第二章：曲柄连杆机构

1、课程内容课程内容 第二章：曲柄连杆机构 第二章：曲柄连杆机构第二章：曲柄连杆机构l 【知识目标】 1熟悉曲柄连杆机构的功用与组成。 2熟悉曲柄连杆机构各组成零件的结构特点。 3能够对曲柄连杆机构各零件进行正确的检验与维修。 4能够对曲柄连杆机构进行正确拆装。课题纲目课题纲目1.概述概述2. 机体组机体组3. 活塞连杆组活塞连杆组4. 曲轴飞轮组曲轴飞轮组2.1 2.1 概述概述l 2.1 概述 一、组成: 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组2.1 2.1 概述概述二、功用： 将气缸内气体作用在活塞上的力转变为曲轴的旋转力矩，从而输出动力。2.2 2.2 机体组机体组l 2.2 机体组组成： 缸体、

2、缸盖、缸垫一、汽缸体 功用：是发动机安装的基体 。组成：缸体、上曲轴箱、水套、缸套、油道等 2.2 2.2 机体组机体组a、气缸体的结构形式气缸:活塞在其内部往复直线运动的圆柱形空腔。气缸体：多个气缸组成一体。 排列形式:直列式、V型、卧式 2.2 2.2 机体组机体组 一般式一般式龙门式龙门式隧道式隧道式b、气缸的排列形式有：一般式、龙门式、隧道式2.2 2.2 机体组机体组c、气缸套气缸套：镶在气缸内用于提高气缸耐磨性的薄壁圆筒。类型：干式和湿式 。干式缸套：不与冷却水接触，与缸体过盈配合。湿式缸套：与冷却水接触，与缸体间隙配合。注意：注意：有些发动机无缸套！有些发动机无缸套！2.2 2.

3、2 机体组机体组二、 汽缸盖a、 气缸盖的构造功用：封闭气缸体上部，并与活塞顶构成燃烧室。 组成：燃烧室、气门座、气门导管孔、气道、摇臂轴安装座或凸轮轴安装座孔、油道、水套、火花塞或喷油器安装座孔等。 类型：整体式和分开式。b、 燃烧室的形状 常用的汽油机燃烧室的形状： 楔形、半球形、浴盆形、多球形、篷形2.2 2.2 机体组机体组2.2 2.2 机体组机体组盆形1.结构简单、紧凑2.火焰传距离短，不易爆燃。3.充气性能受影响契形1.结构简单、紧凑2.进气涡流好3.气门较大，进气性好4.个别部位燃烧不良半球形1.结构更紧凑，火焰行程短，散热少，不易爆震2.有利于燃烧，排放好3.便于使用大气门、

4、多气门4.低速大负荷时燃烧受影响，结构复杂2.2 2.2 机体组机体组c、 汽缸盖的安装 缸盖的拆装注意：缸盖螺栓拆装顺序和拧紧力矩 缸盖螺栓按顺序分缸盖螺栓按顺序分34次逐渐拧紧或拧松次逐渐拧紧或拧松2.2 2.2 机体组机体组三、汽缸衬垫 气缸垫 作用：密封气缸 结构形式 金属-石棉垫 复合式 低碳钢2.2 2.2 机体组机体组四、油底壳功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。构造：（1）用薄钢板冲压而 成。 (2)内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油 面产生较大的波动。 (3)最低处有放油塞(磁性)。 (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。 2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组l 2.3

5、 活塞连杆组 作用: 将气体力传给曲轴 组成: 1.活塞 2.活塞环 3.连杆 4.活塞销 5.活塞销锁 6.轴瓦2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组一、活塞作用: 构成燃烧室 承压 传力 密封 散热2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组a、活塞的结构 分为： 顶部 头部 裙部2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组(1)、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部强凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、度高，起导向作用、有利于改善换气过程。有利于改善换气过程

6、。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组（2）活塞头部 位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气环槽气环槽油环槽油环槽活塞活塞销孔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。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组(3）活塞裙部1)位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。2)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。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组（4）活塞的变形及采取的相应措施A、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组B、变形规律（1）活塞的

7、热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；（3）裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组C.结构措施（1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组（2） 活塞裙部制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。销座处凹陷0.5mm1.0mm。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组（3） 裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开)2.3

8、 2.3 活塞连杆组活塞连杆组（4）偏置销座1、定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm2mm。2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。 2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组

9、二、 活塞环 活塞环的类型与功用类型：气环和油环。气环功用：防止漏气和窜油。油环的功用：刮油、布油。活塞环的构造气环：有开口、有弹性的金属环。一般装23道气环。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组气环的类型：气环的类型：断面形状不同断面形状不同1、活塞环的构造2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组 2、活塞环的构造油环：分整体式和组合式两种。组合式油环组合式油环：2个刮油钢片和个刮油钢片和1个衬簧组成个衬簧组成整体式油环整体式油环：有开口、有弹性、开有泄油槽有开口、有弹性、开有泄油槽的金属环的金属环2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组三、活塞销 1活塞销的构造功用：连接活塞与连杆，并将活塞承受的

10、气体压力传给连杆。 构造：空心管状，外表面为圆柱形，内孔形状有圆柱形、截锥形和组合形。圆柱形加工简单，但圆柱形加工简单，但是较重；截锥形加工是较重；截锥形加工比较复杂，但是有利比较复杂，但是有利于减少活塞销的质量；于减少活塞销的质量；组合形性能介于两者组合形性能介于两者之间。之间。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组 -连接方式：半浮式和全浮式半浮式连半浮式连接：接：销与销与座孔间隙座孔间隙配合，销配合，销与连杆小与连杆小头过盈配头过盈配合。合。全浮式连接：全浮式连接：销与连销与连杆小头和座孔均为间杆小头和座孔均为间隙配合。隙配合。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组全浮式连接：全浮式连接：有

11、活塞销卡环和连杆衬套。有活塞销卡环和连杆衬套。半浮式连接：半浮式连接：无无活塞销卡环和连杆衬套。活塞销卡环和连杆衬套。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组四、 连杆组 1、功用将活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组2、结构特点小头：活塞销或衬套座孔。杆身：“工”字形断面。大头：分开式连杆轴承座孔。2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组3、连杆大头切口与定位切口类型：平切口、斜切口。定位方式：平切口用螺栓定位，斜切口用锯齿、定位套、定位销、止口定位。斜切口连杆大斜切口连杆大头的定位头的定位2.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组4、连

12、杆轴承（俗称小瓦）1.作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2. 组成：由钢背和减磨层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢制成。减磨层为0.3mm0.7mm的减磨合金，层质较软能保护轴颈。 连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组l 2.4 曲轴飞轮组起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦扭转减振器扭转减振器飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组一、曲轴 曲轴的功用和基本组成功用：将连杆传来的力变为力矩通过飞轮输出，还用来驱动附件（水泵、发电机

13、、压缩机等）。基本组成：前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重和后端凸缘、油道等。用以安装用以安装水泵带轮、水泵带轮、正时带轮、正时带轮、起动爪等。起动爪等。用以用以安装安装飞轮飞轮2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴的构造1曲轴的功用和基本组成曲轴轴颈两端的过渡曲轴轴颈两端的过渡圆角圆角曲拐：曲拐：1个连杆轴颈和其两端的个连杆轴颈和其两端的2个主轴颈个主轴颈曲轴上的平衡重，一般曲轴上的平衡重，一般设置在连杆轴颈相对位设置在连杆轴颈相对位置。置。2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组2曲轴的支撑形式非全支撑曲轴：非全支撑曲轴：主轴颈数等于或少主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。于连杆轴颈数。

14、全支撑曲轴：全支撑曲轴：主轴颈数多于（多主轴颈数多于（多1）连杆）连杆轴颈数。轴颈数。3连杆轴颈的布置常见发动机连杆轴颈的布置：2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组直列六缸机连杆轴颈布置直列六缸机连杆轴颈布置作功顺序：作功顺序：1-5-3-6-2-42.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组4曲轴的轴向定位第一道主轴颈位置，用整体式止推垫片定位，用挡油盘和油封防止漏油。整体式止推垫片整体式止推垫片定位定位5、曲轴的轴向定位其它主轴颈位置，用分开式止推垫片或翻边轴承定位。2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组分开式止推垫片分开式止推垫片翻边轴承翻边轴承二、扭转减振器功

15、用：消减曲轴的扭转振动。安装位置：曲轴前端。类型：橡胶式、摩擦式、硅油式等，常用橡胶式。2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组橡胶式扭转减振器橡胶式扭转减振器皮带轮作皮带轮作惯性盘的惯性盘的橡胶式扭橡胶式扭转减振器转减振器2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组三、飞轮 飞轮的构造外缘较厚 、中间较薄。装有起动用的齿圈 。与曲轴间用定位销或不对称螺栓孔来确定安装位置。有点火正时标记。飞轮飞轮飞轮上的点火正时标记飞轮上的点火正时标记2.4 2.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组四、平衡轴 功用：平衡曲柄连杆机构惯性力，减轻发动机振动。 组成：平衡轴、轴承、传动装置等。 类型：单平衡轴和双平衡轴两种。单平衡轴系统单平衡轴系统课后小结课后小结1、着重分析了发动机的气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫的构造特点和安装要求。2、介绍了活塞环的类型、特点，分析了活塞环的密封原理。活塞销的功用、连接方式和定位方法，介绍了连杆机构的组成、工作条件，分析连杆大头常用的定位方式以及连杆轴承的结构特点作业与思考作业与思考本章课后思考题：1.曲柄连杆机构由哪些机件组成？2.汽缸体按其结构形式分有哪几种？3.什么叫干式缸套和湿式缸套？4.汽缸盖有何作用？它与汽缸体在安装结合时有什么要求？5.汽油机燃烧室有那几种？这种燃烧室有何特点？6.活塞有何作用？活塞的顶部有那几种形状？各有何特点？7.