发动机检修课件第三课时曲柄连杆机构检修

1、模块二曲柄连杆机构检修模块二曲柄连杆机构检修 1 2 3 3 任务一机体组的构造及检修任务一机体组的构造及检修 任务二活塞连杆组的构造及检修任务二活塞连杆组的构造及检修 任务三曲轴飞轮组的构造及检修任务三曲轴飞轮组的构造及检修 返回 第一单元概述第一单元概述 一、功用：一、功用： 作功冲程：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动作功冲程：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动 的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力 其他冲程：把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动其他冲程：把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动 （依靠曲轴与飞轮的惯性）

2、（依靠曲轴与飞轮的惯性） 2 二、组成：二、组成： 1 1、机体组机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸 盖和气缸垫盖和气缸垫-不动件不动件 曲轴箱曲轴箱 气缸体气缸体 气缸垫气缸垫 气缸盖气缸盖 气缸气缸 油道和水道油道和水道 油底壳油底壳 3 2 2、活塞连杆组：活塞连杆组： 由活塞、活塞环、活塞销和连杆由活塞、活塞环、活塞销和连杆-运动件运动件 气环气环 油环油环 活塞销活塞销 活塞活塞 连杆连杆 连杆螺栓连杆螺栓 连杆轴瓦连杆轴瓦 连杆盖连杆盖 4 3 3、曲轴飞轮组：曲轴飞轮组：曲轴、飞轮曲轴、飞轮减振器减振器 起动爪起动爪 正时齿轮正时齿轮

3、 主轴瓦主轴瓦 皮带轮皮带轮 扭转减振器扭转减振器 飞轮飞轮 飞轮螺栓飞轮螺栓 曲轴曲轴 5 三三 、工作条件：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，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，它要承受相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化

4、学腐蚀高温、高压、高速和化学腐蚀作用。作用。 工作条件工作条件: :高温高温, ,高压高压, ,高速高速, , 化学腐蚀化学腐蚀 受力分析受力分析: :气体作用力气体作用力, ,往复慣性力往复慣性力, , 离心力，离心力，摩擦力摩擦力 6 四、受力分析四、受力分析 曲柄连杆机构受的力主曲柄连杆机构受的力主 要有要有气压力气压力P P，往复惯性力，往复惯性力Pj Pj， 旋转离心力旋转离心力PcPc和摩擦力和摩擦力F F。 P Pj PC F 7 1 1、气压力：、气压力：气压力气压力P P的集中力的集中力P PP P分解为侧压力分解为侧压力N NP P和和S SP P， S SP P 分解为分

5、解为R RP P和和T TP P，R RP P使曲轴主轴颈处受压，使曲轴主轴颈处受压，T TP P为周向产生转为周向产生转 矩的力。矩的力。 (1)(1)作功行程：侧压力作功行程：侧压力N NP P向左，向左， 活塞的左侧面压向气缸壁，左活塞的左侧面压向气缸壁，左 侧磨损严重侧磨损严重 NP SP P RP TP 8 (2)(2)压缩行程：侧压力压缩行程：侧压力N NP P向向 右，活塞的右侧面压向气右，活塞的右侧面压向气 缸壁，左侧磨损严重。缸壁，左侧磨损严重。 NP P SP RP TP 9 2 2、 往复惯性力往复惯性力P Pj j：活塞在上活塞在上 半行程时，惯性力都向上，半行程时，惯

6、性力都向上， 下半行程时，惯性力都向下。下半行程时，惯性力都向下。 在上下止点活塞运动方向改在上下止点活塞运动方向改 变，速度为零，加速度最大，变，速度为零，加速度最大， 惯性力也最大；在行程中部惯性力也最大；在行程中部 附近，活塞运动速度最大，附近，活塞运动速度最大， 加速度为零，惯性力也等于加速度为零，惯性力也等于 零。零。 Pj 10 3 3、 离心惯性力离心惯性力P PC C：旋转旋转 机件的圆周运动产生离心机件的圆周运动产生离心 惯性力，方向背离曲轴中惯性力，方向背离曲轴中 心向外。离心力加速轴承心向外。离心力加速轴承 与周颈的磨损，也引起发与周颈的磨损，也引起发 动机振动而传到机体

7、外。动机振动而传到机体外。 Pc 11 4 4、摩擦力、摩擦力F F：指相互指相互 运动件之间的摩擦力，运动件之间的摩擦力， 它是造成配合表面磨它是造成配合表面磨 损的根源。损的根源。 F 12 四、机体组四、机体组 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，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，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机体必须要有足够的强度和刚度机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、 气缸套、气缸盖、

8、气缸垫组成。气缸套、气缸盖、气缸垫组成。 曲轴箱曲轴箱 气缸体气缸体 气缸垫气缸垫 气缸盖气缸盖 气缸气缸 油道和水道油道和水道 油底壳油底壳 13 1 1、 气缸体气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱水冷发动机的气缸体和上曲轴箱 常铸成一体，称为气缸体常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，曲轴箱， 也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸也可称为气缸体。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，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，冷却水套和润内部铸

9、有许多加强筋，冷却水套和润 滑油道等。滑油道等。 14 气缸体的分类气缸体的分类 1 1）根据气缸的排列方式根据气缸的排列方式 （1 1）直列式：多用于六缸以下的发动机。）直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2 2）V 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。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 3）对置式：是）对置式：是V V型的特殊形式。型的特殊形式。 15 结构简单、加工结构简单、加工 容易，但发动机容易，但发动机 长度和高度较大。长度和高度较大。 缩短了机体的长度和高缩短了机体的长度和高 度，增加了刚度，减轻度，增加了刚度，减轻 了发动机的重量；

10、形状了发动机的重量；形状 复杂，加工困难。复杂，加工困难。 16 高度小，总体布置 方便。 对置气缸式发动机对置气缸式发动机 17 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。（中小 型） 龙门式 强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、 加工困难。（大中型发动机） 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。主轴承同轴度易 保证，主轴承用滚动轴承 负荷较大的柴油机 上 。 油底壳油底壳 安装平安装平 面和曲面和曲 轴旋转轴旋转 中心在中心在 同一高同一高

11、 度。度。 气缸体上曲气缸体上曲 轴的主轴承轴的主轴承 孔为整体式。孔为整体式。 2 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为 油底壳安装油底壳安装 平面低于曲平面低于曲 轴的旋转中轴的旋转中 心。心。 18 3 3）根据冷却方式不同）根据冷却方式不同 (1)(1)、水冷、水冷 (2)(2)、风冷、风冷 19 4 4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）整体式气缸体和镶嵌式气缸体 (1)(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 (2)(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气

12、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。 20 4.气缸磨损的规律与原因 (1)一般会磨成上大、下小倒锥形，磨损原因如下。 润滑不良造成磨损：发动机工作时气缸上部润滑条件较 差，这是因为润滑油不易喷到气缸壁上部，而其上部温度 又高，使进入气缸的润滑油粘度下降不能形成良好油膜， 甚至可能被烧掉，实验证明当温度超过 250时，完整的 油膜很难形成，而接近燃烧室的气缸壁，工作油温度高达 350。 上一页

13、下一页返回 任务一机体组的构造及检修 另外进入气缸的可燃混合气中细小粒，不断冲刷缸壁也破 坏了油膜，使气缸上部活塞环形成干摩擦或半干摩擦，加 剧了气缸磨损。 高压造成的机械磨损：发动机工作时活塞环在自身弹力 和气体压力作用下，压在气缸壁上，当活塞在气缸中往复 运动时，活塞环与气缸壁相对运动而产生摩擦磨损，程度 取决于活塞环作用在气缸壁上正压力的大小。正压力越大， 润滑油膜的形成和保持越难，机械磨损越严重。在做功冲 程中，活塞下行气缸容积增大，这个压力将随之降低，这 样气缸磨损不均匀形状呈上大、下小的倒锥形。 (2)最前端 1缸和最后端 4，6缸，磨损大于其他缸，原因如 下。 由于温度造成的酸腐

14、蚀 1缸，4，6缸散热条件好，温度 低于其他缸，易造成酸性磨损。 上一页 下一页返回 任务一机体组的构造及检修 1缸和 4，6缸，受惯性力影响，是负荷输出端，所以磨 损大于其他缸，且径向磨损大于轴向，形成椭圆形。 (3)径向小于轴向的椭圆形。 发动机做功冲程，连杆下行会对气缸产生一个侧向冲击， 加大了主推力面磨损；在压缩冲程时，也会有一个侧向力， 产生同样侧向冲击，也加大了磨损，不过小于做功冲程， 这样就会磨成径向小于轴向的椭圆形。 (4)腰鼓形。由于吸入尘土之类的杂质，中间的磨损速度最 快，形成腰鼓形。 二、油底壳 1.功用 油底壳用于储存和冷却机油并封闭曲轴箱。 上一页 下一页返回 五、油

15、底壳五、油底壳 1).1).功用：功用：贮存和冷却机油并封贮存和冷却机油并封 闭曲轴箱。闭曲轴箱。 2).2).构造：构造： （1 1）用薄钢板冲压而成。）用薄钢板冲压而成。 （2 2）内部设有稳油挡板，以防）内部设有稳油挡板，以防 止汽车振动时油底壳油面产生较止汽车振动时油底壳油面产生较 大的波动。大的波动。 （3 3）最低处有放油塞）最低处有放油塞( (磁性磁性) ) （4 4）曲轴箱与油底壳之间有密）曲轴箱与油底壳之间有密 封衬垫。封衬垫。 24 六、气缸套六、气缸套 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 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

16、用价廉的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。好材料。 25 性能如性能如 何？何？ 1 1、干缸套和湿缸套、干缸套和湿缸套 名称名称特点特点示意图示意图 干缸套干缸套 外壁不直接与冷却水接触。外壁不直接与冷却水接触。 1 1）壁厚较薄（）壁厚较薄（1mm1mm3mm3mm）；）； 2 2） 与刚体承孔过盈配合；与刚体承孔过盈配合； 3 3） 不易漏水漏气不易漏水漏气。 湿缸套湿缸套 外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。 1 1

17、）壁厚较厚（）壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；）； 2 2） 散热效果好；散热效果好； 3 3） 易漏水漏气；易漏水漏气； 4 4） 易穴蚀。易穴蚀。 强度和刚强度和刚 度都较好，度都较好， 加工复杂，加工复杂， 拆装不便，拆装不便， 散热不良。散热不良。 散热良好、冷却散热良好、冷却 均匀、加工容易。均匀、加工容易。 强度和刚度不如强度和刚度不如 干缸套，易漏水。干缸套，易漏水。 26 2. 2.型式型式 （1 1）干式缸套）干式缸套13mm13mm 定义：定义：其外表面不直接与冷却水接触。其外表面不直接与冷却水接触。 特点：特点： 1) 1)壁厚较薄（壁厚较薄（1mm1mm3mm3m

18、m）；）； 2) 2)与缸体承孔过盈配合；与缸体承孔过盈配合； 3) 3)不易漏水漏气。不易漏水漏气。 13mm 27 （2 2）湿式缸套）湿式缸套 定义：定义：其外表面直接与冷却水接其外表面直接与冷却水接 触。触。 特点：特点： 1) 1)壁厚较厚（壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；）； 2) 2)散热效果好；散热效果好； 3) 3)易漏水漏气；易漏水漏气； 4) 4)易穴蚀易穴蚀 59m m 0.050.15mm 28 定位：定位： 1 1）径向：）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体靠上下两个凸出的、与气缸体 间为动配合的圆环带间为动配合的圆环带A A和和B B。 2 2）轴向：）轴向：

19、利用缸套上部凸缘与缸体相应利用缸套上部凸缘与缸体相应 的台阶。的台阶。 0.050.15mm A B 29 密封：密封： 上部：上部：缸套顶面高出缸体缸套顶面高出缸体0.05mm0.05mm0.15mm0.15mm， 当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合 处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力。处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力。 下部：下部：1 13 3个耐热耐油的橡胶密封圈。个耐热耐油的橡胶密封圈。 0.050.15m m 30 2 2、气缸盖与燃烧室、气缸盖与燃烧室 1)1)、气缸盖、气缸盖（汽油机多为整体式；柴油机多为分开式）（汽油机多为整体

20、式；柴油机多为分开式） 功用：功用：密封气缸的上部，与密封气缸的上部，与 活塞、气缸等共同构成燃活塞、气缸等共同构成燃 烧室。烧室。 工作条件：由于接触温工作条件：由于接触温 度很高的燃气，所以承受度很高的燃气，所以承受 的热负荷很大。的热负荷很大。 材料：材料：灰铸铁或合金铸铁，灰铸铁或合金铸铁， 铝合金。铝合金。气缸盖上有冷却气缸盖上有冷却 水套、燃烧室、水套、燃烧室、 进排气门道、气门导管孔进排气门道、气门导管孔 和进排气门座、火花塞孔和进排气门座、火花塞孔 （汽油机）或喷油器座孔（汽油机）或喷油器座孔。 31 2 2）、汽油机燃烧室）、汽油机燃烧室 要求：要求：结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良 好的涡流运动好的涡流运动 类型：类型： 名称名称 特点特点示意图示意图应用应用 半球形半球形 结构紧凑、排气效果结构紧凑、排气效果 好火焰行程短、燃烧好火焰行程短、燃烧 速率高、热损失小、速率高