汽车构造 曲柄连杆机构.ppt

Chap2曲柄连杆机构,李书伟Tel:88968111yclsw,、教学目的及教学要求：了解曲柄连杆机构的功用和受力情况；掌握机体组中各个零件的构造特点和功用；掌握连杆组中各个部件的作用、材料、构造特点；掌握曲轴飞轮组中的曲轴、飞轮的作用、材料、结构特点。、教学内容：曲柄连杆机构的功用与组成、工作条件及受力分析，缸体与曲轴箱，气缸与气缸套，气缸盖与气缸垫，油底壳、发动机的支承、活塞、活塞环、活塞销、连杆、曲轴、飞轮、扭转减振器。、重点和难点：重点：是气缸套、气缸盖、活塞、活塞环、曲轴构造；难点：是缸体结构形式。,机体组活塞连杆组曲轴飞轮组,2.1概述,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。二、组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组,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。,2.2机体组,机体组组成：由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件组成。,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,一、气缸体与曲轴箱,一汽奥迪100汽车发动机气缸体,1、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。,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。,（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为,2、气缸体的分类：,（2）根据冷却方式不同,1、水冷2、风冷,散热片,风冷气缸体和气缸盖,2、气缸体的分类：,（3）根据气缸的排列方式,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。,2、气缸体的分类：,高度小，总体布置方便。,对置气缸式发动机,（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体,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。,2、气缸体的分类：,（5）干缸套和湿缸套,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。,2、气缸体的分类：,二、曲轴箱,1、概念：曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。2、结构：上轴箱与气缸体铸成一体下轴箱贮存润滑油（油底壳）3、材料：薄钢板冲压,桑塔纳发动机油底壳,三、气缸盖,功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。,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。,气缸垫,气缸盖,气缸盖罩,衬垫,安装火花塞,二、燃烧室,（九）气缸垫,1、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。2、材料：有弹性、耐热性、耐压性3、安装时注意方向,2.3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,（一）活塞1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、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。3、材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁,3、活塞的结构（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。,活塞顶分类,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。,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。,作用：,活塞销孔,（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,1）镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油机）易脆断可加速磨合，自润滑。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。,（4）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,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,（二）活塞环,活塞环：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。平均寿命：6万公里（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。,切口,气环,气环的泵油作用,气环的泵油作用演示,气环断面形状：,（2）油环,刮油片,轴向衬环,径向衬环,刮油片,油环的刮油作用,（三）活塞销,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：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。,活塞销的连接方式,连杆,活塞销,全浮式,半浮式,活塞销的偏置,偏置的目的：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。,（四）连杆,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,V型发动机连杆的布置形式,并列式,主副式,叉式,连杆轴瓦,定位凸键,油槽润滑,减磨合金层,连杆大头的连接形式,平分式,斜分式,桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组,2.4曲轴飞轮组,一、曲轴飞轮组的组成,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,二、曲轴,1、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。2、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。,3、结构：,前端轴,连杆轴颈,曲轴轴颈,后端轴,平衡重,曲拐,曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。,曲柄,曲轴的支承方式,概念：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。,三、曲拐的布置,（1）一般规律1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。2）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。3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。发火间隔角=720/ii:为多缸发动机的缸数,（2）常见曲轴曲拐的布置,1）四冲程四缸发动机曲拐布置,发火间隔角=720/4=180,2）四冲程四缸发动机点火顺序,点火顺序：各缸完成同名行程的次序。,发火次序也可是1-2-4-3,3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置,发火间隔角=720/6=120,四冲程六缸发动机点火顺序,四、曲轴扭转减振器,（一）扭转振动自由扭转振动强迫扭转振动,共振,功率损失、曲轴扭转变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击噪声等,临界转速：发生共振时的转速,（二）扭转减振器,皮带盘,惯性盘,橡胶垫,减振器圆盘,皮带轮毂,曲轴前端,功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。,当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。,橡胶摩擦式扭转减振器,四、飞轮,（一）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。,（二）构造,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,本章小结,曲柄连杆机构的功用与组成，机体组中各个零件的构造特点和功用，连杆组中各个部件的作用、材料、构造特点，曲轴飞轮组中的曲轴、飞轮的作用、材料、结构特点。,发动机如何进行配气？其工作条件、机构组成、工作原理、结