汽车发动机构造与维修汽车曲柄连杆机构讲解课件

1,汽车曲柄连杆机构,本章主要内容： 1、 曲柄连杆机构的组成 2、 机体组 3、 活塞连杆组 4、 曲轴飞轮组,作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去,2,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,一、组 成： 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组,3,1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,4,2、活塞连杆组： 活塞、活塞环、活塞销和连杆等,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,5,3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮 减振器,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,飞轮螺栓,曲轴,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,6,4 、工作条件： 发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣。,工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,7,5、受力分析 曲柄连杆机构受的力主要有气体压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,8,1）、气体压力：气体压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP， SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。,(a)作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重,NP,SP,Pp,RP,TP,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,9,(b)压缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损严重,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,10,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,结论： 在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的。沿气缸方向上个处的磨损是不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的。,11,2）、往复惯性力Pj： 指活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动所产生的惯性力。 其大小：与机件的质量及加速度成正比； 其方向：总是与加速度的方向相反。,Pj,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,往复惯性力使发动机产生上下震动,12,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上；后半程是减速运动，惯性力向下 b）活塞向上运动时，前半程是减速运动，惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力向上 c）在上下止点：活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大； d）在行程中部：活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零,13,3）、离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。,Pc,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,14,4）、摩擦力F：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。,曲柄连杆机构 §1 曲柄连杆机构的组成,因为较小，故分析时忽略,15,曲柄连杆机构 §2 机体组,功能：机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度 组成：机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成,16,一、 气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。,曲柄连杆机构 §2 机体组,17,气缸体的分类 1、根据气缸的排列方式 （1）直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上发动机。 （3）对置式：是V型的特殊形式。,曲柄连杆机构 §2 机体组,18,曲柄连杆机构 §2 机体组,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,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。,19,曲柄连杆机构 §2 机体组,高度小，总体布置方便。,20,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。,2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。,曲柄连杆机构 §2 机体组,21,曲柄连杆机构 §2 机体组,22,曲柄连杆机构 §2 机体组,3）根据冷却方式不同,1-汽缸 2-水套 3-汽缸盖 4-燃烧室 5-汽缸垫,发动机用水冷却时，汽缸周围和汽缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套,1-汽缸体 2-汽缸盖 3-散热片,发动机用空气冷却时，在汽缸体和汽缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分,23,曲柄连杆机构 §2 机体组,(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 (2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体,24,二、气缸套 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。,曲柄连杆机构 §2 机体组,气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。,25,曲柄连杆机构 §2 机体组,2）湿式气缸套 外表面直接与冷却水直接接触；壁厚59mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差；多用于车用柴油机上。,1）干式气缸套 外表面不直接与冷却水接触；壁厚13mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油机上。,干式气缸套,湿式气缸套,26,曲柄连杆机构 §2 机体组,1、作用 封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室；是配气机构的多数零件的安装机体。 2、组成 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、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。 3、工作条件和材料 1）工作条件：受到高温、高压的冲击；受到腐蚀作用。 2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用）,三、气缸盖,27,曲柄连杆机构 §2 机体组,4、结构形式 1）整体缸盖：一台发动机一个气缸盖。 特点：结构较紧凑，零件数目少，成本低，发动机的总长度减少；但刚性差，易变形，使得发动机的密封性下降，系列化程度差，加工报废率高；适用于缸径105mm的发动机。,28,曲柄连杆机构 §2 机体组,2）块状缸盖：2缸或2缸以上共用一个缸盖。适用于105mm105mm可用；缸径120mm的优先采用；缸径160mm 都采用,29,曲柄连杆机构 §2 机体组,5、缸盖的拆卸与安装 多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分23次 。拆卸相反顺序。 对角、分次、由内向外（拆卸时是由外向内） 铝合金缸盖冷机拧紧即可； 铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次,30,曲柄连杆机构 §2 机体组,四、汽油机燃烧室（柴油机燃烧室在柴油机燃料供给系中详细介绍） 1、要求 （1）有利于提高热效率 （2）有利于排气净化 （3）有利于换气 （4）有利于燃烧平静 （5）有利于组织气流运动，使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动,31,曲柄连杆机构 §2 机体组,2、几种典型燃烧室 （1）盆型燃烧室： 优点：结构简单，工艺性好、成本低，可形成挤气涡流。 缺点：结构不够紧凑；换气质量较差；燃烧速度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较低。 使用车型：捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机有采用 。,盆型燃烧室,32,曲柄连杆机构 §2 机体组,（2）楔型燃烧室： 优点：结构简单，较紧凑，散热面积小、热损失少；能形成挤气流气门斜置，气流导流较好，充气效率高； 缺点：火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长, 燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。 使用车型：切诺基轿车发动机 采用。,楔形燃烧室,33,曲柄连杆机构 §2 机体组,（3）半球形燃烧室： 优点：气门成横向V型排列，气门头部直径较大，换气效果好；火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高，动力性、经济性最好。 CO和HC排放最少，而NO的排放较高。 缺点：配气机构复杂，工作较粗暴。 使用车型：多用于高速汽油机。在轿车发动机上被广泛地应用例如桑塔纳、 夏利、 富康等,半球形燃烧室,34,曲柄连杆机构 §2 机体组,（4）双球形燃烧室： 由两个球形构成。可布置较大直径的气门或采用多气门形式，很容易获得压缩涡流。缺点是燃烧室形状复杂，散热面积较大，经济性差。,35,曲柄连杆机构 §2 机体组,（5）多气门蓬形燃烧室 ：由半球形发展而成。结构紧凑，提高发动机的充量系数；火焰传播距离短，可采用较高压缩比。国产夏利、富康及欧宝V6、奔驰320E、等国外许多车型均采用此种燃烧室。,36,五、气缸垫 1、作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油。 2、材料：有弹性、耐热性、耐压性。,曲柄连杆机构 §2 机体组,37,种类 （1） 金属石棉垫：外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强，内填石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热）。 （2） 金属骨架石棉垫：以编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。 4、安装注意：金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。,曲柄连杆机构 §2 机体组,38,六、油底壳 1、功用： 贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 2、构造： （1）用薄钢板冲压而成。 （2）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。 (3)最低处有放油塞(磁性) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。,曲柄连杆机构 §2 机体组,放油螺塞,密封垫,39,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,活塞组：活塞、活塞环（气环、油环）、活塞销、卡环等。 连杆组：连杆、连杆盖、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓等。,40,41,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,一、活塞 1、作用 (1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室； (2)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 2、 工作条件（非常恶劣） 三高：高温（顶部高达600700K，且分布不均匀） 高压（汽油机高达35MPa，柴油机高达69MPa） 高速（线速度达812m/s ，承受很大的惯性力。） 两难：冷却困难、润滑困难 一腐蚀：受到酸性物质的腐蚀,42,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,3、材料 常用：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金）、高级铸铁、耐热钢等 新型：金属陶瓷（组合式（陶瓷用于活塞顶部）、整体式的） 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、高温、磨损 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力 对于转速较高的发动机来说，活塞材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速机，现在多用灰铸铁。,43,5、构造： 活塞可分为顶部、头部、裙部,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,4、加工制造方法 1）铸造 2）锻造 3）液态模锻,44,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,1）顶部： 是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。 汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机多用平顶。 柴油机：有平顶、凹顶、形、碗形、盆型、花瓣形等。,45,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。（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),46,2）活塞头部（又叫环槽部、防漏部） 位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,气环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,活塞销孔,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,作用： (1)、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 (2)、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， (3)、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,47,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,3）活塞裙部 A、位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 B、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。,48,C、活塞的变形及采取的相应措施, 、变形原因： 热膨胀、侧压力和气体压力。,49, 、变形规律 （1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁； （2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄； （3）沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受热膨胀后，此处的膨胀量就最大。 （4）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形。 （5）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变形也沿活塞销的轴线方向。 总之：裙部周向会发生近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。,50, 、预防和控制裙部椭圆变形的措施 （1）、尽量减少活塞的受热 。 （2）、使活塞的侧表面形状与变形相适应 。 例如：活塞纵断面制成上小下大的截锥形等。,51,（3）、对汽油机活塞，在裙部开纵向补偿槽。 裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开),52,（4）在活塞上镶铸钢片，以限制活塞的变形量。,53,（5）采用油冷活塞。 （6）减少销座方向的金属量，以减少其受热变形,54,4）活塞销座 A、作用：支承活塞销，将活塞顶部气体作用力经过活塞销传给连杆。 B、活塞销偏移布置 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm2mm。 作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。,55,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,5）、活塞在气缸内的安装注意事项 A、按照活塞顶部的指定标记安装（注意喷油方向、气门方向） B、同台发动机的活塞质量差不能超过10g，并与相同尺寸公差的缸盖配合。 C、开纵向槽的活塞面尽量安装在不受侧压力（主、次推力面）的一面，以免活塞在运动时划伤气缸壁。,56,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,3、分类： 按照用途分为：气环和油环。 汽油机：气环23道；油环数1道。 柴油机：气环34道；油环数12道。 柴油机气环数多于汽油机的原因： 1）柴油机压缩比大于汽油机； 2）柴油机转速低于汽油机； 3）柴油机的配缸间隙大于汽油机。,二、活塞环 1、定义：是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 2、工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。,57,（一）气环 1）、作用 1）与活塞一起密封高温高压的燃气下窜入曲轴箱。（主要） 2）将活塞头部的热量传给气缸壁。 3）辅助油环控制气缸壁上的润滑油，辅助刮油、布油。 2）、工作条件 恶劣：活塞环（气环）是发动机零件中工作寿命最短的。 总的说：高温、高压、高速、润滑困难、磨损严重等。 3）、材料 多用合金铸铁、钢片、粉末冶金、金属陶瓷等。 对于强化发动机：则用球墨铸铁，以加强环的强度和冲击韧性。 第一环：条件最恶劣，所以要求表面镀铬。 其余各环：镀锡或者磷化、喷石墨及硫化处理，以提高其与气缸壁的磨合性。,58, 、结构： 活塞环的间隙 （1） 端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm0.50mm；,4）、气环的结构与密封原理：,在保证密封及传热的前提下，气环应尽量少（2-3）； 气环安装时切口应错开（迷宫）,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,59,（2） 侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.04mm0.10mm；其它气环0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm；,3,2,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,（3）背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm1mm；,60,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组, 、密封原理 第一密封面：自由状态下在，环外径缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，气环外缘面与缸壁接触的面形成第一密封面。 第二密封面：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。,第一密封面,P0,第二次密封： 由下窜入背隙的气体压力形成，加强了第一密封面的密封性。,61,原因： a)存在侧隙和背隙； b)环运动时在环槽中靠上靠下。 危害： a)增加了润滑油的消耗； b)火花塞沾油不跳火； c)燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏； d)环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性； e)加剧了气缸的磨损,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,5）、活塞环的泵油作用及危害,62,措施： （1）采用扭曲环； （2）采用组合式油环； （3）油环下设减压腔,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,63,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,6）、气环的切口形状 四种：A)直切口 B)斜切口 C)搭切口 D)封闭切口,64,7）、常见气环的断面形状,气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环,65,A、矩形断面环（气环横剖面为矩形）： 结构简单，加工容易，成本较低，报废率少，与缸壁接触面积大，散热好，贴合性、结合性、磨合性较差，耐磨性也较差，密封效果不好，泵机油现象严重。,66,B、锥形环（微锥面环） 1）特点： 与缸壁线接触，环的磨合性和贴合性大大提高，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。 2） 安装注意： 锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）；安装时，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、三道环槽上。起强化密封的作用。,67,C、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。 1）特点 具有锥形环的特点； 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。 2）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。 注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。,68,D、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，使胶状油焦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。 优点： 抗胶结作用比较强，有自洁作用。 与其它环比较，提高了环的密封性。,69,E、桶形环： 普遍用在强化柴油机中的第一道。 特点： 1） 环的外圆面为凸圆弧形；对气缸的表面适应性和对活塞偏摆适应性均好，有利于密封。 2） 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。有利于润滑； 缺点： 凸圆弧表面加工困难。 桶间梯形环：现代高速柴油机广泛使用。,70,F、其他类环 开槽环：开槽内储存对润滑油有较强吸附能力的多孔性氧化铁。有利于润滑、磨合和密封。 顶岸环：有利于密封，有利于降低HC排放。,71,（二）油环 1、作用 刮掉缸壁上多余的机油，并且均匀分布缸壁上的机油。 辅助密封。,2、分类 A、普通油环（整体式油环） 其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽,72,1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞,B、 组合式油环 由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。,1,3,4,73,特点：,密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长度大于刮片长度而产生径向力。 第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。 无侧隙，不窜油 刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。 上下片可分别动作，适应性好。 回油能力强。,74,(三)安装活塞环的注意事项 1、活塞环装入气缸之后，环的开口间隙要适当,0.20.4mm。 2、活塞环在环槽中的上下侧隙要适当，0.040.15mm。 3、安装活塞环时，应将活塞环切口错开，以减少漏气。另外，切口不能朝向活塞销轴线方向。 4、镀铬环应装入第一环槽（外表面光亮的为第一环）。 5、微锥面环、扭曲环、倒角油环上下不能装反，否则将产生将机油泵入燃烧室的危险。 6、先装油环再装气环。,75,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,三、活塞销 （一）作用 1、连接活塞与连杆小头。 2、将活塞承受的气体力传给连杆。 （二）材料 多用低碳钢和低碳合金钢。 同时要求其芯部具有一定的韧性。为了减轻质量，常将其做成空心圆柱形。,76,（三）内孔形状 1）圆柱形（加工容易，但质量较大） 2）组合形（介于前后两者之间） 3）两段截锥形（质量较小，但加工较难）,77,3连接方式,四）连接固定方法： 全浮式（常用）和 半浮式。 现在发动机大多采用全浮式连接。,1.全浮式 （1）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。 (2)装配： 销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。 热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。,78,曲柄连杆机构 §3 活塞连杆组,2.半浮式 (1)定义：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） (2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。,79,四、连杆组 （一）作用 1、传力：将活塞所承受的力传给曲轴。 2、转变运动形式：将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 （二）工作条件 压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。 （三）材料 多用中碳钢或合金钢，如40、45、40Cr等，经模锻或辊锻，机械加工和热处理。,80,（四）、基本结构 1)、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。（全浮式有油沟） 2)、杆身：常做成“工”字形断面。 3)、大头：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。,81,1、剖分形式： 平剖： 剖分面与连杆中心线垂直。刚性好，加工方便，对于连杆螺栓只受拉伸力，而不受剪切力。多用于小型汽油机。但在装配时易出现大头碰伤气缸壁的现象。 斜剖：剖分面与连杆中心线成3060°夹角。减少了连杆大头的外形尺寸。但使得连杆螺栓不仅受到拉伸力而且还受到剪切力。多用于功率较大的发动机，比前者多用。,（五）、连杆大头 连杆体大头和连杆盖需配对加工。,82,2、定位方式： A、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，用于平切口连杆。 B、锯齿形定位：依靠接合面的齿形定位。 C、套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的孔紧配合定位。 D、止口定位,斜切口（30°-60° 一般45 °）,83,（六）、连杆轴瓦（俗称小瓦） 1、作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。 2、组成： 由钢背和减磨合金层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢制成。减磨层为0.3mm0.7mm的减磨合金，层质较软能保护轴颈，具有保持油膜、减少摩擦阻力和加速磨合的作用。,连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。,84,（七）、V型内燃机连杆 1)并列连杆 2)主副连杆 3)叉片式连杆 （八）、连杆螺栓：为标准件。 材料：40Cr、35CrMo、40CrMo等 。 拧紧后，应安装防松装置。,85,（九）、连杆大头安装注意事项 1）大头与大头盖是配对加工，安装时不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二者的同一侧打有配对标记。 2）不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧面有缸号标记。 3）连杆螺栓的装配预紧力应符合工厂规定，并且分23次均匀拧紧。 4）螺栓头部（或螺母）应具有防松装置（即锁紧装置），如铁丝、锁紧片、开口销、自锁螺母等。 5）有的连杆的大头面对气缸主承压面的一侧，钻一喷油孔（1mm1.5mm），安装时其孔必须对准主承压面以保证润滑。,86,桑塔纳2000时代超人轿车 AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图,曲轴带轮,曲轴正时齿形带轮,曲轴链轮 （驱动油泵）,止推片,主轴承下轴瓦,转速传感器脉冲轮,飞轮,飞轮齿圈,曲柄连杆机构 §4曲轴飞轮组,组成： 由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和 附件组 成。,曲轴,87,一、曲轴 1、 作用： 承受连杆传来的力，并将此力转换成绕其自身的轴线的力矩,对外输出、做功。 驱动配气机构及其它附属装置。 2、工作条件： 是高速旋转件，受气体压力、惯性力、惯性力矩等交变弯曲和扭转载荷的冲击，工作条件恶劣。 3、材料： 要求：刚度、强度、耐磨性要好 大多采用优质中碳钢（45）或中合金碳钢（40Cr等） 。对于强化机，有的采用稀土球墨铸铁，但刚性差，所以曲轴支承要求较高。 另外，曲轴支承受力处都必须进行耐磨处理。,曲柄连杆机构 §4曲轴飞轮组,88,4、 结构： A、前端：正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动机还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小发动机）。 B、后端：飞轮端（功率输出端）。 C、曲拐：一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈、平衡重构成一个曲拐。曲轴的曲拐数目等于气缸数(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。,89,5、类型 1）按照结构分：整体式和组合式 2） 按照支承形式分：全支承和非全支承,每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。,90,6、 连杆轴颈（曲柄销） 一般采用空心轴颈。连杆轴颈的润滑依靠与主轴颈之间的斜油道来润滑。,1-主轴颈 2-曲轴； 3-连杆轴颈4-圆角 5-积污腔 6-油管 7-开口销； 8-螺塞 9-油道 10-挡油盘11-回油螺纹 12-飞轮结合盘,91,7、 曲柄（臂）和平衡重 曲柄臂：多采用椭圆形。 平衡重：减轻主轴颈负荷；减轻曲轴的内力矩，平衡发动机不平衡的离心力矩，一般不平衡往复惯性力。,92,二、主轴承（大瓦） 用来支承曲轴主轴颈，多采用滑动轴承。 多缸整体式曲轴采用分开式，安装在机体的主轴承座上。 主轴承盖与主轴承配对加工，配对安装。 轴瓦分上、下瓦，安装轴瓦时，不能将上下瓦装反，上瓦上有油孔，加工有油槽，以润滑主轴颈。,93,三、曲轴的轴向定位 （1） 结构： 止推片：在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。 翻边轴瓦 （2） 安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动件(有油槽一面)。当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力 （3）曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。,94,四、 多缸机曲拐布置及工作顺序 （1）布置原则 A、使各缸作功间隔角尽量相等。对直列多缸四冲程发动机，作功间隔角为7200/缸数。 B、连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。 C 、V型发动机左右两气缸尽量交替作功,95,（2） 常用曲拐布置,1） 直列四冲程四缸发动机 曲拐对称布置于同一平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=1800。 发动机工作顺序有：1342 1243,工作顺序：各缸完成同名行程的次序。,96,2) 四冲程六缸发动机 曲拐对称布置于三个平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为 720°/6=120°,发动机工作顺序有： 直列： 153624 142635 V型： l6一5一4一32 (右1一左3一右3一左2一右2一左1),97,发动机工作顺序有 18436572 (右1一左4一左2一右2一左3一右3一右4一左1),3)四行程V型八缸发动机 曲拐对称布置于二个平面内（或1个）。 相邻作功气缸的曲拐夹角为720°/8=90°。,98,（3）、 多缸机的发火顺序,发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。,发火顺序：1-3-4-2,发火顺序：1-2-4-3,（3）、 多缸机的发火顺序,发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。,发火顺序：1-5-3-6-2-4,100,五、飞轮 （一）功用 1、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。 2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。,飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。,一缸上止点记号,圆周装有齿环，安装齿环时通常将齿环加热后套入，冷却后即紧密结合在一起。,（二）安装注意事项,有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机），以便调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。,飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。,3、将动力传给离合器，进行动力输出。 4、克服短暂的超负荷。,