曲柄连杆机构

第三章 曲柄连杆机构1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组一、功用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动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 曲柄连杆机构工作示意图 .二、组成三、工作条件承受机械载荷：1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 ;2、汽车行驶中产生的冲击力。1、机体组曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳机体组是发动机各总成的装配基体，它决定着各个总成的位置关系。机体组包括气门室罩、气缸盖、气缸垫、气缸体、曲轴箱和油底壳等组成。曲轴箱气门室罩曲轴托架1）气缸体与曲轴箱气缸体一般由铸铁或铝合金铸造而成，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。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 。a.按与油底壳安装平面位置不同气缸体分为：油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度 。油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。一般式气缸体b.根据冷却方式不同气缸体分为：风冷气缸体和气缸盖风冷式水冷气缸体和气缸盖水冷式c.根据排列方式不同气缸体分为：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。高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机d.整体式气缸体和镶嵌式气缸体整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型 构造 性能及应用整体式 气缸直接 镗 在气缸体上 强 度和 刚 度好，能承受大 负 荷。成本高。镶 嵌式用耐磨 优质 材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更 换 气缸套，延 长 了气缸体的使用寿命。2）气缸套名称 特点 示意 图干缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚13mm。湿缸套外壁直接与冷却水接触。壁厚 59mm。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。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。3）曲轴箱曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。结构：上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳）材料：薄钢板冲压桑塔纳发动机油底壳4）气缸盖 (cylinder head)功 用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。材 料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。气缸盖上一般装有气门、火花塞或喷油器等，其内部加工有气门座孔、火花塞座孔、油道、水道、推杆孔等 。5)燃烧室 (combustion chamber)名称 特点 示意 图 应 用半球形结 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 基盆形工 艺 性好、成本低、 进排气效果不如半球形燃烧 室捷达奥迪6)气缸垫功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。安装 : 注意方向材料要求： 有弹性、耐热性、耐压性2. 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1）活塞）活塞 (Piston )功用：直接承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。工作环境：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 3 5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。材料：铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁。活塞结构：（ 1）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。活塞顶类型形状 示意 图平 顶凸 顶凹 顶结构简单、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。（ 2）活塞头部位置：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。（ 3）活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。作用：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。裙部表面的保护n 1）镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。n 2）涂石墨 (柴油机）易脆断可加速磨合，自润滑。n 3）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。裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形活塞形状工作时，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。销座方向工作时向里变形不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。开槽活塞（汽油机）绝热槽膨胀槽圆槽2）活塞环n 是具有弹性的开口环，分为气环和油环。n 工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。n 平均寿命： 6万公里切口气环（ 1）气环作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，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。气环断面形状：形状 特点 示意 图矩形 环结 构 简单 、制造方便、易于生 产 、 应用面广，易 发 生 泵 油作用。扭曲 环 断面不 对 称，受力不平衡，使活塞 环 扭曲，减小摩擦，减 轻泵 油作用，注意安装方向。锥 面 环 减少了