新版-曲柄连杆机构拆装与调整.ppt

曲柄连杆机构拆装与调整 主要教学内容 1 机体组拆装2 活塞连杆组拆装3 曲轴飞轮组拆装 曲柄连杆机构的功用 1 实现运动形式的转换 2 实现能量的转换 3 驱动发动机本身各辅助机构的运动 曲柄连杆机构总体构造 曲柄连杆机构的基本组成 曲柄连杆机构的工作条件 在高温 高压 高速 有化学腐蚀的条件下工作 曲柄连杆机构受力分析 曲柄连杆机构自身产生的作用力 1 气体压力 2 往复惯性力 3 离心力 4 摩擦力曲柄连杆机构受到外部的作用力 汽车行驶中产生的冲击力 气体压力 FP 活塞所受气体压力T 曲轴转矩 往复惯性力 离心力 摩擦力 Fj 往复惯性力Fc 离心力 第一部分机体组拆装 机体组的组成 机体组的功用 机体组是发动机的骨架 是发动机各机构 系统主要零部件的装配基体 一 气缸体 1 气缸体的结构型式水冷发动机的气缸体和上曲轴箱通常铸成一体 称为气缸体 曲轴箱 简称气缸体 风冷发动机的气缸体和曲轴箱通常分开铸造 2 气缸体的工作条件和性能要求 工作条件 受气体热负荷 运动惯性力 冲击力 螺栓预紧力等 性能要求 具有足够的强度和刚度 良好的耐热性和耐蚀性 3 气缸体的结构形式 按气缸体与油底壳安装平面位置不同分 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 三种不同形式气缸体结构比较 4 气缸的排列型式 对置式发动机工作情况 气缸排列方式发动机结构比较 高度小 总体布置方便 轿车中应用不多 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 六缸以上发动机使用 结构简单 加工容易 但发动机长度和高度较大 应用最多 5 气缸体材料 1 灰铸铁 用于水冷式发动机 应用最多 2 球墨铸铁 用于强化柴油机 3 铝合金 用于风冷式发动机或小型汽油机 二 气缸与气缸套 气缸 气缸 1 气缸的功用 1 组成气缸容积和燃烧室 2 引导活塞作往复直线运动 3 承受活塞的侧压力 4 散热 2 对气缸的要求 1 具有足够的强度和刚度 2 良好的耐热性和耐蚀性 3 高精度内表面 3 气缸的结构形式 1 整体式 气缸直接镗在气缸体上 2 镶嵌式 气缸套镶嵌到气缸体内 无气缸套湿式缸套普通干式缸套可卸干式缸套 两种形式气缸比较 4 气缸套 气缸套作用 单独铸造 具有很好的耐磨性 可以延长发动机使用寿命 气缸套结构形式 1 干式缸套 缸套外表面不与冷却水接触 2 湿式缸套 缸套外表面与冷却水直接接触 两种形式气缸套比较 气缸套材料 铸铁 三 气缸盖 1 气缸盖功用 1 与气缸 活塞等共同组成燃烧室 2 密封 3 支承 安装发动机部分零部件 2 气缸盖的结构形式 1 整体式 用于中小型发动机 大多数汽油机采用 2 分体式 用于缸径较大的柴油机 部分汽油机 整体式气缸盖分体式气缸盖 气缸盖的结构 气缸盖内部也有冷却水套 气缸盖上有气缸盖螺栓孔 冷却水孔 进 排气门座孔 气门导管孔 进 排气通道等 气缸盖是一个复杂的铸件 3 气缸盖材料 1 灰铸铁或合金铸铁 2 铝合金 4 燃烧室形状 几种形状燃烧室比较 四 气缸垫 1 气缸垫的功用 密封气缸盖与机体的结合面 2 要求 1 有一定的弹性 延展性 2 有足够的强度 3 耐高温 耐腐蚀 导热性好 3 气缸垫的材料及结构 1 金属夹石棉 2 金属骨架石棉垫 3 纯金属垫 4 耐热密封胶 五 气缸盖螺栓 1 功用 连接并紧固气缸体与气缸盖 2 材料 合金调质钢 高强度螺栓 3 要求 1 分布均匀 2 装配时由中间向两边对称交叉分2 3次拧紧 最后一次拧紧至规定扭矩 拆卸时按相反的顺序 气缸盖螺栓 六 油底壳 1 作用 贮存机油 封闭曲轴箱 2 材料 薄钢板冲压或铝合金铸造 发动机的支承 各种形式的发动机支承 第二部分活塞连杆组拆装 活塞连杆组的组成 活塞连杆组功用 1 将燃料燃烧的热能转化为机械能 2 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 3 将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩 一 活塞 1 活塞的功用 1 与气缸 气缸盖组成燃烧室 2 承受气体压力 并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转 2 活塞的工作条件 高温 高压 高速 散热条件差 惯性力大 3 要求 1 刚度和强度应足够大 传力可靠 2 导热性能好 耐高压 高温 磨损 3 质量较小 尽可能减少往复惯性力 4 活塞的材料 1 铝合金 质量小 强度大 导热性好 2 灰铸铁 承压能力强 少数高强度柴油机采用 5 活塞的结构 活塞顶部 位置 第一道活塞环槽以上部分 功用 燃烧室的组成部分 承受气体压力 活塞顶部 汽油机活塞顶部的形状 柴油机活塞顶部的形状 活塞头部 防漏部 位置 活塞环槽以上的部分 功用 承受气体压力 安装活塞环 传热 活塞头部 活塞裙部 位置 油环环槽以下部分 功用 导向 承受侧压力 活塞裙部 活塞裙部受力状况 活塞的变形 锥形活塞的变形 制造时 变形后 工艺一上小下大活塞 工艺二活塞裙部椭圆形 工艺三双金属活塞 工艺四拖板活塞 二 活塞环 1 活塞环的类型 1 气环 2 油环 2 活塞环的功用 气环的功用 密封 传热 油环的功用 布油润滑 辅助密封 3 活塞环的工作条件 高温 高压 高速 润滑条件极差 活塞环的平均寿命 6万公里 一 气环 1 气环的密封第一密封面 活塞环直径大于气缸直径 装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成 加强密封 窜入环槽的少量气体作用在环的背面 背隙处 加强了第一密封面作用 第二密封面 窜入环槽的少量气体作用在环槽底面 形成第二密封面 气环的密封原理 2 活塞环的间隙 3 气环的断面形状 各种断面形状气环的优缺点分析 4 气环的泵油作用 气环的泵油原理 气环的泵油作用是有害的 二 油环 1 油环的刮油作用 油环的刮油作用是有利的 2 油环的种类 常见的油环有整体式和组合式两种结构形式 如图所示 目前广泛应用的是组合式油环 组合式油环一般由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成 轴向衬环夹装在第二 三刮油钢片之间 径向衬环使三片刮油钢片压紧在气缸壁上 结构简单 易加工 成本低 与气缸壁接触压力高 适应性好 刮油效果强 但成本高 3 油环的结构型式 三 活塞销 1 活塞销功用 连接活塞和连杆 把活塞所受的力传给连杆 2 活塞销工作条件 1 承受大小和方向都不断变化的冲击性载荷 2 润滑条件差 3 工作温度高 3 对活塞销的要求强度高 刚度大 韧性强 耐磨性高 重量轻 4 活塞销材料 低碳钢或低合金钢 表面渗碳或渗氮处理 5 活塞销结构 厚壁空心圆柱体 活塞销结构类型 6 活塞销连接方式 活塞销连接方式比较 1 全浮式活塞销 发动机在正常工作温度下工作时 活塞销与活塞销座孔 活塞销与连杆小头都是间隙配合 活塞销处于 浮动 状态 活塞销需要轴向定位 2 半浮式活塞销 发动机在正常工作温度下工作时 活塞销固定在连杆小头中或活塞销固定在活塞销座孔中 活塞销处于 半浮动 状态 活塞销不需要轴向定位 四 连杆 1 连杆的功用 1 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 2 将活塞承受的力传给曲轴 2 连杆的工作条件 承受复杂的交变应力 3 对连杆的要求足够的强度 刚度和韧性 质量尽量要小 4 连杆的组成 一 连杆体与连杆盖 1 组成构造 2 连杆的材料 合金调质钢 锻造镁合金 稀土镁球铁 3 连杆小头结构特点 短圆筒形 内压减摩的连杆衬套 4 连杆杆身结构特点 连杆杆身做成 工 字形断面 5 连杆大头的结构特点 连杆大头一般做成剖分式 连杆体与连杆盖组合镗孔 内装连杆轴承 连杆体与连杆盖剖分面形式 1 平切口 多数发动机采用 2 斜切口 部分柴油机或少数强化汽油机 连杆体与连杆盖的定位方式 平切口连杆大头定位方式 连杆螺栓定位 斜切口连杆大头定位方式 6 连杆体与连杆盖的安装要求 1 配对加工 配对安装 2 不可装反 3 不同气缸 不可错乱 7 V形发动机连杆结构 并列式 主副式 叉式 二 连杆螺栓 1 连杆螺栓的材料 优质合金钢 2 连杆螺栓的装配要求 分2 3次均匀地拧紧 最后拧紧至规定扭矩 3 连杆螺栓的防松措施防松胶 自锁螺母 自锁螺栓 双螺母 螺纹表面镀铜等 三 连杆轴承 俗称 小瓦 1 连杆轴承的功用 使连杆轴颈与连杆大头间保持良好的配合 减小摩擦 加速磨合 2 连杆轴承的工作条件 1 承受交变载荷 2 高速摩擦 3 低速大负荷时润滑条件差 3 连杆轴承的组成构造 连杆轴承一般采用滑动轴承 部分采用滚动轴承 连杆轴承一般由瓦座和轴瓦两部分组成 1 瓦座 由轴承座和轴承盖组成 2 轴瓦 由1 3mm的低碳钢背和0 3 0 7mm的减摩合金层组成 对钢背的要求 1 足够的强度和刚度 2 一定的弹性 对减摩合金层的要求 1 良好的减摩性能 2 良好的耐蚀性 3 足够的结合强度 4 连杆轴承的结构特点 1 钢背表面粗糙度较低 2 轴瓦内表面表面粗糙度较低 3 轴瓦有定位唇与瓦座定位槽定位 4 轴瓦在自由状态下有一定的自由弹势 5 轴瓦与瓦座过盈配合 第三部分曲轴飞轮组拆装与调整 曲轴飞轮组的组成 曲轴飞轮组主要由曲轴 飞轮 正时带轮 齿轮 驱动带轮 扭转减振器等组成 一 曲轴 曲轴的功用 承受连杆传来的力 并由此造成绕其本身轴线的力矩 并对外输出转矩 曲轴的材料及加工工艺 材料 采用优质中碳钢 中碳合金钢或球墨铸铁 曲轴的结构 曲轴组成 1 曲轴前端 2 若干曲拐 3 曲轴后端 5 曲轴的分类 按结构可分为整体式和组合式两种 按曲轴的支承形式分 曲轴内部结构 7 曲轴的平衡 1 曲轴自身平衡 平衡重 平衡重 平衡重平衡原理 8 曲轴曲拐的布置 曲拐布置的一般规律 1 连续作功的两缸相隔尽量远一些 以减轻主轴承的载荷 2 作功间隔应力求均匀 也就是说 在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内 每个气缸都应发火作功一次 四缸发动机曲轴曲拐布置 四缸发动机工作过程 直列六缸发动机曲轴曲拐布置 六缸发动机工作过程 曲轴的轴向定位 曲轴轴向定位的目的 防止曲轴产生轴向窜动 曲轴轴向定位方法 1 翻边轴瓦 2 止推片 采用翻边轴瓦 采用止推片 止推垫片 三