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1、郑州交通职业学院发动机构造与维修1制作：魏冬至第二章 曲柄连杆机构本章讲述内容：功用及组成汽缸体与曲轴箱组活塞连杆组曲轴飞轮组郑州交通职业学院发动机构造与维修2制作：魏冬至一、曲柄连杆机构的功用及组成功用：功用：把燃气作用在活塞顶上的力转化为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。组成：组成：气缸体与曲轴箱组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等；活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等；曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。郑州交通职业学院发动机构造与维修3制作：魏冬至曲柄连杆机构的组成框图曲柄连杆机构的组成框图郑州交通职业学院发动机构造与维修4制作：魏冬至工
2、作条件 高温：最高可达 2500K以上 高压：最高可达 3MPa5MPa 高速：最高可达 3000 r/min6000 r/min 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。 郑州交通职业学院发动机构造与维修5制作：魏冬至二、气缸体与曲轴箱组曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体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组成组成郑州交通职业学院发动机构造与维修6制作：魏冬至气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，简称气缸体。气缸：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。气缸的工作条件：高温、高压，并且有活塞在其中做高速往复运动。气缸体郑州交通职业学院
3、发动机构造与维修7制作：魏冬至气缸体的分类1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分：、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分：名称性能应用 一般式（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。492Q汽油机，90系列柴油机。龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。负荷较大的柴油机上 。郑州交通职业学院发动机构造与维修8制作：魏冬至油底壳安装平面油底壳安装平面和曲轴旋转中心和曲轴旋转中心在同一高度。在同一高度。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
4、。气缸体上曲轴的主气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。轴承孔为整体式。郑州交通职业学院发动机构造与维修9制作：魏冬至气缸体的分类2、根据冷却方式不同分：根据冷却方式不同分：风冷、水冷风冷、水冷郑州交通职业学院发动机构造与维修10制作：魏冬至气缸体的分类3、根据气缸的排列方式分根据气缸的排列方式分：直列式：结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。V型：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。对置式：高度小，总体布置方便。直列式V型对置式郑州交通职业学院发动机构造与维修11制作：魏冬至气缸体的分类4、气缸套有两种结构：、气缸套有两种结构：干式干式缸套缸套和和湿式
5、缸套湿式缸套。干式缸套：干式缸套：外壁不直接与冷却水接触。壁厚13mm。特点：强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。湿式缸套：湿式缸套：外壁直接与冷却水接触。壁厚59mm。特点：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。郑州交通职业学院发动机构造与维修12制作：魏冬至气缸盖与气缸衬垫气缸盖罩气缸盖罩气缸盖气缸盖气缸垫气缸垫衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞郑州交通职业学院发动机构造与维修13制作：魏冬至气气缸缸盖盖功功用用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。结构结构：气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水套，应有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道，有燃烧室、
6、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机），有些还有用以安装凸轮轴的轴承孔。材料材料： 灰铸铁、合金铸铁、铝合金。 类型类型：单体气缸盖、整体气缸盖。郑州交通职业学院发动机构造与维修14制作：魏冬至燃烧室名称名称 特点特点示意图示意图应用应用半球形半球形结构紧凑、火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳、夏利、富康楔形楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室捷达、奥迪郑州交通职业学院发动机构造与维修15制作：魏冬至气缸垫功用：功用：保证燃烧室的密封。类类型型：金属-石棉气缸垫；实心金属片气
7、缸垫；加强型无石棉气缸垫。气缸盖的拧紧：气缸盖的拧紧：拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扭力扳手按厂家规定的拧紧力矩值拧紧。铝合金气缸盖：铝合金气缸盖：最后必须在发动机冷态下拧紧；铸铁气缸盖：铸铁气缸盖：最后必须在发动机热态下拧紧。郑州交通职业学院发动机构造与维修16制作：魏冬至油底壳功用：功用：储存机油并封闭曲轴箱。结构、材料：结构、材料：薄钢板冲压而成；底部装有放油螺塞，有的螺栓带有磁性。郑州交通职业学院发动机构造与维修17制作：魏冬至发动机的支撑方式三三点点支支承承：前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后 端一点通过变速器壳支承在车架上。四四点点支支承承：
8、前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端二点通过飞轮壳支承在车架上。郑州交通职业学院发动机构造与维修18制作：魏冬至三、活塞连杆组气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖郑州交通职业学院发动机构造与维修19制作：魏冬至活塞功用：功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。工作环境：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35MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。材料：材料：铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁活塞应具备的特点A、刚度和强度应足够大，传力可靠。B、导热性能好，耐高压、
9、高温、磨损C、质量较小，尽可能减少往复惯性力郑州交通职业学院发动机构造与维修20制作：魏冬至活塞结构活塞基本结构分顶部、头部和裙部三部分。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。郑州交通职业学院发动机构造与维修21制作：魏冬至平顶平顶、凸顶凸顶、凹顶凹顶平顶：结构简单、受热面积小，多用在汽油机上。凸顶：凸起呈球状、顶部强度高，有利于改善换气过程。凹顶：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。活塞顶分类郑州交通职业学院发动机构造与维修22制作：魏冬至活塞头部位置：位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。作用：作用： 安装活塞环、与活塞环一起密封气
10、缸、 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。气环槽油环槽工作条件最恶工作条件最恶劣，应离顶部劣，应离顶部远些。远些。活塞销孔郑州交通职业学院发动机构造与维修23制作：魏冬至活塞裙部位置：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：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。郑州交通职业学院发动机构造与维修24制作：魏冬至活塞裙部的保护镀锡镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。涂石墨涂石墨(柴油机）柴油机）易脆断可加速磨合，自润滑。表面粗糙化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。郑州交通职业学院发动
11、机构造与维修25制作：魏冬至活塞形状工作时，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。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桶形不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。郑州交通职业学院发动机构造与维修26制作：魏冬至开槽活塞（汽油机）开槽活塞（汽油机）绝热槽膨胀槽圆槽郑州交通职业学院发动机构造与维修27制作：魏冬至活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里郑州交通职业学院发动机构造与维修28制作：魏冬至气环作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏
12、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。切口切口气环气环郑州交通职业学院发动机构造与维修29制作：魏冬至气环的泵油作用气环的泵油作用演示气环的泵油作用演示危害：（危害：（1）增）增加了润滑油的消耗；加了润滑油的消耗；（2） 火花塞沾油火花塞沾油不跳火；不跳火；（3） 燃烧室积炭燃烧室积炭增多，燃烧性能变增多，燃烧性能变坏；坏；（4） 环槽内形成环槽内形成积炭，挤压活塞环积炭，挤压活塞环而失去密封性；而失去密封性；（5） 加剧了气缸加剧了气缸的磨损。的磨损。郑州交通职业学院发动机构造与维修30制作：魏冬至气环的断面形状1） 矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，矩形环：结构
13、简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。散热好，但易泵油。2） 锥形环：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。锥形环：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，并可形成下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。安装注意：楔形油膜。安装注意：(锥角朝下（在环端有向锥角朝下（在环端有向上或上或top等标记）；锥形环传热性差，常装到第等标记）；锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。二、三道环槽上。 3） 扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。特点：具有锥形环的特点；台阶或倒角而成。特点：具有锥形环的特点；减小了泵油作用
14、；作功行程环不再扭曲，两个减小了泵油作用；作功行程环不再扭曲，两个密封面达到完全接触，利于散热。密封面达到完全接触，利于散热。安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切安装：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。扭曲环装入第二、三道环槽。 4） 桶形环：其特点为：环的外圆面为凸圆弧桶形环：其特点为：环的外圆面为凸圆弧形；环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷；形；环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷；环上下运动时，均能形成楔形油膜。环上下运动时，均能形成楔形油膜。5） 梯形环：当活塞在侧压力作用下左、右换向梯形环：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
15、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。 郑州交通职业学院发动机构造与维修31制作：魏冬至油环刮油片刮油片轴向衬环轴向衬环刮油片刮油片径向衬环径向衬环普通油环普通油环 组合油环组合油环 郑州交通职业学院发动机构造与维修32制作：魏冬至活塞销作用：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：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。郑州交通职业学院发动机构造与维修33制作：魏冬至活塞销的连接方式活塞销活塞销连杆连杆郑
16、州交通职业学院发动机构造与维修34制作：魏冬至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。郑州交通职业学院发动机构造与维修35制作：魏冬至连杆作用：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。连杆组件分解图郑州交通职业学院发动机构造与维修36制作：魏冬至V型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉式叉式郑州交通职业学院发动机构造与维修37制作：魏冬至连杆轴瓦郑州交通职业学院发动机构造与维修38制作：魏冬至连杆大头的连接形式平分式斜分式郑州交通职业学院发动机构造与维修39制作：魏冬至四、曲轴飞轮组曲轴飞
17、轮组的组成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飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴郑州交通职业学院发动机构造与维修40制作：魏冬至曲轴功用：功用：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助装置。工作条件：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。郑州交通职业学院发动机构造与维修41制作：魏冬至曲轴的结构前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲柄曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。郑州交通职业学院发动机构造与维修42制作：魏冬至曲轴
18、的支承方式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。优点缺点应用全支承全支承曲轴曲轴提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长柴油机一般多采用此种支撑方式非全支非全支承曲轴承曲轴缩短了曲轴的长度，使发动机总体长度有所减小主轴承载荷较大承受载荷较小的汽油机可以采用此种方式郑州交通职业学院发动机构造与维修43制作：魏冬至曲拐的布置一般规律一般规律各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。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。V型发动机左右气缸尽量交替作功。曲拐布置尽可能对称、均匀以
19、使发动机工作平衡性好。郑州交通职业学院发动机构造与维修44制作：魏冬至四冲程四缸发动机曲拐布置曲拐布置郑州交通职业学院发动机构造与维修45制作：魏冬至四冲程四缸发动机点火顺序点火顺序点火顺序：点火顺序：各缸完成同名行程的次序。各缸完成同名行程的次序。郑州交通职业学院发动机构造与维修46制作：魏冬至直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置曲拐布置郑州交通职业学院发动机构造与维修47制作：魏冬至四冲程六缸发动机点火顺序点火顺序郑州交通职业学院发动机构造与维修48制作：魏冬至皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端功用：功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振
20、动。当曲轴发生扭转振当曲轴发生扭转振动时，力图保持等动时，力图保持等速转动的惯性盘便速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，扭转振动的能量，消减了扭振。消减了扭振。常用橡胶摩擦式扭转减振器郑州交通职业学院发动机构造与维修49制作：魏冬至飞轮功用：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。郑州交通职业学院发动机构造与维修50制作：魏冬至 飞轮边缘部分做的厚些，飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量可以增大转动惯量齿圈在发动机起动时与起动机齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。齿轮啮合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号一缸上止点记号飞轮构造
