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1、9/13/2024一、曲柄连杆机构的作用及组成一、曲柄连杆机构的作用及组成v作用：作用：提供燃烧场所提供燃烧场所，把燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀把燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力不断输出动力。v组成：组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。9/13/2024二、二、机体组机体组：1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫-不动件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9/13/20249/13/20241 1、汽缸盖与汽缸盖衬垫、汽缸盖与汽缸
2、盖衬垫结构特点：结构特点：安装安装在气缸体的上面，在气缸体的上面，从上部密封气缸从上部密封气缸并构成燃烧室。并构成燃烧室。它经常与高温高它经常与高温高压燃气相接触，压燃气相接触，因此承受很大的因此承受很大的热负荷和机械负热负荷和机械负荷。气缸盖上还荷。气缸盖上还装有进、排气门装有进、排气门座，气门导管孔，座，气门导管孔，用于安装进、排用于安装进、排气门，还有进气气门，还有进气通道和排气通道通道和排气通道等。等。1.作用：保证气缸体与气缸作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏盖间的密封，防止漏水、漏气。气。9/13/20241 1）作作用用：保保证证缸缸体体与与缸缸盖盖间间的的密密封封，
3、防防止止漏漏水水、漏漏气气、窜油窜油 。2 2）材料：）材料：有弹性、耐热性、耐压性有弹性、耐热性、耐压性3 3）安装时注意方向安装时注意方向：金属皮的金属金属皮的金属石棉垫，缸口石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。与其接触的平面造成压痕变形。结构特点：结构特点：气缸垫材气缸垫材料要有一定的弹性，料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平能补偿结合面的不平度，以确保密封，同度，以确保密封，同时要有好的耐热性和时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。下不烧损、
4、不变形。目前应用较多的是铜目前应用较多的是铜皮皮棉结构的气缸棉结构的气缸垫，由于铜皮垫，由于铜皮棉棉气缸垫翻边处有三层气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或心用编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，两有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。剂压成的气缸垫。 9/13/2024汽油机燃烧室汽油机燃烧室要求：要求：结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动 类型类型名称名称 特点特点示意图示
5、意图应用应用半球形半球形结构紧凑、结构紧凑、排气效果好排气效果好火焰行程短、燃烧速率火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高、热损失小、热效率高高桑塔纳桑塔纳 夏夏利利 富康富康楔形楔形结构简单、紧凑、散热结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长火焰传播距离长, ,燃烧燃烧速度较快速度较快切诺基切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、进工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃排气效果不如半球形燃烧室烧室, ,燃烧速度较低燃烧速度较低捷达捷达奥迪奥迪9/13/20249/13/20242 2、汽缸体、汽缸体气缸体是发动机的基
6、础骨架，它不仅要承受着高温高压气体的作用气缸体是发动机的基础骨架，它不仅要承受着高温高压气体的作用力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因此气缸体应力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因此气缸体应具有足够的强度和刚度。具有足够的强度和刚度。根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式，如图三种形式，如图2-24。9/13/2024名称名称性能性能应用应用 一般式一般式（平分式）（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。工拆卸。刚度和强度
7、差。492Q492Q汽油机，汽油机，9090系列系列柴油机。（中小型）柴油机。（中小型）龙门式龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。（大中型发动机）加工困难。（大中型发动机）捷达轿车、富康轿车、捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车桑塔纳轿车隧道式隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。性差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴度易主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承保证，主轴承用滚动轴承负荷较大的柴油机上负荷较大的柴油机上 。油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋转轴旋转中心在中心在同一高同一高度。
8、度。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。油底壳安装油底壳安装平面低于曲平面低于曲轴的旋转中轴的旋转中心。心。9/13/20243 3、油底壳、油底壳结构特点：结构特点：受力很小，一般采受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的永久磁铁，以吸附润滑油中的金属碎屑
9、，减少发动机的磨损。金属碎屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。衬垫，防止润滑油泄漏。1) 1) 功用：功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2) 2) 构造：（构造：（1 1）用薄钢板冲压而成用薄钢板冲压而成。 (2) (2)内部设有稳油挡板，以防止汽车振内部设有稳油挡板，以防止汽车振 动时油底壳油面产生较大的波动动时油底壳油面产生较大的波动。 (3) (3)最低处有放油塞最低处有放油塞( (磁性磁性) )。 (4) (4)曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。 9/13/2024三、活塞连杆
10、组9/13/20249/13/20249/13/20241 1、活塞、活塞v（一）功用（一）功用1 1、与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；、与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；2 2、承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动、承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。曲轴旋转。v（二）材料（二）材料：汽车发动机活塞广泛采用铝合金。其特点为：汽车发动机活塞广泛采用铝合金。其特点为1 1、质量小（约为铸铁活塞的、质量小（约为铸铁活塞的50%50%70%70%）；）；2 2、导热性好（约为铸铁的三倍）；、导热性好（约为铸铁的三倍）；3 3、热膨胀系数大。、热膨胀系数大。 v（三
11、）组成（三）组成根据其作用，活塞可分为顶根据其作用，活塞可分为顶部、环槽部、裙部和活塞销座四部部、环槽部、裙部和活塞销座四部分。分。9/13/2024(1)(1)、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。形状形状示意图示意图平顶平顶凸顶凸顶凹顶凹顶结构简单、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。气过程。凹坑的形状、位置凹坑的形状、位置必须有利于可燃混必须有利于可燃混
12、合气的燃烧；提高合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气压缩比，防止碰气门。（高压缩比发门。（高压缩比发动机为了防止碰撞动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑气门，也可用凹坑的深度来调整压缩的深度来调整压缩比比) ) 9/13/20242 2）活塞头部）活塞头部v位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气环槽气环槽油环槽油环槽工作条件工作条件最恶劣，最恶劣，应离顶部应离顶部远些。远些。(1)(1)、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、(2)(2)、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，(3)(3)、将顶部吸收的热量通
13、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。作用：作用：活塞活塞销孔9/13/20243 3）活塞裙部）活塞裙部v(1)(1)位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。v(2)(2)作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压作用：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。力，防治破坏油膜。9/13/2024（3 3）活塞的变形及采取的相应措施）活塞的变形及采取的相应措施a a、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 9/13/2024二、活塞环二
14、、活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。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。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：平均寿命：6 6万公里万公里1 1气环气环1 1）. .作用：作用：（1 1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；（2 2）传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；（3 3）辅助刮油、布油。）辅助刮油、布油。 气环尽量少（气环尽量少（2-32-3）；）；安装时切口错开（迷宫）安装时切口错开（迷宫）9/13/20249/13/2024v3 3、活塞销、活塞销1 1作用：作
15、用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。2 2结构：结构：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。9/13/2024v1.1.全浮式v（1 1）定义：）定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。v(2)(2)装配：装配：v1 1）销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。）销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。v2 2）热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。）热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。9/13/2024v2.2.半浮式半浮式v(1)(1)定义
16、：定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）（一般固定连杆小头）v(2)(2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。 9/13/20244 4、连杆、连杆v1 1、功用、功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。1-1-小头；小头；2-2-杆身；杆身；3-3-大头；大头；4 4、9-9-装配记号（朝前）；装配记号（朝前）；5-5-螺母；螺母；6-6-连杆盖；连杆盖；7-7-连杆连杆螺栓；
17、螺栓；8-8-轴瓦；轴瓦；10-10-连杆体；连杆体；11-11-衬套；衬套；12-12-集油孔集油孔 v2 2、组成、组成v1)1)、小头：用来安装活塞销，、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。（全浮式有油以连接活塞。（全浮式有油沟）沟）v2)2)、杆身：常做成、杆身：常做成“工工”字字形断面。形断面。v3)3)、大头：与曲轴的连杆轴、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分开颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。式，即连杆体大头和连杆盖。 连杆一般都采用中碳钢或合金钢锻造而成，少数球墨铸铁连杆一般都采用中碳钢或合金钢锻造而成，少数球墨铸铁 9/13/20244 4 连杆轴承（俗
18、称小瓦）连杆轴承（俗称小瓦）1.1.作用作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2. 2. 组成组成：由钢背和减磨层组成。钢背由：由钢背和减磨层组成。钢背由1mm1mm3mm3mm的低碳钢制成。的低碳钢制成。减磨层为的减磨合金，层质较软能保护轴颈。减磨层为的减磨合金，层质较软能保护轴颈。9/13/2024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四、曲轴飞轮组四、曲轴飞轮组9/13/20241 1、曲轴、曲轴（一）功用（一）功用1.1.把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。把活塞连杆组传来的气体压力转变为
19、扭矩对外输出。2.2.驱动配气机构及其它附属装置。驱动配气机构及其它附属装置。（二）材料（二）材料：大多采用优质中碳钢或中合金碳钢。有的采用球墨铸铁大多采用优质中碳钢或中合金碳钢。有的采用球墨铸铁。 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。：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。9/13/20241-1-主轴颈；主轴颈；2-2-曲轴；曲轴；3-3-连杆轴颈；连杆轴颈；4-4-圆角；圆角；5-5-积污腔；积污腔；6-6-油管；油管；7-7-开口销；开口销；8-8-螺塞；螺塞；9-9-油道；油道；10-10-挡油盘；挡油盘；11-11-回油螺纹回油螺纹 ；1
20、2-12-飞轮结合盘飞轮结合盘9/13/20242 2、曲拐的布置、曲拐的布置v1 1） 直列四冲程四缸发动直列四冲程四缸发动机机曲拐对称布置于同一平面内。曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的曲拐夹角为7207200 0/4=180/4=1800 0。发动机工作顺序有发动机工作顺序有13421243v工作顺序工作顺序：各缸完成：各缸完成同名行程的次序。同名行程的次序。9/13/20249/13/20249/13/2024直列四冲程六缸发动机直列四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面曲拐对称布置于三个平面内。内。相邻作功气缸的曲拐夹角相邻作功气缸的曲拐夹角为为7207
21、200 0/6=120/6=1200 0。发动机工作顺序有发动机工作顺序有153624 153624 ; ; 142635142635 9/13/20249/13/20249/13/2024四行程四行程V V型八缸发动机型八缸发动机 曲拐对称布置于四个平面曲拐对称布置于四个平面内（或内（或1 1个）。个）。相邻作功气缸的曲拐夹角相邻作功气缸的曲拐夹角为为7207200 0/8=90/8=900 0。v发动机工作顺序有发动机工作顺序有18436572184365729/13/20249/13/20243 3、飞轮、飞轮v（一）功用（一）功用1 1、贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个、
22、贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。行程，使发动机运转平稳。2 2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。、利用飞轮上的齿圈起动时传力。3 3、将动力传给离合器。、将动力传给离合器。4 4、克服短暂的超负荷。、克服短暂的超负荷。9/13/2024构造构造: 飞轮为一外缘有齿圈的铸飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。铁圆盘。v 飞轮边缘部分做的飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转厚些，可以增大转动惯量动惯量齿圈在发动机起动齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号一缸上止点记号圆周装有齿环，圆周装有齿环，安装齿环时通常安装齿环时通常将齿环加热后套将齿环加热后套入，冷却后即紧入，冷却后即紧密结合在一起。密结合在一起。 9/13/20249/13/2024
