3第二章机体组与曲柄连杆机构

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1、n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 机体组机体组n第三节第三节 曲柄连杆机构曲柄连杆机构第二章第二章 机体组机体组与与曲柄连杆机构曲柄连杆机构1.1.机体组及机体组及曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构的组成机体组机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。活塞连杆组活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。销和连杆等机件。曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮、扭转减主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。振器等机件。第一节第一节 概述概述2.曲柄连杆机构的受力曲柄连杆机构的

2、受力 气体作用力气体作用力Fg 、往复惯性力、往复惯性力Fj 、旋转旋转惯性力惯性力Fk 、相对运动件接触表面的摩擦力相对运动件接触表面的摩擦力Fu以及外界阻力等。以及外界阻力等。活塞总作用力活塞总作用力F:F= Fg+ Fj+ Fu，F在活在活塞销中心分解为侧向力塞销中心分解为侧向力FN和连杆力和连杆力FS， FS又可分解为又可分解为FR和和FT，FR使曲轴主轴颈处受使曲轴主轴颈处受压，压，FT为周向产生转矩的力。为周向产生转矩的力。作功行程作功行程:侧压力侧压力FN向向左，活塞的左侧面压向气左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重。缸壁，左侧磨损严重。压缩行程压缩行程:侧压力侧压力FN向向

3、右，活塞的右侧面压向气右，活塞的右侧面压向气缸壁，右侧侧磨损严重。缸壁，右侧侧磨损严重。FgFjFKFuFNFSFFRFTFNFFSFRFT往复惯性力往复惯性力Fj：活塞在上半行程时，活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改都向下。在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力速度最大，加速度为零，惯性力为零为零.Fj旋转惯性力旋转惯性力FK：旋转机件的圆周运旋转机件的圆周运动产生离心惯性

4、力，方向背离曲轴中动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。损，也引起发动机振动而传到机体外。FK摩擦力摩擦力Fu ：指相互运动件之间的摩：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源擦力，它是造成配合表面磨损的根源. .Fu曲轴箱曲轴箱气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸体气缸体气缸盖罩气缸盖罩第二节第二节 机体组机体组机体组组成机体组组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖及油底壳等零件。垫、主轴承盖及油底壳等零件。机体机体1

5、 1、组成、组成: :水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为机体，也称气缸体一体，称为机体，也称气缸体- -曲轴箱。曲轴箱。机体顶面机体顶面气缸气缸水套水套油道油道加强肋加强肋机体底面机体底面主主轴承座轴承座机体侧壁机体侧壁加强肋加强肋（1 1）根据气缸的排列形式）根据气缸的排列形式2 2、机体构造、机体构造 直列式 V型 对置式 根据气缸的结构形式根据气缸的结构形式特点特点示意图示意图无气无气缸套缸套式式 气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，但对缸，整体式气缸强度和刚度都好，但对材料要求高，成本

6、高。材料要求高，成本高。干式干式气缸气缸套套外壁外壁不直接不直接与冷却水接触。与冷却水接触。壁厚较薄（壁厚较薄（1mm-3mm1mm-3mm）；）；与刚体承孔过盈配合；与刚体承孔过盈配合；不易漏水漏气。不易漏水漏气。湿式湿式气缸气缸套套外壁外壁直接直接与冷却水接触。与冷却水接触。壁厚壁厚5 59mm9mm。径向定位：靠径向定位：靠上下两个凸出的、与气缸体间上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带为动配合的圆环带A A和和B B。轴轴向定位：利用缸套上部凸缘与向定位：利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。缸体相应的台阶。 强度和强度和刚度都较好刚度都较好加工复杂，加工复杂，拆装不便，拆装不便，散热

7、不良散热不良。散热良好、散热良好、冷却均匀、冷却均匀、加工容易。加工容易。 强度和刚强度和刚度不如干度不如干缸套缸套、易漏易漏水、漏气水、漏气易穴蚀。易穴蚀。13mm59mm0.050.15mm根据冷却方式不同分根据冷却方式不同分散热片散热片冷却液冷却液按曲轴箱结构形式不同分为按曲轴箱结构形式不同分为机体的底平机体的底平面和曲轴旋面和曲轴旋转中心齐平转中心齐平的机体的机体机体的底平面下沉机体的底平面下沉到到曲轴的旋转中心曲轴的旋转中心以下的机体以下的机体曲轴的主轴承孔曲轴的主轴承孔不剖分的机体不剖分的机体平底式龙门式隧道式气缸盖、气缸垫气缸盖、气缸垫功用功用: :密封气缸上部，与活塞、气缸等共

8、同构成燃烧室密封气缸上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室 材料材料: :灰铸铁或合金铸铁，铝合金。灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件工作条件: :接触高燃气，承受的热负荷很大。接触高燃气，承受的热负荷很大。 气体力和气缸盖螺栓的机械负荷气体力和气缸盖螺栓的机械负荷工作要求工作要求: :密封良好、不能变形、足够强度和刚度、良密封良好、不能变形、足够强度和刚度、良 好的冷却。好的冷却。1.1.气缸盖气缸盖（汽油机多为整体式；柴油机多为分开式）（汽油机多为整体式；柴油机多为分开式）气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞安装孔（汽油机）或喷油器安装孔。水冷发动机的气缸盖

9、有整体式、分块式和单体式3种结构形式。在多缸发动机中，全部气缸共用一个气缸盖的，则称该气缸盖为整体式气缸盖；若每两缸一盖或三缸一盖，则该气缸盖为分块式气缸盖；若每缸一盖，则为单体式气缸盖。风冷发动机均为单体式气缸盖。 汽油机燃烧室汽油机燃烧室气缸垫气缸垫功用功用: :安装在气缸盖和气缸体间，保证气缸盖与安装在气缸盖和气缸体间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。气缸垫气缸垫工作条件工作条件：缸盖螺栓压力；气体高温、高压；冷缸盖螺栓压力；气体高温、高压；冷却液腐蚀。却液腐蚀。气缸垫气缸垫材料要求材料要求：有弹性（补偿结合面的不平度以确保

10、有弹性（补偿结合面的不平度以确保密封）、耐热性、耐压性、耐腐蚀。密封）、耐热性、耐压性、耐腐蚀。2、气缸垫、气缸垫油底壳油底壳1.1.功用功用: :贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。2.2.使用特点使用特点: :曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫，内部设有曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫，内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。波动。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上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，减少发动装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减

11、少发动机的磨损。机的磨损。3.3.材料材料: :薄钢板冲压或铝铸造薄钢板冲压或铝铸造第三节第三节 曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构的曲柄连杆机构的功用功用将燃料燃烧时产生的热能转变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。动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 曲柄连杆机构曲柄连杆机构组成组成活塞组、连杆组、曲轴飞轮组活塞组、连杆组、曲轴飞轮组曲柄连杆机构的曲柄连杆机构的工作条件工作条件气体压力、惯性力、离心气体压力、惯性力、离心 力、摩擦力、汽车行驶中产生的冲击力。力、摩擦力

12、、汽车行驶中产生的冲击力。1、功用、功用:承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋 转。与缸盖、气缸体组成燃烧室。转。与缸盖、气缸体组成燃烧室。 2 、工作环境、工作环境:高温、散热条件差；高温、散热条件差；顶部工作温度高顶部工作温度高达达600-700K，且分布不均匀；且分布不均匀；线速度高达到线速度高达到10m/s，承承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3-5MPa的压力的压力使之变形，破坏配合联结使之变形，破坏配合联结.3 、材料、材料:铝合金铝合金质量小质量小，约为铸铁活塞的，约为铸铁活塞的50%50%7

13、0%70%，导热性好导热性好，约为铸铁的三倍，热膨胀系数大。，约为铸铁的三倍，热膨胀系数大。 一、活塞组一、活塞组（一）活塞（一）活塞 4 4 、活塞结构活塞结构 顶部顶部: :构成燃烧室，承受气体压力。构成燃烧室，承受气体压力。头部头部: :安装活塞环，制作较厚。安装活塞环，制作较厚。裙部裙部: :导向，传力导向，传力, ,承受侧压力，承受侧压力，销座孔处有加强筋。销座孔处有加强筋。销座结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应力分布均匀，多应力分布均匀，多用在汽油机上。用在汽油机上。凸起呈球状、顶凸起呈球状、顶部强度高，起导部强度高，起导向作用、有利于向作用、有利于

14、改善换气过程。改善换气过程。凹坑形状、位置必凹坑形状、位置必须有利于可燃混合须有利于可燃混合气的燃烧；提高压气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门缩比，防止碰气门（1 1）活塞顶部）活塞顶部功用：功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力. .（2 2）活塞头部）活塞头部 位置位置:活塞顶与油环槽下端面之间的部分。活塞顶与油环槽下端面之间的部分。有数道环槽有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部，用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部.作用：作用： 安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 防止可燃混合气漏到曲轴箱

15、内，防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。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。头部头部（3 3）活塞裙部）活塞裙部1 1）位置）位置: :油环槽下端面至活塞最下端的部分。油环槽下端面至活塞最下端的部分。2 2）作用）作用: :对活塞在气缸内的往复运动起对活塞在气缸内的往复运动起导向导向 作用，并承受作用，并承受侧压力侧压力，防治破坏油膜。，防治破坏油膜。裙裙部部 所谓所谓侧压力侧压力是指在是指在压缩行程和作功行程中，压缩行程和作功行程中，作用在活塞顶部的气体作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压力的

16、水平分力使活塞压向气缸壁。压向气缸壁。活塞裙部活塞裙部承受侧压力的两个侧面承受侧压力的两个侧面称为称为推力面推力面，它们处于它们处于与活塞销轴线相垂直的与活塞销轴线相垂直的方向上。压缩行程和作方向上。压缩行程和作功行程的气体侧压力方功行程的气体侧压力方向相反。向相反。3)3)活塞裙部结构特点活塞裙部结构特点( (措施措施) )变形原因变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。：热膨胀、侧压力和气体压力。 变形规律：变形规律：因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；活塞自上而下膨胀量由大而小。因销座处金属量多而膨胀

17、量大，以及侧压力作用的结果。裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。预预先先做做成成椭椭圆圆形形为为了了使使裙裙部部两两侧侧承承受受气气体体压压力力并并与与气气缸缸保保持持小小而而安安全全的的间间隙隙， 要要求求活活塞塞在在工工作作时时具具有有正正确确的的圆圆柱柱形形 。但但由由于于： 活活 塞塞 裙裙部部的的厚厚度度很很不不均均匀匀 ，活活塞塞销销座座孔孔部部分分的的金金属属厚厚，受受热热膨膨胀胀量量大大，沿沿活活塞塞销销座座轴轴线线方方向向的的变变形形量量大大于于其其他他方方向向。 裙裙部部承承受受气气体体侧侧压压力力的的作作用用，导导致致沿沿活活塞塞销销轴轴向向变变形形量量较较垂垂

18、直直活活塞塞销销方方向向大大。 如如果果活活塞塞冷冷态态时时裙裙部部为为圆圆形形，那那么么工工作作时时活活塞塞就就会会变变成成一一个个椭椭圆圆，使使活活塞塞与与气气缸缸之之间间圆圆周周间间隙隙不不相相等等，造造成成活活塞塞在在气气缸缸内内卡卡住住，发发动动机机就就无无法法正正常常工工作作。因因此此，在在加加工工时时预预先先把把 活活塞塞裙裙部部做做成成椭椭圆圆形形状状。椭椭圆圆的的长长轴轴方方向向与与销销座座垂垂直直，短短 轴轴 方方 向向 沿沿 销销 座座 方方 向向 。 这这 样样 活活 塞塞 工工 作作时趋近正圆。时趋近正圆。制造时变形后预先做成阶梯形、锥形预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高

19、度方向的温度很不均匀，活塞的温度是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。上部高、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，为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。活塞裙部开槽活塞裙部开槽横向绝热槽横向绝热槽减少裙部受热减少裙部受热有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地留有膨胀余地活塞强度降低活塞强度降低绝热槽绝热槽膨胀槽膨胀槽拖板式活塞或短活塞拖板式活塞或短活塞 有些活塞为了减轻有

20、些活塞为了减轻重量，在重量，在裙部开孔或把裙部开孔或把裙部不受侧压力的两边裙部不受侧压力的两边切去一部分，以减小惯切去一部分，以减小惯性力，减小销座附近的性力，减小销座附近的热变形量，形成拖板式热变形量，形成拖板式活塞或短活塞活塞或短活塞。 拖板式结构裙部弹拖板式结构裙部弹性好，质量小，活塞与性好，质量小，活塞与气缸的配合间隙较小，气缸的配合间隙较小，适用于高速发动机。适用于高速发动机。双金属活塞双金属活塞 为了减小铝合金活塞裙为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机部的热膨胀量，有些汽油机活塞活塞在活塞裙部或销座内嵌在活塞裙部或销座内嵌入钢片入钢片。 恒范钢片式活塞的结构恒范钢片式活塞的

21、结构特点：恒范钢为含镍特点：恒范钢为含镍33%-36%的低碳铁镍合金，其膨的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的胀系数仅为铝合金的1/10，而销座通过恒范钢片与裙部而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。变形量。 膨胀系数小的低碳钢片膨胀系数小的低碳钢片贴在销座铝层的内侧，依靠贴在销座铝层的内侧，依靠钢片的牵制作用，及钢片与钢片的牵制作用，及钢片与铝壳之间的双金属效应来减铝壳之间的双金属效应来减小裙部侧压力方向的膨胀量小裙部侧压力方向的膨胀量.活塞销偏置活塞销偏置在安装活塞销时，使活塞销向作功行程中受在安装活塞销时，使活塞销向作功行程中受主侧压力的一方偏

22、移主侧压力的一方偏移1 12mm2mm，活塞销孔中心线偏离活塞中心线，活塞销孔中心线偏离活塞中心线平面，以减少换向时的敲击声，且使裙部减小磨损平面，以减少换向时的敲击声，且使裙部减小磨损. .原理原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向.而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。 (二二)活塞环活塞环1 1、结构分类

23、、结构分类: :是具有弹性的开口环，分为是具有弹性的开口环，分为气环气环和和油环油环。 2 2、工作条件、工作条件: :高温、高压、高速、极难润滑。高温、高压、高速、极难润滑。3 3、材材 料料: :合金铸铁或球墨铸铁合金铸铁或球墨铸铁, ,有时表面涂有保护有时表面涂有保护层层. . 柴油机柴油机压缩比高，一般有压缩比高，一般有四道环槽四道环槽，上部，上部三道三道安装安装气气环，下部安装油环。环，下部安装油环。汽油机汽油机一般有一般有三道环槽三道环槽，其中有，其中有 两道气环两道气环槽和槽和一道油环一道油环槽。槽。4、活塞环的间隙、活塞环的间隙(1)端端隙隙1:又又称称开开口口间间隙隙，是是活

24、活塞塞环环装装入入气气缸缸后后开开口口处处的的间间隙隙。一一般般为为0.25mm-0.50mm0.25mm-0.50mm；端端隙隙过过小小，活活塞塞环环易易卡卡死死，从从而而加加速速缸缸壁壁的的磨磨损损，甚甚至至使使环环折折断断或或刮刮伤伤缸缸壁壁；端端隙隙过过大大，易易漏漏气气和和上上窜机油。窜机油。(2)侧侧隙隙2:又又称称边边隙隙，是是环环高高方方向向上上与与环环槽槽之之间间的的间间隙隙。第第一一道道0.04mm-0.10mm；其其它它气气环环0.03mm-0.07mm。油油环环一一般般侧侧隙隙较较小小，0.025mm-0.07mm；侧侧隙隙过小，活塞环会因受热膨胀而卡死在环槽中，使环失

25、去弹性，不起密封与刮油作用；侧侧隙隙过大，密封性不好，环与环槽撞击严重而加速磨损，对于气环还会加剧“泵油作用”231 (3)背隙背隙3:又称又称径向间隙，径向间隙，是活塞环装入气是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙，缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙，0.5mm-1mm。 231气环气环 5 、气环气环 (1)(1)气环气环作用作用: 密封密封: :防止气缸内的气体窜入油底壳；防止气缸内的气体窜入油底壳； 传热传热: :将活塞头部的热量传给气缸壁；将活塞头部的热量传给气缸壁； 辅助刮油、布油。辅助刮油、布油。端隙端隙侧隙侧隙背隙背隙(2)气环的密封原理气环的密封原理 气环有切口使其具有

26、弹性气环有切口使其具有弹性,在在自由状态下其外径大于缸径，它自由状态下其外径大于缸径，它与活塞一起装入气缸后，外表面与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成紧贴在气缸壁上，形成第一密封第一密封面面，被封闭的气体不能通过环周，被封闭的气体不能通过环周与气缸之间，便进入环与环槽间与气缸之间，便进入环与环槽间的侧隙和背隙，一方面通过的侧隙和背隙，一方面通过侧隙侧隙把环压到上侧或下侧环槽端面形把环压到上侧或下侧环槽端面形成成第二密封面第二密封面，同时作用在背，同时作用在背隙隙的气体压力又大大加强了第一密的气体压力又大大加强了第一密封面的密封作用。封面的密封作用。“开口错开开口错开”(3)气环的

27、泵油原理、原因、危害及采取的措施气环的泵油原理、原因、危害及采取的措施原理：原理：活塞下行时，由于活塞下行时，由于环与气缸壁的摩擦阻力及环环与气缸壁的摩擦阻力及环的惯性，环被压靠在环槽的的惯性，环被压靠在环槽的上端面上，气缸壁面上的油上端面上，气缸壁面上的油被刮入下边隙和内边隙；被刮入下边隙和内边隙； 活塞上行时，环又被压活塞上行时，环又被压靠在环槽的下端面。结果第靠在环槽的下端面。结果第一道环背隙里的机油就进入一道环背隙里的机油就进入燃烧室，燃烧室， 活塞环泵油的活塞环泵油的原因原因：存在侧隙和背隙；存在侧隙和背隙；环运动时在环槽中靠上靠下。环运动时在环槽中靠上靠下。活塞环泵油危害活塞环泵油

28、危害：增加了润滑油的消耗；增加了润滑油的消耗；火花塞沾油不跳火；火花塞沾油不跳火；燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；加剧了气缸的磨损。加剧了气缸的磨损。措施措施：采用扭曲环；采用扭曲环；采用组合式油环；采用组合式油环；油环下设减压腔油环下设减压腔气环开口形状：开口形状对漏气量有一定影响。直开口工艺性好，但密封性差；阶梯形开口密封性好，工艺性差；斜开口的密封性和工艺性介于前两种开口之间，斜角一般为30或45 气环的断面形状：气环的断面形状多种多样，根据发动机的结构特点和强化程度，选择不同断面

29、形状的气环组合，可以得到最好的密封效果和使用性能。常见的气环断面形状 (4)气环断面形状气环断面形状矩形环矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，：结构简单，与缸壁接触面积大， 散热好，但易泵油。散热好，但易泵油。锥形环锥形环特点特点：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。安装注意安装注意：锥角朝下（在环端有向上或锥角朝下（在环端有向上或TOPTOP等标记）等标记）, ,安装时安装时 不能装反，否则会引起机油上窜。不能装反，否则会引起机油上窜。锥形环传热性差，常装到第二、

30、三道环槽上。锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。扭曲环扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶 或倒角而成。或倒角而成。扭曲原理扭曲原理：当活塞环装入气缸后，环受到压缩产：当活塞环装入气缸后，环受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层以内产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对以内产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对称，使称，使F F和和F F不在同一平面内，从而形成力偶不在同一平面内，从而形成力偶M M，在，在力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变形。力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变形。

31、 特点特点具有锥形环的特点具有锥形环的特点, ,减小了泵油作用减小了泵油作用作功行程环不再扭曲，两个密封面作功行程环不再扭曲，两个密封面 达到完全接触，利于散热。达到完全接触，利于散热。安装安装: :内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装 入第二、三道环槽。入第二、三道环槽。注意断面形状和方向注意断面形状和方向, ,内切内切 口朝上，外切口朝下，不能装反。口朝上，外切口朝下，不能装反。 桶形环桶形环:环的外圆面为凸圆弧形；环的外圆面为凸圆弧形； 特点特点: : 环面与缸壁圆弧接触避免了棱角负荷环面与缸壁圆弧接触避免了棱角负荷 环上下运动时，均能形成

32、楔形油膜。环上下运动时，均能形成楔形油膜。 梯形环梯形环：当活塞在侧压力作用下左、右换向：当活塞在侧压力作用下左、右换向时，环的侧隙和背隙将不断变化，使胶状油焦时，环的侧隙和背隙将不断变化，使胶状油焦不断从环槽中被挤出。梯形环用于热负荷较大不断从环槽中被挤出。梯形环用于热负荷较大的柴油机的第一道环。的柴油机的第一道环。 6 6 、油环油环（1）油环类型：油环有槽孔式、槽孔撑簧式和钢带组合式3种类型。（2）槽孔式油环。因为油环的内圆面基本上没有气体力的作用，所以槽孔式油环的刮油能力主要靠油环自身的弹力。为了减小环与气缸壁的接触面积，增大接触压力，在环的外圆面上加工出环形集油槽，形成上下两道刮油唇

33、，在集油槽底加工有回油孔。由上下刮油唇刮下来的机油经回油孔和活塞上的回油孔流回油底壳。这种油环结构简单，加工容易，成本低。 （3）槽孔撑簧式油环。在槽孔式油环的内圆面加装撑簧即为槽孔撑簧式油环。一般作为油环撑簧的有螺旋弹簧、板形弹簧和轨形弹簧三种。这种油环由于增大了环与气缸壁的接触压力，而使环的刮油能力和耐久性有所提高。（4）钢带组合油环。其结构形式很多，钢带组合油环由上、下刮片和轨形撑簧组合而成。撑簧不仅使刮片与气缸壁贴紧，而且还使刮片与环槽侧面贴紧。这种组合油环的优点是接触压力大，既可增强刮油能力，又能防止上窜机油。另外，上下刮片能单独动作，因此对气缸失圆和活塞变形的适应能力强。但钢带组合

34、油环需用优质钢制造，成本高。油环的刮油和布油作用油环的刮油和布油作用 油环下行时刮除气缸油环下行时刮除气缸壁上多余的机油，上行时壁上多余的机油，上行时在气缸壁上铺涂一层均匀在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。这样既可以防止的油膜。这样既可以防止机油窜入气缸燃烧掉，又机油窜入气缸燃烧掉，又可以减少活塞、活塞环与可以减少活塞、活塞环与气缸壁的摩擦阻力，此外，气缸壁的摩擦阻力，此外，油环还能起到封气的辅助油环还能起到封气的辅助作用。作用。油环的刮油作用（三）活塞销（三）活塞销1.作用作用:连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力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。传递给连杆。2.材料

35、与工艺材料与工艺:优质低碳钢或低碳合金钢，表面淬火精磨。优质低碳钢或低碳合金钢，表面淬火精磨。3.3.工作条件工作条件: :活塞销在高温下周期地承受很大的冲击载，活塞销在高温下周期地承受很大的冲击载，在润滑条件很差的情况下工作，其本身又作在润滑条件很差的情况下工作，其本身又作摆转摆转运动。因运动。因此要求活塞销具有足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨此要求活塞销具有足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，重量轻，所以活塞销一般都做成性好，重量轻，所以活塞销一般都做成厚壁管状体。厚壁管状体。4.构造：构造：活塞销的内孔形状有活塞销的内孔形状有圆柱形圆柱形、两段截锥形两段截锥形、两段两段截锥与一段圆

36、柱的组合形截锥与一段圆柱的组合形三种。三种。全浮式全浮式定义定义：在正常发动机温度下活塞销在正常发动机温度下活塞销在连杆小头孔和塞销座孔中都能转动在连杆小头孔和塞销座孔中都能转动磨损均匀。磨损均匀。装配：装配：冷装时采用分组选配法，销冷装时采用分组选配法，销与销座孔为过渡配合，热装合时将活与销座孔为过渡配合，热装合时将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。销装入。半浮式半浮式定义定义：活塞活塞销销中部与连杆小头采用中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，紧固螺栓连接，销座孔处浮动，销座孔处浮动，活塞活塞销只能在两端销座内作自由摆动，多销只能在两端销座内作自由摆动，多

37、用于小轿车。用于小轿车。装配：装配：加热连杆小头后将销装入，加热连杆小头后将销装入，冷态时为过盈配合。冷态时为过盈配合。5.5.形式形式二、连杆组二、连杆组（一）连杆（一）连杆作用作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给连接活塞与曲轴，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。曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。材料材料：大多采用中碳钢或合金钢锻造，少数球墨铸铁。大多采用中碳钢或合金钢锻造，少数球墨铸铁。组成:小头小头: :安装活塞销，连接活塞安装活塞销，连接活塞, ,（全浮式有油沟）（全浮式有油沟） 杆身杆身: :常做成常做成“工工”字形断面。字形断

38、面。 大头大头: :与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分 开式，即连杆体大头和连杆盖。开式，即连杆体大头和连杆盖。小头杆身大头记号集油孔衬套连杆体记号轴瓦连杆螺栓连杆盖螺母1.连杆大头连杆大头 切口形式切口形式:有平切口(汽油机)和斜切口(柴油机)两种，斜切口（30-60一般45）定位方式定位方式连杆螺栓定位连杆螺栓定位：靠连杆螺栓的光圆柱部分与螺栓孔的配合来定位。其定位精度较差，用于切口连杆。锯齿形定位锯齿形定位：依靠接合面的齿形定位。套或销定位套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的孔紧配合定位。止口定位止口定位连杆轴瓦连杆轴瓦V V型发动机连杆的布置形

39、式型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式三、曲轴飞轮组三、曲轴飞轮组（一）、曲轴飞轮组的组成（一）、曲轴飞轮组的组成起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮曲轴曲轴（二）曲轴（二）曲轴1 1、功用：、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。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。助装置。2 2、工作条件：、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。交变载荷的冲击。 3 3、结构：、结

40、构：前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈主轴颈主轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。 曲轴的曲拐数目等于气缸数曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机直列式发动机)； V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。曲柄曲柄4 4、组成：、组成：由由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端端和后端等组成。等组成。（1 1）主轴颈）主轴颈曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个。强度、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

41、刚度好，减小了磨损；柴油机和大部分汽油机均采用。机均采用。全全支承：支承：非全支承：非全支承：曲轴的主轴颈数少于或等于气缸数。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载荷较大，缩短了曲轴的总长度。用于支撑曲轴。用于支撑曲轴。（2 2）连杆轴颈（与缸数同）连杆轴颈（与缸数同）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（3 3）曲柄）曲柄 曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆轴颈曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆轴颈（4 4）平衡块）平衡块平衡离心力偶平衡离心力偶减轻或消除弯曲变形减轻或消除弯曲变形平衡重平衡重曲柄曲柄（5 5）前端轴和后端轴）前端轴和后端轴前端轴：

42、安装正时齿轮及附件（皮带盘等）前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）1. .2止推轴承止推轴承3. .止推片止推片4. .正时齿轮正时齿轮5. .甩油盘甩油盘6. .油封油封7. .皮带轮皮带轮8. .起动爪起动爪曲轴向前移动，后止推曲轴向前移动，后止推轴承与曲轴臂端面摩擦；轴承与曲轴臂端面摩擦；轴向后移动，前止推轴轴向后移动，前止推轴承与正时齿轮端面摩擦。承与正时齿轮端面摩擦。74186325后端轴：安装飞轮后端轴：安装飞轮前后端轴都设有防漏装置：前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。挡油盘、回油螺纹、油封等。曲轴后端回油螺纹（6 6）曲轴的轴向限位）曲轴的轴向限位 通常是通过在

43、曲轴的前部、中部或后部安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）。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（三）曲拐的布置（三）曲拐的布置1 1） 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。平稳。 2 2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动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。机的前半部和后半部交替进行。 比如：比如：四缸机：四缸机：1-3-4-21-3-4-2或或1-2-4-31-2-4-3 六缸机：六缸机：1-5-3

44、-6-2-41-5-3-6-2-4； 3 3） V V型发动机左右气缸尽量交替作功。型发动机左右气缸尽量交替作功。 4 4） 曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。衡性好。1 1、一般规律、一般规律2 2 、常见曲轴曲拐的布置常见曲轴曲拐的布置对缸数为对缸数为i i的发动机而言，其发火顺序错开的曲轴转角为：的发动机而言，其发火顺序错开的曲轴转角为： 四行程：四行程：720/i720/i 二行程：二行程：360/i360/i（1 1） 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置点火顺序：点火顺序：各缸完成同名行程的次

45、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0180180360360540540720功功功功功功功功排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压1 13 34 42 2四缸四行程发动机的曲拐布置四缸四行程发动机的曲拐布置（2）直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置）直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置曲轴转角曲轴转角（度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排进进压压进进压压进进压压排

46、排进进压压排排进进压压排排进进压压排排发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功排排六缸四行程发动机的曲拐布置六缸四行程发动机的曲拐布置八缸四行程发动机的曲拐布置八缸四行程发动机的曲拐布置R1-L1- R1-L1- R4-L4-L2- R3-L3- R2（四）曲轴扭转减振器（四）曲轴扭转减振器作用：作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转 动平稳，可靠工作。动平稳，可靠工作。种类：种类：橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。 橡胶式摩擦片式硅油式皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器减振器圆盘圆盘皮带轮皮带

47、轮毂毂曲轴前曲轴前端端当曲轴发生扭转当曲轴发生扭转振动时，力图保振动时，力图保持等速转动的惯持等速转动的惯性盘便与橡胶层性盘便与橡胶层发生了内摩擦，发生了内摩擦，从而消耗了扭转从而消耗了扭转振动的能量，消振动的能量，消减了扭振。减了扭振。橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图（五）飞轮（五）飞轮1、功用：、功用： 将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存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越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速

48、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。时将发动机的动力传给离合器。2 、构造构造飞轮边缘部飞轮边缘部分做的厚些，分做的厚些，可以增大转可以增大转动惯量。动惯量。齿圈在发动机齿圈在发动机起动时与起动起动时与起动机齿轮啮合，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：飞轮上的标记符号： 在飞轮轮缘上作有记号在飞轮轮缘上作有记号( (刻线或销孔刻线或销孔) )供找压缩上供找压缩上止点用止点用( (四缸发动机为四缸发动机为1 1缸或缸或4 4缸压缩上止点；六缸发动缸压缩上止点；六缸发动机为机

49、为1 1缸或缸或6 6缸压缩上止点缸压缩上止点) )。当飞轮上的记号与外壳上。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。的记号对正时，正好是压缩上止点。解放解放CA6102CA6102型发动机的记号是型发动机的记号是 ：上止点：上止点 16 16奥迪奥迪100100飞轮上有飞轮上有“0”0”标记。标记。例如：例如：标记标记小小 结结活活塞塞连连杆杆组组活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆：连杆：（铝合金）（铝合金）防冷敲热拉措施防冷敲热拉措施活塞制成上小下大的锥形活塞制成上小下大的锥形 活塞裙部呈椭圆形活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽活塞裙部开槽 销座孔处铸入防胀钢片销座孔处铸入防胀

50、钢片油环油环气环气环作用及组成作用及组成 曲曲轴轴飞飞轮轮组组曲轴曲轴带轮带轮正时齿轮正时齿轮扭转减震器扭转减震器飞轮：飞轮：主轴颈主轴颈 连杆轴颈连杆轴颈 曲柄曲柄 平衡块平衡块 前端和后端前端和后端曲拐曲拐（理解记忆）（理解记忆）橡胶式橡胶式 硅油式硅油式 摩擦片式摩擦片式掌握掌握飞轮的作用飞轮的作用作业作业1.1.说明活塞的结构特点。说明活塞的结构特点。2.2.何何谓谓活活塞塞环环的的端端间间隙隙、背背隙隙？端端间间隙隙、背隙过大、过小的危害是什么？背隙过大、过小的危害是什么？3.3.曲柄连杆机构的组成及安装时注意事项。曲柄连杆机构的组成及安装时注意事项。4.4.气环的密封原理。气环的密

51、封原理。（六）曲柄连杆机构安装注意事项（六）曲柄连杆机构安装注意事项 1 1、熟悉零部件的结构原理，配合关系以及拆装顺序。、熟悉零部件的结构原理，配合关系以及拆装顺序。2 2、拆卸螺栓、螺钉时应从外到里。组装时从里到外，分三次拧紧、拆卸螺栓、螺钉时应从外到里。组装时从里到外，分三次拧紧. .3 3、活塞轴承的重要零部件等没有互换性。、活塞轴承的重要零部件等没有互换性。 4 4、取出活塞前，需将汽缸边缘的积炭仔细刮净，否则不易取出造、取出活塞前，需将汽缸边缘的积炭仔细刮净，否则不易取出造成刮伤。成刮伤。5 5、推出活塞连杆时，只许用手或头部光圆的木棒轻轻推出，禁止、推出活塞连杆时，只许用手或头部

52、光圆的木棒轻轻推出，禁止用敲击的方法。用敲击的方法。6 6、拆装活塞销时，要在水中或机油中加热至、拆装活塞销时，要在水中或机油中加热至8080到到100100度以后趁热推度以后趁热推出或推进活塞销，不允许硬打硬敲，以免损坏活塞销座孔。出或推进活塞销，不允许硬打硬敲，以免损坏活塞销座孔。7 7、安装活塞时，活塞环开口位置应相互错开、安装活塞时，活塞环开口位置应相互错开120120度。度。8 8、安装汽缸垫时，注意缸垫上的螺孔、水孔等应与机体上相应的、安装汽缸垫时，注意缸垫上的螺孔、水孔等应与机体上相应的孔相通，另外前后两块汽缸垫的不能搞混。孔相通，另外前后两块汽缸垫的不能搞混。9 9、做好清洁润滑工作，将零件清洗干净，检查零件是否可用。、做好清洁润滑工作，将零件清洗干净，检查零件是否可用。1010、开动发动机动、开动发动机动1010到到1515分钟，然后再次检查螺栓螺钉等腰是否拧分钟，然后再次检查螺栓螺钉等腰是否拧紧。紧。