车型都是用型都是用滚针轴承的。但也有些承的
88、。但也有些发动机，如幸福机，如幸福XF250、幸福、幸福XF125、嘉陵、嘉陵JH125、长江江750等等车型是使用青型是使用青铜衬套作套作为轴承的。承的。w 分开式分开式连杆大杆大头的的轴承是承是对半分的滑半分的滑动轴承，一般称承，一般称连杆杆轴瓦。瓦。轴瓦是用薄瓦是用薄钢板制成，作板制成，作为瓦背，在内表面瓦背，在内表面浇铸了一了一层厚度厚度为0.3mm左右的抗磨合金，具有保存油膜、减左右的抗磨合金，具有保存油膜、减少摩擦磨少摩擦磨损的作用。在自由状的作用。在自由状态时，其曲率半径大于大，其曲率半径大于大头座孔的曲率半径，装入座孔座孔的曲率半径，装入座孔时，可供自身的，可供自身的弹性与座孔
89、性与座孔紧密的配合。密的配合。2021/6/16年年2月月116116西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 V V型型型型发动发动机机机机连连杆杆杆杆1 1）并列式：两个）并列式：两个）并列式：两个）并列式：两个连连杆一前一后安在同一曲柄杆一前一后安在同一曲柄杆一前一后安在同一曲柄杆一前一后安在同一曲柄销销上。上。上。上。2 2）主副式：主）主副式：主）主副式：主）主副式：主连连杆上杆上杆上杆上绞绞接一个副接一个副接一个副接一个副连连杆，杆，杆，杆，轴轴向尺寸小。向尺寸小。向尺寸小。向尺寸小。3 3）叉形）叉形）叉形）叉形连连杆：杆：杆：杆：连连杆大杆大杆大杆
90、大头为头为叉型。叉型。叉型。叉型。2021/6/16年年2月月117117西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜六、曲六、曲轴w曲轴将连杆传来的推力变成旋转的扭转力矩并输出功率，同曲轴将连杆传来的推力变成旋转的扭转力矩并输出功率，同时带动发动机的其他机件运转，井与飞轮一起，共同完成发动时带动发动机的其他机件运转，井与飞轮一起，共同完成发动机的辅助冲程。曲轴在工作时承受周期性变化的燃气压力、惯机的辅助冲程。曲轴在工作时承受周期性变化的燃气压力、惯性力、离心力的作用；而且转速很高。性力、离心力的作用；而且转速很高。2021/6/16年年2月月118118西南大学工程
91、技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w要求要求：曲：曲轴具有具有较高的抗疲高的抗疲劳强度、度、刚度及度及韧性；要性；要有好的平衡性，以保有好的平衡性，以保证发动机的工作平机的工作平稳，轴颈要耐要耐磨。磨。w材料材料： 曲曲轴通常用高通常用高强度、冲度、冲击韧性好的中碳性好的中碳钢或或中碳合金中碳合金钢，经模模锻和和调质处理，理，对轴颈表面通表面通过高高频淬火或氮化淬火或氮化处理，理，经精加工而成。例如南方精加工而成。例如南方NFl25曲曲轴用用40Cr或或45钢锻坯，坯，进行行调质处理，在理，在轴颈及及锥体等部分体等部分进行高行高频淬火。淬火。对一些多缸一些多缸发动机和机
92、和结构构复复杂的曲的曲轴，也可使用，也可使用铸造的，其成本造的，其成本较低，能低，能铸造造出出较复复杂的形状，但的形状，但铸造的曲造的曲轴韧性性较差。差。w 摩托摩托车发动机的曲机的曲轴，一般有两种，一般有两种结构，一种是构，一种是组合式曲合式曲轴，另一种是，另一种是整体式曲整体式曲轴2021/6/16年年2月月119119西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月120120西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w曲轴分为主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴前端、曲轴分为主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴前端、曲轴后端
93、五部分。曲轴后端五部分。曲轴后端曲轴后端全支承式六缸曲轴全支承式六缸曲轴2021/6/16年年2月年月年2月月年年2月月121121七、七、飞轮w飞轮是利用其本是利用其本身的旋身的旋转惯性，性，在作功冲程中在作功冲程中贮存存发动机的能量，机的能量，而在而在进气、气、压缩、排气行程中排气行程中释放放能量，使能量，使发动机机曲曲轴旋旋转运运动的的均匀和均匀和稳定。因定。因此要求此要求飞轮有高有高的平衡度，与曲的平衡度，与曲轴装合后，要保装合后，要保证旋旋转的平衡性。的平衡性。2021/6/16年年2月月122122西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜温故温故w1、
94、试述曲柄述曲柄连杆机构的作用、主要杆机构的作用、主要组成。成。w2二二冲冲程程发动机机的的活活塞塞顶部部通通常常做做成成弧弧形形凸凸顶，为什么？什么？w3活活塞塞环一一般般分分为哪哪两两种种？它它们各各自自安安装装位位置置有有何何不同？各自主要作用是什么？不同？各自主要作用是什么？w4为什什么么要要把把活活塞塞的的横横断断面面制制成成椭园园形形，而而将将其其纵断面制成上小下大的断面制成上小下大的锥形或桶形？形或桶形？ w5、二冲程、二冲程发动机的机的飞轮有那些作用？有那些作用？2021/6/16年年2月月123123西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜第五第五
95、节 配气机构配气机构2021/6/16年年2月月124124西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜本节学习要求w1、熟悉配气机构的功用及、熟悉配气机构的功用及组成。成。w2、熟悉二冲程及四冲程、熟悉二冲程及四冲程发动机的配气机的配气过程。程。w3、熟悉、熟悉发动机配气正机配气正时的定的定义和如何保和如何保证配配气正气正时？2021/6/16年年2月月125125西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w作用作用：按照：按照发动机的工作循机的工作循环，定，定时地打开或关地打开或关闭气缸的气缸的进、排气排气门(孔孔)，使所需要的新，使所
96、需要的新鲜混合气及混合气及时地地进入气缸，并将入气缸，并将燃燃烧后的后的废气排出气缸。气排出气缸。w 在高在高转速的速的发动机中，每一个工作循机中，每一个工作循环的的进、排气、排气过程只程只有千分之几秒，在有千分之几秒，在这短短暂的的时间内，内，废气排出得愈气排出得愈彻底，底，进入的可燃混合气愈多，入的可燃混合气愈多，发动机机发出的功率愈大。同出的功率愈大。同时配气机配气机构在急构在急剧变化的高速下工作，要受到很大的冲化的高速下工作，要受到很大的冲击力，力，还要受要受高温燃气的高温燃气的热负荷及化学腐荷及化学腐蚀的作用，工作条件的作用，工作条件恶劣。劣。w要求要求：要有足：要有足够的气体通面的
97、气体通面积，以提高充气系数；要有小的，以提高充气系数；要有小的排气阻力，使排气干排气阻力，使排气干净，以提高，以提高进气量；气量；结构要构要简单，工作，工作可靠，可靠，维修要方便。修要方便。 w类型型: 配气机构因配气机构因发动机机结构不同而异，目前摩托构不同而异，目前摩托车常用的常用的配气机构有：配气机构有：气孔式配气机构气孔式配气机构，它适于二冲程，它适于二冲程发动机，；机，；气气门式配气机构式配气机构，它适用于四冲程，它适用于四冲程发动机机2021/6/16年年2月月126126西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月127127
98、西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月128128西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜一、二冲程一、二冲程发动机的配气机构机的配气机构 w摩托摩托车用二冲程用二冲程发动机采用气孔式配气机构。气孔机采用气孔式配气机构。气孔式配合机构主要由式配合机构主要由进气系气系统、扫气孔、排气孔等气孔、排气孔等组成。成。扫气孔、排气孔一般都开在气缸壁上，由气孔、排气孔一般都开在气缸壁上，由发动机活塞的上下移机活塞的上下移动，依次关，依次关闭和开放各气孔。而和开放各气孔。而进气孔、气孔、进气道和相气道和相应进气气阀门组
99、成的成的进气系气系统在气在气缸壁或曲缸壁或曲轴箱上。箱上。w1扫气孔与排气孔气孔与排气孔w二冲程二冲程发动机的机的扫气（气（换气）是在做功冲程后期气）是在做功冲程后期进行的。因二冲程行的。因二冲程发动机没有独立的排气行程，所以机没有独立的排气行程，所以废气排出主要是由气排出主要是由扫气行程完成的。气行程完成的。扫气孔位于气孔位于进排气孔中排气孔中间（先排后（先排后扫），是曲），是曲轴箱与气缸箱与气缸连接通接通道，道，为减少阻力减少阻力应使通道使通道圆滑。滑。2021/6/16年年2月月129129西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月
100、130130西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w 二冲程二冲程发动机的机的换气气过程，按程，按扫气来源分气来源分类，有曲，有曲轴箱箱扫气、气、扫气气泵扫气和气和废气气涡轮增增压扫气，而摩托气，而摩托车大都采用曲大都采用曲轴箱箱扫气；按气；按扫气流气流动方式分方式分类，有横流式，有横流式扫气、回流式气、回流式扫气和气和直流式直流式扫气，而摩托气，而摩托车都采用都采用回流式回流式扫气气，如，如图247所示。在所示。在早期的二冲程早期的二冲程发动机上，大都在排气孔的两机上，大都在排气孔的两侧各布置一个各布置一个扫气气孔，一般孔，一般这种种结构叫三口式，即气缸壁上有
101、一个排气孔，两个构叫三口式，即气缸壁上有一个排气孔，两个扫气孔和一个气孔和一个进气孔气孔(进气孔在气孔在压缩冲程冲程时被关被关闭，所以不，所以不计算算在内在内)。w 随着技随着技术的的进步，二冲程步，二冲程发动机有了很大的机有了很大的进步，步，为了提高了提高扫气效率，气效率，对扫气孔和排气孔的数量、形状、大小及位置气孔和排气孔的数量、形状、大小及位置进行行了准确了准确计算、算、设计和不断的改和不断的改进，出，出现了有：了有：w 一个排气孔，三个一个排气孔，三个扫气孔，一个气孔，一个进气孔；气孔；w 一个排气孔，四个一个排气孔，四个扫气孔，一个气孔，一个进气孔气孔(即五口式即五口式)；w 一个排
102、气孔，五个一个排气孔，五个扫气孔，一个气孔，一个进气孔气孔(即七口式即七口式)。南方。南方NFl25发动机就采用七口式机就采用七口式结构，即一个排气孔，两个主构，即一个排气孔，两个主扫气气孔，两个次孔，两个次扫气孔，一个气孔，一个辅助助扫气孔和一个气孔和一个进气孔气孔(进气孔中气孔中间有一根筋，在气缸内壁有两个孔，但往外有一根筋，在气缸内壁有两个孔，但往外连成一体，就只算一成一体，就只算一个个进气孔气孔)2021/6/16年年2月月131131西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月132132西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机
103、与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w2进气系气系统w 二冲程二冲程发动机的机的进气系气系统由由进气孔和气孔和进气气阀组成。但因其成。但因其结构形式不同，一般构形式不同，一般进气的方式有：气的方式有：活塞活塞活塞活塞阀阀进进气，舌簧气，舌簧气，舌簧气，舌簧阀进阀进气，气，气，气，活塞、舌簧活塞、舌簧活塞、舌簧活塞、舌簧阀进阀进气和气和气和气和旋旋旋旋转圆阀进转圆阀进气气气气。2021/6/16年年2月月133133西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w1)活塞活塞阀或或进气系气系统活塞活塞阀式式进气系气系统w 如如图2-50a)所示，其所示，其进气孔、排气孔、气孔、排
104、气孔、扫气孔都在气缸壁气孔都在气缸壁上，各气孔的打开与关上，各气孔的打开与关闭都靠活塞的上下往复运都靠活塞的上下往复运动来来实现，因此称活塞因此称活塞阀式。式。w 当活塞在下止点当活塞在下止点时，进气孔关气孔关闭，排气孔、，排气孔、扫气孔开启，气孔开启，完成完成扫气气过程；当活塞上行，程；当活塞上行，扫气孔和排气孔被关气孔和排气孔被关闭，进气气孔开始开启，可燃混合气在曲孔开始开启，可燃混合气在曲轴箱的箱的负压下吸人曲下吸人曲轴箱，活箱，活塞到上止点塞到上止点时，进气孔完全打开；活塞下行到气孔完全打开；活塞下行到进气孔关气孔关闭，使使进人曲人曲轴箱的可燃混合气得到箱的可燃混合气得到预压缩，活塞到
105、上止点，又，活塞到上止点，又开始下一个工作循开始下一个工作循环。这种种进气方式，气方式，结构构简单，成本低，成本低，工作可靠，因此是二冲程工作可靠，因此是二冲程发动机上最早采用的方式，如幸福机上最早采用的方式，如幸福XF250就是活塞就是活塞阀式。但式。但这种种进气方式，当气方式，当发动机在低速运机在低速运转时，由于活塞下移，使已，由于活塞下移，使已经进入曲入曲轴箱的可燃混合气向化箱的可燃混合气向化油器方向倒流，出油器方向倒流，出现反反喷现象，象，导致致发动机运机运转不平不平稳，燃，燃料料经济性性变坏，所以坏，所以这种种进气方式的气方式的应用已越来越少。用已越来越少。2021/6/16年年2月
106、月134134西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w2)舌簧舌簧阀式式进气系气系统w 所所谓舌簧舌簧阀，就是把具有，就是把具有弹性的金属薄片一端性的金属薄片一端固定在固定在进气通道上，形成气通道上，形成单向向阀，它是靠，它是靠进气道与气道与曲曲轴箱内的箱内的压力差来开启和关力差来开启和关闭舌簧舌簧阀，实现混合混合气只能从化油器流向曲气只能从化油器流向曲轴箱，而不能从曲箱，而不能从曲轴箱流回箱流回化油器，所以不会化油器，所以不会产生活塞生活塞阀那种倒流那种倒流现象，改善象，改善了二冲程了二冲程发动机低速运机低速运转的的稳定性，使加速也定性，使加速也较灵灵敏。敏。
107、这种种进气方式，二冲程气方式，二冲程发动机上用得机上用得较广泛，广泛，如南方如南方NFl25、重、重庆CY80、铃木木FRS080、AXl00等等车型上都采用了舌簧型上都采用了舌簧阀进气系气系统。w 舌簧舌簧阀的的结构如构如图2-52所示，它主要有所示，它主要有阀座、橡座、橡胶胶层、簧片、限位板等、簧片、限位板等组成。成。阀座常用座常用铝合金制成，合金制成，其密封表面有一其密封表面有一层橡胶橡胶层，可起，可起缓冲、减振作用，冲、减振作用，并能提高簧片的寿命。并能提高簧片的寿命。为了使簧片开了使簧片开闭频率更好，率更好，一般采用一般采用0.150.2mm的不的不锈钢。2021/6/16年年2月月
108、135135西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月136136西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w舌簧舌簧阀有有单片式和双片式和双片式。舌簧片式。舌簧阀装在曲装在曲轴箱上部或气缸体下箱上部或气缸体下部的部的进气管口。活塞气管口。活塞上行是，曲上行是，曲轴箱内形箱内形成真空，混合气成真空，混合气顶开开舌簧舌簧阀进入；当活塞入；当活塞下行曲下行曲轴箱内箱内压力增力增高，舌簧高，舌簧阀关关闭，使，使已已经进入曲入曲轴箱的混箱的混合气不会倒流。合气不会倒流。2021/6/16年年2月月137137西南大学工
109、程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w3)活塞舌簧活塞舌簧阀式式进气系气系统w活塞活塞阀增增设舌簧舌簧阀的的进气方式。气方式。把把进气分气分为成两部分，即活塞成两部分，即活塞阀进气口和舌簧气口和舌簧阀进气口，两气口，两个口配合工作，在个口配合工作，在发动机低速机低速曲曲轴箱真空度小，大部分可燃箱真空度小，大部分可燃混合气混合气经过舌簧舌簧阀进入曲入曲轴箱。箱。当当发动机高机高转速速时，曲，曲轴箱内箱内的真空度增大，大部分可燃混的真空度增大，大部分可燃混合气合气则通通过活塞活塞阀进气口气口进入入曲曲轴箱，箱，这样既避免低速既避免低速时活活塞塞阀式出式出现的反的反喷现象，又
110、可象，又可以弥以弥补舌簧舌簧阀式在高速式在高速时进气气阻力阻力较大的缺点，因此提高了大的缺点，因此提高了发动机的机的动力性和力性和经济性。性。2021/6/16年年2月月138138西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜w4)旋旋转圆盘阀式式进气系气系统w 旋旋转圆盘阀简称称为转盘阀，如，如图2-54所示，所示，这种种结构的曲构的曲轴箱箱侧面有面有进气孔，化油器直接装在气孔，化油器直接装在这个孔个孔处，在曲，在曲轴上装有上装有带扇形切口的扇形切口的圆盘，并与曲并与曲轴同步旋同步旋转，旋，旋转圆盘与曲与曲轴箱内箱内侧面面进气孔相匹配，当切口与气孔相匹配，当切口与进
111、气孔相气孔相对时，即，即进气；气；进气孔被气孔被圆盘遮盖遮盖时，即关，即关闭。2021/6/16年年2月月139139西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月140140西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜二、四冲程二、四冲程发动机的配气机构机的配气机构 它由气门组和气门传动组它由气门组和气门传动组组成。气门式配气机构的组成。气门式配气机构的结构比较复杂，体积大，结构比较复杂，体积大，质量也大，造价较高，维质量也大，造价较高，维修也复杂。但是它充气系修也复杂。但是它充气系数高，燃料热量的利用率数高，燃料
112、热量的利用率高，燃烧较完全，排放污高，燃烧较完全，排放污染小，润滑条件好，机件染小，润滑条件好，机件磨损慢，同时发动机的动磨损慢，同时发动机的动力性和经济性都比较好，力性和经济性都比较好，所以在当今摩托车上越来所以在当今摩托车上越来越广泛的被采用。越广泛的被采用。2021/6/16年年2月月141141西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月142142西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1、气、气门式配气机构的型式式配气机构的型式 1）按气）按气门的布置位置的布置位置:侧置式（很少用）和置式（很少用）
113、和顶置式置式（现代摩托代摩托车发动机广泛采用），即机广泛采用），即进、排气、排气门置于置于 气缸盖，倒挂在气缸气缸盖，倒挂在气缸顶上。上。顶置式配气机构置式配气机构结构构 复复杂，会，会产生生较大大惯性力。性力。 2）按凸）按凸轮轴的位置：下置式和上置式三种。的位置：下置式和上置式三种。 3）气）气门驱动形式：形式：摇臂臂驱动、摆臂臂驱动和直接和直接 驱动三种三种类型。型。 4）按每缸气）按每缸气门数分数分为：2、3、4、5气气门。 5）按凸轮轴的驱动不同：链条、皮带和齿轮传动。按凸轮轴的驱动不同：链条、皮带和齿轮传动。 2021/6/16年年2月月143143西南大学工程技西南大学工程技术学
114、院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月144144西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月145145西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 2、气、气门组：包括气包括气门、气、气门导管、气管、气门座、气座、气门旋旋转机构及气机构及气门弹簧等零件簧等零件。气气门门组组要要求求气门与气门座有良好的密封性气门与气门座有良好的密封性气门导管对气门杆有良好的导向气门导管对气门杆有良好的导向气门组有良好的耐磨性气门组有良好的耐磨性气门密封面具有良好的自洁性气门密封面具有良好的自洁性202
115、1/6/16年年2月月146146西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月147147西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 气门由气门由头部头部和和杆部杆部两部分组成。两部分组成。 进气门头部的温度高达进气门头部的温度高达670K670K，排气门达，排气门达1070K1070K，要求气门具有足够的强度、刚度和耐磨能，要求气门具有足够的强度、刚度和耐磨能力。进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬力。进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼
116、钢、钢等。排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。硅铬锰钢等。2021/6/16年年2月月148148西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 气门气门气门气门头顶部有平顶、球面顶和喇叭形顶，平顶气头顶部有平顶、球面顶和喇叭形顶，平顶气头顶部有平顶、球面顶和喇叭形顶，平顶气头顶部有平顶、球面顶和喇叭形顶，平顶气门进、排气门都可采用，球面顶气门适用于排气门，门进、排气门都可采用，球面顶气门适用于排气门，门进、排气门都可采用，球面顶气门适用于排气门，门进、排气门都可采用，球面顶气门适用于排气门，喇叭形顶气门适用于进气门。喇叭形顶气门适用于进气门。喇
117、叭形顶气门适用于进气门。喇叭形顶气门适用于进气门。2021/6/16年年2月月149149西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜锥角减小，气门通道断面增大，进气阻力减锥角减小，气门通道断面增大，进气阻力减小。但气门头部刚度变小，导热性变差。小。但气门头部刚度变小，导热性变差。2021/6/16年年2月月150150西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门头与气门气门头与气门座的密封锥面座的密封锥面应互相研磨，应互相研磨，改善密封性。改善密封性。排气门密封锥排气门密封锥面堆焊特种合面堆焊特种合金，提高耐磨金，提高耐磨性和耐腐蚀性。
118、性和耐腐蚀性。 2021/6/16年年2月月151151西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门杆端部的环槽用来安装弹簧座锁片气门杆端部的环槽用来安装弹簧座锁片 2021/6/16年年2月月152152西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门锁片气门锁片2021/6/16年年2月月153153西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门导管气门导管起导向和导热作用。润滑困难，容易磨损。气门起导向和导热作用。润滑困难，容易磨损。气门导管用球墨铸铁或铁基粉末冶金制造。在以一定的过盈将导管用球墨铸铁或铁
119、基粉末冶金制造。在以一定的过盈将气门导管压入气缸盖上的气门导管座孔之后，再精铰气门气门导管压入气缸盖上的气门导管座孔之后，再精铰气门导管孔，以保证气门导管与气门杆之间的配合间隙导管孔，以保证气门导管与气门杆之间的配合间隙0.050.050.12mm0.12mm，使气门杆能在导管中自由运动。，使气门杆能在导管中自由运动。2021/6/16年年2月月154154西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称气门座气门座。气门座的温度很高，。气门座的温度很高，又承受频率极高的冲击载荷，容易磨损。因此，铝气缸盖和大
120、多数又承受频率极高的冲击载荷，容易磨损。因此，铝气缸盖和大多数铸铁气缸盖均镶嵌由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成的铸铁气缸盖均镶嵌由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成的气门座气门座圈圈。在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气缸盖的使用寿命。也有一。在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气缸盖的使用寿命。也有一些铸铁气缸盖不镶气门座圈，直接在气缸盖上加工出气门座。些铸铁气缸盖不镶气门座圈，直接在气缸盖上加工出气门座。2021/6/16年年2月月155155西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜排气门座排气门座用合金用合金铸铁制作，然后铸铁制作，然后镶嵌到气缸盖上。镶嵌到气缸盖上。
121、缺点是导热性差，缺点是导热性差，加工精度要求高。加工精度要求高。工作时镶座脱落，工作时镶座脱落，会导致重大事故会导致重大事故。气门座圈气门座圈2021/6/16年年2月月156156西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门弹簧气门弹簧能消能消除气门开、关除气门开、关闭过程中产生闭过程中产生间隙，并保证间隙，并保证气门关闭紧密。气门关闭紧密。气门弹簧材料气门弹簧材料为高碳锰钢或为高碳锰钢或铬钒钢丝。铬钒钢丝。2021/6/16年年2月月157157西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜1)1)1)1)采用采用采用采用双气门弹簧双气
122、门弹簧双气门弹簧双气门弹簧 广泛采用每个气门安装两个直径不同广泛采用每个气门安装两个直径不同广泛采用每个气门安装两个直径不同广泛采用每个气门安装两个直径不同，旋向相反的内、外弹簧。由于两个弹簧的固有频率不，旋向相反的内、外弹簧。由于两个弹簧的固有频率不，旋向相反的内、外弹簧。由于两个弹簧的固有频率不，旋向相反的内、外弹簧。由于两个弹簧的固有频率不同，当一个弹簧发生共振时，另一个弹簧能起到阻尼减同，当一个弹簧发生共振时，另一个弹簧能起到阻尼减同，当一个弹簧发生共振时，另一个弹簧能起到阻尼减同，当一个弹簧发生共振时，另一个弹簧能起到阻尼减振作用。采用双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而振作用。采用
123、双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而振作用。采用双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而振作用。采用双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作。且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作。且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作。且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作。弹簧旋向相反，可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧弹簧旋向相反，可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧弹簧旋向相反，可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧弹簧旋向相反，可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内使其不能工作或损坏。圈内使其不能工作或损坏。圈内使其不能工作或损坏。圈内使其不能
124、工作或损坏。2 2 2 2）采用）采用）采用）采用变螺距气门弹簧变螺距气门弹簧变螺距气门弹簧变螺距气门弹簧 某些高性能汽油机采用变螺距某些高性能汽油机采用变螺距某些高性能汽油机采用变螺距某些高性能汽油机采用变螺距单气门弹簧。变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可单气门弹簧。变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可单气门弹簧。变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可单气门弹簧。变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可以避开共振。以避开共振。以避开共振。以避开共振。3)3)3)3)采用采用采用采用锥形气门弹簧锥形气门弹簧锥形气门弹簧锥形气门弹簧 锥形气门弹簧的刚度和固有振动频锥形气门弹簧的刚度和固有振动频锥形气
125、门弹簧的刚度和固有振动频锥形气门弹簧的刚度和固有振动频率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的可能性。可能性。可能性。可能性。2021/6/16年年2月月158158西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜3、气、气门传动组主要包括凸主要包括凸轮轴正正时齿轮、挺柱及其、挺柱及其导管，气管，气门顶置式配气机构置式配气机构还有推杆有推杆摇臂和臂和摇臂臂轴等。气等。气门传动组的作用是的作用是让进、排气、排气门按要求开按要
126、求开闭。 进、排气凸轮进、排气凸轮使气门按工作次序使气门按工作次序和配气相位开闭，和配气相位开闭，并保证气门有足够并保证气门有足够的升程。要求凸轮的升程。要求凸轮轴有足够的韧性和轴有足够的韧性和刚度，并对凸轮表刚度，并对凸轮表面要求耐磨。面要求耐磨。2021/6/16年年2月月159159西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月160160西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月161161西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜凸轮轴的变形会影响配
127、气相位，采用全支承以减小变凸轮轴的变形会影响配气相位，采用全支承以减小变形。一般凸轮轴是每隔两个气缸设置一个轴颈。凸轮形。一般凸轮轴是每隔两个气缸设置一个轴颈。凸轮轴的材料一般用优质钢模锻而成。轴的材料一般用优质钢模锻而成。2021/6/16年年2月月162162西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜挺柱的挺柱的功用功用是将凸轮的推力传给推杆，挺柱常用镍铬是将凸轮的推力传给推杆，挺柱常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造。其摩擦表面应经热处合金铸铁或冷激合金铸铁制造。其摩擦表面应经热处理后精磨。理后精磨。2021/6/16年年2月月163163西南大学工程技西南大学
128、工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 挺柱挺柱底部工作面制成球面，凸轮与挺柱的接触底部工作面制成球面，凸轮与挺柱的接触点偏离挺柱轴线，工作时，挺柱绕本身轴线转动，点偏离挺柱轴线，工作时，挺柱绕本身轴线转动，以达到磨损均匀之目的。以达到磨损均匀之目的。2021/6/16年年2月月164164西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜润滑油经油道、油孔进入挺柱内润滑油经油道、油孔进入挺柱内低低压腔压腔A A、并推开、并推开单向阀单向阀7 7充满充满高压腔高压腔B B；挺柱内始终充满油。当气门关闭；挺柱内始终充满油。当气门关闭时在时在柱塞弹簧柱塞弹簧8 8作用
129、下，作用下，柱塞柱塞3 3和和推推杆支座杆支座5 5上移，使气门及其传动件相上移，使气门及其传动件相互接触而消除间隙。当凸轮上移使互接触而消除间隙。当凸轮上移使挺柱体挺柱体1 1上移，上移，B B腔油压上升，使单腔油压上升，使单向阀向阀7 7闭，油被封闭在闭，油被封闭在B B腔内。由于腔内。由于机油不能压缩，因而液力挺柱就象机油不能压缩，因而液力挺柱就象机械挺柱一样向上移动使气门打开。机械挺柱一样向上移动使气门打开。工作（或热胀）中，工作（或热胀）中，B B腔有少量泄油；腔有少量泄油；气门关闭（或冷缩）时，气门关闭（或冷缩）时，A A腔油经单腔油经单向阀向向阀向B B腔补充，腔补充，B B腔油
130、量改变挺柱腔油量改变挺柱长度，实现无间隙。长度，实现无间隙。平面式液压挺柱平面式液压挺柱（用于下中置式）（用于下中置式）2021/6/16年年2月月165165西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 推杆推杆的作用是的作用是将从凸轮轴传将从凸轮轴传来的推力传给来的推力传给摇臂，要求有摇臂，要求有很高的刚度和很高的刚度和耐磨性。耐磨性。2021/6/16年年2月月166166西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜摇臂改变力的方向，推开气门。摇臂臂长比为摇臂改变力的方向，推开气门。摇臂臂长比为1.21.21.81.8，其中长臂一端是推
131、动气门的。短臂端调节螺钉以，其中长臂一端是推动气门的。短臂端调节螺钉以调节气门间隙，摇臂一般是用调节气门间隙，摇臂一般是用4545号钢冲压而成。号钢冲压而成。 2021/6/16年年2月月167167西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜摇臂上还钻有摇臂上还钻有油孔油孔，机油从油孔流出，飞溅到摇臂两，机油从油孔流出，飞溅到摇臂两端工作表面润滑。端工作表面润滑。2021/6/16年年2月月168168西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月169169西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系
132、主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月170170西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月171171西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜正时齿轮或正时齿轮或链条传动装链条传动装置置 曲轴与曲轴与凸轮轴的传凸轮轴的传动采用斜齿动采用斜齿轮。齿轮端轮。齿轮端面有标记，面有标记，安装时标记安装时标记对准对准。2021/6/16年年2月月172172西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜曲轴与凸轮轴距离较远时采用链条或皮带传动。曲轴与凸轮轴距离较远时采用链条或皮带传动。20
133、21/6/16年年2月月173173西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月174174西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月175175西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月176176西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月177177西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月178178西南大学工程技
134、西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜进、排气门的实际开进、排气门的实际开闭所对应闭所对应曲轴转角曲轴转角。进、排气行程持续时进、排气行程持续时间大于间大于180180度曲轴转度曲轴转角。其目的是为了提角。其目的是为了提高充气效率。高充气效率。三、配气相位三、配气相位2021/6/16年年2月月179179西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 1 1、进气门配气相位、进气门配气相位进气门提前开启角进气门提前开启角：从进气门：从进气门开始开启到活塞运行到上止点，开始开启到活塞运行到上止点，曲轴转过的角度，一般为曲轴转过的角度，一般为101030
135、30。进气门的迟后关闭角度进气门的迟后关闭角度：从进：从进气行程下止点到进气门完全关闭，气行程下止点到进气门完全关闭，曲轴转过的角度，一般为曲轴转过的角度，一般为40408080。进气门开启持续角：从进气门开进气门开启持续角：从进气门开始开启到完全关闭，曲轴转过的始开启到完全关闭，曲轴转过的角度，即角度，即+180+180+。2021/6/16年年2月月180180西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 2 2、排气门配气相位、排气门配气相位排气门提前开启角排气门提前开启角：从排气门：从排气门开始开启到活塞运行到下止点，开始开启到活塞运行到下止点，曲轴转过的角度
136、曲轴转过的角度 ，一般为，一般为40408080。 进气门的迟后关闭角度进气门的迟后关闭角度(delt)(delt)：从排气行程上止点到排气门完：从排气行程上止点到排气门完全关闭，曲轴转过的角度，一般全关闭，曲轴转过的角度，一般为为003030。进气门开启持续角：从排气门开进气门开启持续角：从排气门开始开启到完全关闭，曲轴转过的始开启到完全关闭，曲轴转过的角度，即角度，即+180+180+。2021/6/16年年2月月181181西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 3、气门重叠角：进气门提前开启角与排气门迟关闭之和。气门重叠角应选择适当，避免废气倒流入进气管
137、和新鲜气体随同废气排出的可能性。2021/6/16年年2月年月年2月月年年2月月182182对配气相位的要求对配气相位的要求 ：随转速提高，气门提前开启角：随转速提高，气门提前开启角和迟后关闭角应增大，反之则应减小。和迟后关闭角应增大，反之则应减小。 目的目的：减小进、排气阻力，充分利用气流惯性。：减小进、排气阻力，充分利用气流惯性。2021/6/16年年2月月183183西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气气门间隙隙 发动机在冷机在冷态下，当气下，当气门处于关于关闭状状态时，气，气门与与传动件件之之间的的间隙称隙称为气气门间隙隙。发动机工作机工作时，气，气
138、门及其及其传动件，件，如挺柱、推杆等都将因如挺柱、推杆等都将因为受受热膨膨胀而伸而伸长。如果气。如果气门与其与其传动件之件之间，在冷，在冷态时不不预留留间隙，隙，则在在热态下由于气下由于气门及其及其传动件膨件膨胀伸伸长而而顶开气开气门，破坏气，破坏气门与气与气门座之座之间的密封，造成的密封，造成气缸漏气缸漏进气，从而使气，从而使发动机功率下降，起机功率下降，起动困困难，甚至不能正，甚至不能正常工作。常工作。为此，在装配此，在装配发动机机时，在气，在气门与其与其传动件之件之间需需预留适当的留适当的间隙，即气隙，即气门间隙。气隙。气门间隙既不能隙既不能过大，也不能大，也不能过小。小。间隙隙过小，不
139、能完全消除上述弊病；小，不能完全消除上述弊病；间隙隙过大，在气大，在气门与与气气门座及各座及各传动件件间产生冲生冲击和响声。和响声。2021/6/16年年2月月184184西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜气门间隙的功用气门间隙的功用气门间隙的功用气门间隙的功用补偿气门受热后的膨胀量。补偿气门受热后的膨胀量。补偿气门受热后的膨胀量。补偿气门受热后的膨胀量。装液力挺柱的无气门间隙。装液力挺柱的无气门间隙。装液力挺柱的无气门间隙。装液力挺柱的无气门间隙。气门间隙的检查与调整气门间隙的检查与调整气门间隙的检查与调整气门间隙的检查与调整 1)1)1)1)基本原则基本
140、原则基本原则基本原则必须在气门完全关闭状态时进行。必须在气门完全关闭状态时进行。必须在气门完全关闭状态时进行。必须在气门完全关闭状态时进行。 必须在规定的冷机或热机状态下进行。必须在规定的冷机或热机状态下进行。必须在规定的冷机或热机状态下进行。必须在规定的冷机或热机状态下进行。 2)2)2)2)确定可调气门的方法确定可调气门的方法确定可调气门的方法确定可调气门的方法确定一缸压缩上止点位置；确定一缸压缩上止点位置；确定一缸压缩上止点位置；确定一缸压缩上止点位置；逐缸检查调整：按作功间隔角和点火顺序逐缸进行。逐缸检查调整：按作功间隔角和点火顺序逐缸进行。逐缸检查调整：按作功间隔角和点火顺序逐缸进行
141、。逐缸检查调整：按作功间隔角和点火顺序逐缸进行。两次调整法：按点火顺序和两次调整法：按点火顺序和两次调整法：按点火顺序和两次调整法：按点火顺序和“ “双排不进双排不进双排不进双排不进” ”分两次进行。分两次进行。分两次进行。分两次进行。 注意注意2021/6/16年年2月月185185西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜n n确定可调气门的方法确定可调气门的方法确定可调气门的方法确定可调气门的方法“ “双排不进双排不进双排不进双排不进” ”原则：原则：原则：原则： 发动发动机机类类型型活塞活塞处处于上于上止点的气缸止点的气缸可可调调气气门对应门对应气缸气缸点火
142、点火顺顺序序气缸由前至气缸由前至后排列序号后排列序号双双排排不不进进直列三直列三缸缸1缸缸压缩压缩上上1231-2-31-2-31缸排气上缸排气上312直列四直列四缸缸1缸缸压缩压缩上上13421-3-4-21-2-3-44缸缸压缩压缩上上4213直列五直列五缸缸1缸缸压缩压缩上上124、531-2-4-5-31-2-3-4-51缸排气上缸排气上4、5312直列六直列六缸缸1缸缸压缩压缩上上15、362、41-5-3-6-2-41-2-3-4-5-66缸缸压缩压缩上上62、415、3V型六缸型六缸1缸缸压压上止上止16、543、21-6-5-4-3-2左：左：1-3-5右：右：2-4-64缸缸
143、压缩压缩上上43、216、5V型八缸型八缸1缸缸压缩压缩上上15、4、263、7、81-5-4-2-6-3-7-8左：左：1-2-3-4右：右：5-6-7-86缸缸压缩压缩上止上止63、7、815、4、22021/6/16年年2月月186186西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月187187西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜n n操作方法工具：塞尺、一字型旋具、梅花扳手。工具：塞尺、一字型旋具、梅花扳手。 气气门门调调整整方方法法2021/6/16年年2月月188188西南大学工程技西南大学工程技
144、术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜2021/6/16年年2月月189189西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜课后思考后思考题1配气机构的功用是什么配气机构的功用是什么?顶置气置气门配气机构由哪些配气机构由哪些零件零件组成成? 2试比比较凸凸轮轴上置、下置的上置、下置的优缺点？缺点？3挺柱的挺柱的类型主要有哪些，型主要有哪些，为何在机械式挺柱的配气何在机械式挺柱的配气机构上要机构上要预留气留气门间隙？怎隙？怎样调整？整？为什么液力挺什么液力挺柱或气柱或气门间隙隙补偿器的配气机构可以器的配气机构可以实现零气零气门间隙？隙？4、进、排气、排气门为何要早开何要早开迟闭？2021/6/16年年2月月190190西南大学工程技西南大学工程技术学院学院农机与机与车辆系系主主讲：钱晓胜 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
