第二章 曲轴连杆机构

1、1第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构机体组机体组 活塞连杆组活塞连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组概述概述 22.1 2.1 概概 述述 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复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。变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 1 1、机体组、机体组 2 2、活塞连杆组、活塞连杆组 3 3、曲轴飞轮组、曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用二、组成二、组成3多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 43.2 3.2 机机 体体 组组机体

2、组组成：机体组组成：曲轴箱曲轴箱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气缸体气缸体气缸盖罩气缸盖罩5一、气缸体一、气缸体1 1、气缸体、气缸体: :作用：发动机的基体和骨架，安装零件作用：发动机的基体和骨架，安装零件要求：要求：v具有足够的强度和刚度具有足够的强度和刚度( (承受高温高压的气体作用力承受高温高压的气体作用力) )v气缸体结构紧凑、重量较轻气缸体结构紧凑、重量较轻( (减轻发动机的整体重量减轻发动机的整体重量) )水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱曲轴箱6 2 2、气缸体分类、气缸体

3、分类（1 1）根据冷却方式不同分）根据冷却方式不同分：水冷、风冷水冷、风冷散热片散热片冷却水冷却水7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度度油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心旋转中心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一般式龙门式隧道式8名名 称称性性 能能应应 用用一般式一般式机体高度小、重量轻、机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。卸。刚度和强度差。中小型发动机。中小型发动机。夏利、富康

4、、夏利、富康、北京北京BJ492QBJ492Q龙门式龙门式强度和刚度较好。工艺强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工性差、结构笨重、加工困难。困难。捷达轿车、富捷达轿车、富康轿车、桑塔康轿车、桑塔纳轿车纳轿车隧道式隧道式结构紧凑、刚度和强度结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。曲轴拆卸不方便。采用滚动轴承采用滚动轴承的负荷较大的的负荷较大的柴油机上柴油机上 。性能与应用比较性能与应用比较9（3 3）根据气缸的排列方式）根据气缸的排列方式结构简单、加结构简单、加工容易，但发工容易，但发动机长度和高动机长度和高度较大。度较大。缩短了机体的缩短了机体的长度

5、和高度，长度和高度，增加了刚度，增加了刚度，减轻了发动机减轻了发动机重量；但宽度重量；但宽度增加，形状复增加，形状复杂，加工困难。杂，加工困难。高度小，总高度小，总体布置方便。体布置方便。10单列式：单列式：一般一般6 6缸以下的发动机采用直列式，如解缸以下的发动机采用直列式，如解放放CA1091CA1091型、型、CA1040CA1040型、红旗型、红旗CA7220CA7220型和型和北京北京BJ2023BJ2023型等型等V V型：一般用于型：一般用于6 6缸以上的大功率发动机缸以上的大功率发动机对置式：适用于摩托车及发动机中置的对置式：适用于摩托车及发动机中置的大客车大客车111213n

6、气缸：气缸：v作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。空腔。v要求：工作面须耐高温、高压、耐磨损和耐化要求：工作面须耐高温、高压、耐磨损和耐化学腐蚀学腐蚀n气缸套：气缸套：提高气缸的耐磨性：提高气缸的耐磨性：(1)(1)采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理( (表表面淬火、镀铬面淬火、镀铬)-)-成本高成本高(2)(2)气缸套气缸套( (铝合金气缸体铝合金气缸体) )：使用寿命长、耐磨：使用寿命长、耐磨 性好、检修方便及费用低性好、检修方便及费用低14（4 4）干式气缸套和湿式气缸套）干式气缸套和湿式气缸套名称名

7、称特特 点点示意图示意图干缸套干缸套外壁外壁不直接不直接与冷却水与冷却水接触。壁厚接触。壁厚1 13 3mmmm。湿缸套湿缸套外壁外壁直接直接与冷却水接与冷却水接触。壁厚触。壁厚5 59 9mmmm。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、散热良好、冷却均匀、冷却均匀、易制造、易制造、易拆卸。易拆卸。 强度和刚强度和刚度不如干度不如干缸套，易缸套，易漏水、漏漏水、漏气气广泛应用广泛应用于汽车柴于汽车柴油机上。油机上。15三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩功用：功用：密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃

8、烧室。密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。 材料：材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比工作条件：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。由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。1 1、气缸盖、气缸盖16分类分类：v整体式：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较整体式：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较 轻，一般采用整体式气缸盖轻，一般采用整体式气缸盖v分开式：功率较大、缸径较大的柴油机多采用分开式：功率较大、缸径较大的柴油机多采用分开式气缸盖，即一缸、二缸或三

9、缸一盖。分开式气缸盖，即一缸、二缸或三缸一盖。优点：制造和维修方便、减小变形对密封的影响优点：制造和维修方便、减小变形对密封的影响结构结构： 内有与气缸体相通的冷切水套、燃烧室、火花内有与气缸体相通的冷切水套、燃烧室、火花塞座孔塞座孔( (汽油机汽油机) )或喷油器座孔或喷油器座孔( (柴油机柴油机) )、进排、进排气道气道17气缸垫气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。的密封，防止漏气，漏水和漏油。气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞2 2、气缸盖罩和气缸垫、气缸盖罩和气缸垫18n气缸垫：气缸垫：(1)(1)作用

10、：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证作用：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证燃烧室不漏气。燃烧室不漏气。(2)(2)要求：要求：v在高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不在高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏。宜损坏。v耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷切液的作用下不烧损、不变质力的机油和冷切液的作用下不烧损、不变质v具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及发动机工作时反复出现的变形，以不平度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封。保证密封。v拆装方便，能重复使用，寿命长拆装方便

11、，能重复使用，寿命长19(3)(3)材料：材料：v金属金属石棉气缸垫石棉气缸垫v纯金属气缸垫纯金属气缸垫: :由单层或多层金属片制成由单层或多层金属片制成 国外有些发动机开始使用耐热密封胶取代传统国外有些发动机开始使用耐热密封胶取代传统的气缸垫，要求气缸盖和气缸体的接合面有更的气缸垫，要求气缸盖和气缸体的接合面有更高的加工精度高的加工精度气缸盖罩：起封闭和防尘作用。由薄钢板冲压气缸盖罩：起封闭和防尘作用。由薄钢板冲压而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口213 3、燃烧室、燃烧室 形状对发动机的工作影响很大形状对发动机的工作影响很大(1)(1)要求：要求：v结构尽

12、可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损结构尽可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损失及缩短火焰行程失及缩短火焰行程v使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧充分燃烧(2)(2)形状分类形状分类22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最紧凑、火焰行程结构最紧凑、火焰行程段、燃烧速率高、热损段、燃烧速率高、热损失小、热效率高。但配失小、热效率高。但配气机构复杂气机构复杂桑塔纳桑塔纳 夏利夏利 富康富康楔形楔形结构简单、紧凑、散热结构简单、紧凑、散热面积小、热

13、损失少；火面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长火焰传播距离长切诺基切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、便工艺性好、成本低、便于维修、进排气效果不于维修、进排气效果不如半球形燃烧室如半球形燃烧室捷达捷达 奥迪奥迪23汽油机燃烧室形状汽油机燃烧室形状24三、油底壳三、油底壳1 1、概念：、概念： 贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。2 2、使用特点：、使用特点： (1)设有挡油板设有挡油板减轻油面的波动。减轻油面的波动。(2)油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，

14、以吸附润滑油中的金属屑，减少发有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损动机的磨损、3 3、材料：、材料： (1)(1)薄钢板冲压薄钢板冲压 (2)(2)采用带有散热肋片采用带有散热肋片的铝合金铸造而成的轻金属油底壳的铝合金铸造而成的轻金属油底壳3 32526四、发动机的支承：四、发动机的支承：1 1、三点支承：可布置成一前两后或二前一后。、三点支承：可布置成一前两后或二前一后。2 2、四点支承：前后各有两个支承点。、四点支承：前后各有两个支承点。273.3 3.3 活塞连杆组活塞连杆组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28点此观

15、看活塞连杆组的录像点此观看活塞连杆组的录像291 1、功用：、功用：(1)(1)承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转(2)(2)与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室 2 2、工作环境：、工作环境：高温、散热及润滑条件差；顶部工作温度高达高温、散热及润滑条件差；顶部工作温度高达600600700K700K，且分布不均匀；高速，线速度达到，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s10m/s， 承承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3 35MPa5MPa（汽油机）（汽油机）的压力，使之变

16、形，破坏配合联结。的压力，使之变形，破坏配合联结。3 3、要求、要求活塞应具活塞应具备的特点备的特点 A A 刚度和强度应足够大，传力可靠。刚度和强度应足够大，传力可靠。 B B 良好的导热性和合理的热膨胀性，以便有合理良好的导热性和合理的热膨胀性，以便有合理的安装间隙，耐高压、高温、磨损的安装间隙，耐高压、高温、磨损 C C 质量较小，尽可能减少往复惯性力质量较小，尽可能减少往复惯性力 D D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙耐热的活塞顶及弹性的活塞裙 E E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数一、活一、活 塞塞30n3 3、材料：、材料：(1)(1)汽油机：汽油机： 铝

17、硅合金，硅的成分越多，热铝硅合金，硅的成分越多，热膨胀系数越小，磨损越小，但制造工艺性膨胀系数越小，磨损越小，但制造工艺性较差。较差。(2)(2)柴油机：合金铸铁和耐热钢制造柴油机：合金铸铁和耐热钢制造( (热、机热、机械负荷大械负荷大) )314 4、结构、结构 顶部：顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力。受气体压力。头部头部: :安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚。较厚。 裙部：裙部：导向，传力。承受侧压导向，传力。承受侧压力销座孔处制有加强筋。力销座孔处制有加强筋。 32（1）活塞顶部）活塞顶部功用：功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压

18、力。受气体压力。结构简单、制造容结构简单、制造容易、散热面积小、易、散热面积小、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、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。常用于二气过程。常用于二冲程汽油机冲程汽油机凹坑的形状、位置必凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气须有利于可燃混合气的形成与燃烧；提高的形成与燃烧；提高压缩比，防止碰气门。压缩比，防止碰气门。33头部头部（2 2）活塞头部）活塞头部位置：位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶

19、部远些。顶部远些。1 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。4 4、承受气体压力，并通过活塞销传给连杆。、承受气体压力，并通过活塞销传给连杆。作用：作用：34（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：位置：活塞环槽以下的所有部分，包括销座孔。活塞环槽以下的所有部分，包括销座孔。 作用：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，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。防治破坏油

20、膜。裙裙部部35活活塞塞裙裙部部的的椭椭圆圆变变形形演演示示36（1 1）预先做成阶梯形、锥形）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。阶梯形、锥形。 5 5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞

21、是通常采取下列封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：结构措施：（2 2）预先做成椭圆形。将销座外端面在铸造时凹陷）预先做成椭圆形。将销座外端面在铸造时凹陷0.5-1mm0.5-1mm，或截去一小，或截去一小部分。部分。 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。趋近正圆。37（3 3）活塞裙部开槽）活塞裙部开槽横向绝热槽横向绝热槽减少活塞头的热量向裙部扩散减少活塞头的热量向裙部扩散有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地留有膨胀余地活塞强度降低活塞强度降低绝热槽绝热槽膨胀

22、槽膨胀槽38（4 4）采用双金属活塞：）采用双金属活塞：为了减小铝合金活塞裙为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或油机活塞在活塞裙部或销座内铸入或嵌入膨胀销座内铸入或嵌入膨胀系数低的钢片。系数低的钢片。 恒范钢片式活塞的恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍由于恒范钢为含镍33%33%36%36%的低碳铁镍合的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝金，其膨胀系数仅为铝合金的合金的1/101/10，而销座通，而销座通过恒范钢片与裙部相连，过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变牵制了裙部的热膨胀变形量。形量。396 6、活塞在

23、工作时的保护措施、活塞在工作时的保护措施（1 1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性； 主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。（2 2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向 时的敲击声，且使裙部减小磨损；时的敲击声，且使裙部减小磨损； 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的， 向作功行程中受主侧压力的一方偏移了向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1 12mm2mm。40（二）活

24、塞环（二）活塞环是具有弹性的开口环，分为是具有弹性的开口环，分为气环气环和和油环油环。 工作条件：工作条件： 高温、高压、高速、润滑条件差高温、高压、高速、润滑条件差( (第一道气环第一道气环) )。 平均寿命：平均寿命： 6 6万公里万公里材料：材料：合金铸铁或球墨铸铁合金铸铁或球墨铸铁注意点：注意点：1 1、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能入耐磨性能、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能入耐磨性能2 2、第一道气环、第一道气环( (承受压力最大承受压力最大) )：表面常镀上多孔性铬，硬度：表面常镀上多孔性铬，硬度高，能贮存少量的润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的高，能贮存少量的

25、润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的使用寿命。使用寿命。 41（1 1）气环）气环 作用：密封和传导热量作用：密封和传导热量保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部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。吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。切口切口气环气环42气环的密封原理：气环的密封原理：将将2 23 3道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。封气装置。气环的泵油原理：气环的泵油原理：动动态态演演示示点此观看录像点此观看录像43气环断面形状：气环断面形状：形状形状特点特点示意图示意图矩

26、形环矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应结构简单、制造方便、易于生产、应用面广用面广扭曲环扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲扭曲锥面环锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环梯形环 加工困难，精度要求高加工困难，精度要求高桶面环桶面环 外圆为凸圆弧形外圆为凸圆弧形44（2 2）油环）油环n作用：作用：v布油布油( (活塞上行活塞上行) )v刮油刮油v润滑油润滑油v密封密封( (辅助作用辅助作用) )45（2）油环种类普通油环组合式油环示意图刮油片轴向衬

27、环径向衬环刮油片46油环的刮油作用油环的刮油作用油环的刮油作用47（三）活塞销（三）活塞销作用：作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气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。体压力传递给连杆。要求：要求：具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量小。小。(在高温下，承受极大的周期性冲击载荷，在高温下，承受极大的周期性冲击载荷，润滑条件差润滑条件差)材料与工艺材料与工艺: :优质低碳钢，表面淬火、精磨。优质低碳钢，表面淬火、精磨。48构造：构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，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

28、组合形。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。活 塞 销圆柱形两段截锥与一段圆柱结合两段截锥形49连杆连杆活塞销活塞销全浮式：全浮式：活活塞销能在连塞销能在连杆衬套和活杆衬套和活塞销座中自塞销座中自由摆动，使由摆动，使磨损均匀。磨损均匀。半浮式：半浮式：活塞中部活塞中部与连杆小与连杆小头采用紧头采用紧固螺栓连固螺栓连接，活塞接，活塞销只能在销只能在两端销座两端销座内作自由内作自由摆动。多摆动。多用于小轿用于小轿车车形式形式: :全浮式（工作时自由转动）、半浮式。全浮式（工作时自由转动）、半浮式。50（四）连杆（四）连杆作用：作用：连接连接活塞活塞与与曲轴曲轴，并把活塞承受的气体压，并把活塞承受的气体

29、压力传给曲轴，使活塞的力传给曲轴，使活塞的往复往复运动变成曲轴的运动变成曲轴的旋旋转转运动。运动。连连杆杆组组件件分分解解图图连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头51要求要求：有足够的强度和刚度，质量要尽量小有足够的强度和刚度，质量要尽量小(承受各种交变载荷，而连杆本身又是一个较承受各种交变载荷，而连杆本身又是一个较长的杆件长的杆件)材料：一般采用中碳钢或中碳合金钢、少数用一般采用中碳钢或中碳合金钢、少数用球墨铸铁。球墨铸铁。 小型发动机的连杆，用高强度铝合金制小型发动机的连杆，用高强度铝合金制造。造。组成组成：连杆小头、杆身、大头：连杆小头、杆身、大头52连杆大头的连接形式连杆大头的连接

30、形式平切式平切式斜切式斜切式53连杆轴瓦连杆轴瓦54V V型发动机连杆的布置形式型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式553.4 3.4 曲轴飞轮组曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成一、曲轴飞轮组的组成起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮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曲轴曲轴56二、曲轴二、曲轴1 1、功用：、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输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。出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。2 2、工作条件：、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变

31、受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润载荷的冲击。因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润滑和耐磨性、较高的动平衡精度滑和耐磨性、较高的动平衡精度57 3 3、结构：、结构：前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲柄曲柄58曲拐数决定因素：曲拐数决定因素：1 1、发动机的气缸数、发动机的气缸数2 2、发动机的排列方式、发动机的排列方式故：故：1 1、直列发动机的曲拐数等于气缸数、直列发动机的曲拐数等于气缸数2 2、V V型

32、和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半型和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半594 4、材料：、材料：中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。5 5、分类：、分类：整体式（常用）整体式（常用） 组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和 以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）6 6、组成：、组成：（1 1）主轴颈）主轴颈相邻两个曲拐间都设置一个主轴颈的曲轴相邻两个曲拐间都设置一个主轴颈的曲轴全支承：全支承：非全支承：非全支承：用于支撑曲轴。按曲轴主轴颈的数目用于支撑曲轴。按曲轴

33、主轴颈的数目可分为：可分为：否则否则60n全支承曲轴：全支承曲轴：(1)(1)直列式：主轴颈数比气缸数多一个；直列式：主轴颈数比气缸数多一个；V V型：主轴颈数比气缸数的一半多一个。型：主轴颈数比气缸数的一半多一个。(2)(2)特点：刚度较好、负荷相对较小，但曲轴和特点：刚度较好、负荷相对较小，但曲轴和发动机机体长度增加发动机机体长度增加(3)(3)应用：多用于柴油机和负荷较大的汽油机应用：多用于柴油机和负荷较大的汽油机n非全支承曲轴非全支承曲轴特点：长度短，结构和制造工艺简单特点：长度短，结构和制造工艺简单应用：中小负荷的汽油机应用：中小负荷的汽油机61（2 2）连杆轴颈）连杆轴颈( (曲柄

34、销曲柄销) )（3 3）曲柄）曲柄曲轴臂，用于曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆连接主轴颈和连杆轴颈轴颈（4 4）平衡块）平衡块平衡离心力偶平衡离心力偶减轻或消除弯曲减轻或消除弯曲变形变形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安装连杆大头安装连杆大头中空连杆轴径平衡重平衡重曲柄曲柄62（5 5）前端轴和后端轴）前端轴和后端轴前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）1. . 2止推轴承止推轴承3. .止推片止推片4. .正时齿轮正时齿轮5. .甩油盘甩油盘6. .油封油封7. .皮带轮皮带轮8. .起动爪起动爪曲轴的前端7两止推两止推轴承轴承白金合面相背白金合面相背曲轴向

35、前移曲轴向前移动，后止推轴承动，后止推轴承与曲轴臂端面摩与曲轴臂端面摩擦；轴向后移动，擦；轴向后移动，前止推轴承与正前止推轴承与正时齿轮端面摩擦。时齿轮端面摩擦。418632563后端轴：安装飞轮后端轴：安装飞轮前后端轴都设有防漏装置：前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。挡油盘、回油螺纹、油封等。曲轴后端回油螺纹64（6 6）曲轴的轴向限位）曲轴的轴向限位通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。轴承来实现的（翻边轴瓦）。主轴颈主轴颈止推垫片止推垫片止推垫片止推垫片连杆轴颈连杆轴颈主轴承盖主轴承盖65三、曲拐的布

36、置三、曲拐的布置1 1） 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。平稳。 2 2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动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。机的前半部和后半部交替进行。 比如：比如：四缸机：四缸机：1-3-4-21-3-4-2或或1-2-4-31-2-4-3 六缸机：六缸机：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4； 3 3） V V型发动机左右气缸尽量交替作功。型发动机左右气缸尽量交替作功。 4 4） 曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。衡

37、性好。（1 1）一般规律）一般规律66（2 2）常见曲轴曲拐的布置）常见曲轴曲拐的布置对缸数为对缸数为i i的发动机而言，其发火顺序为：的发动机而言，其发火顺序为： 四行程：四行程：720720/i/i 二行程：二行程：360360/i/i 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置点火顺序：点火顺序：各缸完成同名行程的次序。各缸完成同名行程的次序。曲轴转角曲轴转角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压1 13 34 42 267四缸四行程发动

38、机的曲拐布置四缸四行程发动机的曲拐布置68直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置曲轴转角曲轴转角（度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排进进压压进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功69六缸四行程发动机的曲拐布置六缸四行程发动机的曲拐布置70八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车SV100SV100型发动机）型发动机）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-