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600 700K 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 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 结构特点和要求 预