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文档简介

1、第二章 曲柄连杆机构 第一节 概述.1.曲柄连杆机构的运动分析曲柄连杆机构的主要零件 机体组活塞连杆组曲轴飞轮组曲柄连杆机构的任务条件:高温,高压,高速和化学腐蚀。曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机的主要任务机构,而且还是热功转换的主要机构,它接受燃料熄灭时产生的气膂力,并将其传给曲轴对外输出做功,同时将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。 . 上止点 中间 下止点 加速度变化 j=jmax 0 j=-jmax 速度变化 0 v=vmax 0运动学分析:普通假设:活塞作往复直线运动 连杆作复杂的平面运动 曲轴作匀速旋转运动定值加速度:j=2r(cos+cos2) = r /l 连杆比; r曲柄半径

2、; l连杆长度; 曲柄转角与y轴正相夹角.位移:xr1sin2cos/2速度:v= r sin sin2/2 右图:活塞位移,速度与加速度随曲轴转角的变化关系.活塞由中间向上行: 增大 上止点 减小 反向增大 下止点 反向减小 j=0 jmax j=0 jmax j=0作用在活塞上的力:气膂力,往复惯性力 j=r2cos一级加速度一级往复惯性力 j=r2cos2二级加速度二级往复惯性力 .运动特点1曲轴根本做匀速运动,活塞的速度却不均匀。在上下止点处速度为零,在90稍前处和270 稍后处到达最大。即活塞从上止点向下止点运动和从下止点向上止点运动的约前半个行程是加速,后半个行程是减速。2由于活塞

3、运动速度的变化,导致加速度的变化,在速度为零处的加速度最大,而速度最大处的加速度为零。3加速度的变化,导致了惯性力的产生,使发动机产生冲击、振动和磨损,需采取相应平衡措施。.2.曲柄连杆机构的受力分析作用在曲柄连杆机构上的三个主要力 气膂力主要为燃气压力,往复惯性力和离心惯性力 气膂力 : 气缸内气体作用在活塞顶部的力 。紧缩冲程,气膂力是活塞的运动阻力;做功冲程那么为推进力。 气膂力做功紧缩上止点曲轴转角. Fp=Ap(p1-p2)Ap活塞顶在垂直于气缸中心线的平面上的投影面积m2 Ap=d2/4P1气缸中的气体压力实测而得P2曲轴箱中的气体压力非曲轴箱扫气那么为大气压 .如上图所示 Fp2

4、垂直于气缸轴线的力,称为侧压力。 (使活塞一侧面压向气缸壁,其在一个任务循环中大小和方向都不断变化,随活塞运动而在左右两侧间跳动) 由于在做功冲程中此力达最大,所以活塞左侧接受的侧压力较大 分析:在任务循环的任何行程中,气体作用力的大小都是随活塞的位移而变化的,再加上连杆左右摇摆,因此作用在缸套、活塞、活塞销和曲轴轴颈外表上的压力和作用点不断变化,呵斥各处磨损不均匀。.往复惯性力和离心力往复惯性力方向与加速度方向相反,前半行程朝上,后半行程向下活塞向下运动时 曲轴每转一圈,活塞在气缸上半部时, ; 活塞在气缸下半部时, 。 Fj=-m jj mj活塞组及连杆作往复运动部分大小、方向呈 的质量普

5、通等于连杆全重的20% 周期性变化 30% j活塞加速度 Fj沿气缸中心线作用在活塞销上,并经过连杆和曲轴传到内燃机机体和机架上,从而引起内燃机振动 。离心惯性力 Fc=-m j 2r大小恒定,方向由大头轴颈圆心指向外 Fc一直沿曲柄臂方向并垂直于曲轴轴线向外,此力主要由 接受 。往复惯性力总向上往复惯性力总向下曲轴主轴承. 总结:缸内气膂力作用活塞顶,同时也作用在缸盖上,大小相等,方向相反,所以在机体内平衡,不传到机体外。传到机体外部支承上的力有倾倒力矩和Fj、Fc 。 F=合力是Fp和Fj的合力 F = Fp + Fj = Fs + Fn Fs = Ft + Fk (令力,加速度和位移向下

6、为正,反之负;顺时针为正,反之负 . Fn:侧向力 Ft:切向力 Fs:连杆力 Fk:径向力 作平衡力Ft与Ft,使Ft与Ft构成力偶,力矩为M FnFkFFsFtFnFtFtMrFkFsFtMFnFnFFsM M= FnAO M= - M M = Ftr曲柄半径 Fn与Fn构成力偶,力矩M 力矩M经过曲轴对外输出做功,M作用在发动机机体上,并传给发动机支承,使机体向左或向右倾倒趋势,称为倾倒力矩所以发动机任务应紧固在机座上) .第二节 机体组 机体:气缸体,曲轴箱,油底壳 1.机体的构造方式:资料:灰铸铁 平分式:上曲轴箱底平面与曲轴中心线在同一平面上适用于汽油机分 普通式优:加工和曲轴拆装

7、方便,制造方便,质量轻,高度低;缺:刚度差 龙门式:上曲轴箱底平面低于曲轴中心线类 优:刚度强度较好,曲轴可在下方拆装,较方便,但工艺性较差,适用于柴油机和强化汽油机 隧道式:安装曲轴主轴承的孔没剖分支承刚性最好,便于安装滚动主轴承支承的组合曲轴,各缸主轴承孔同轴度易保证,制造方便,但质量大,高度高,拆装不便 特点:主轴承座孔尺寸应大于曲拐的外廓尺寸,才可安装曲拐:由主轴颈,曲柄和曲柄销组成P74图2-46 水冷:缸体与上曲轴箱连成一体冷却方式 灰铸铁 风冷:缸体与曲轴箱分开 铸铁或铸铝气缸体.1.气缸体作用:1、内孔: 1 构成气缸任务容积 2 活塞运动导向 2、外部 :1各机构和系统的装配

8、基体 2散热要求: 1、耐高温、高压 2、耐磨损 3、耐腐蚀 4、足够的刚度和强度资料和工艺: 1、资料 1气缸套:优质合金铸铁或合金钢 2气缸体:灰铸铁或铝合金 2、气缸任务外表制造工艺1精镗 改善磨合条件 2级加工精度 2珩磨网纹状 磨合时间短 防止拉缸. 气缸陈列方式: 直列式,V型,对置式 气缸:气缸体内用来引导活塞作往复运动的圆筒形空间气缸壁:气缸的内壁 因活塞与气缸壁在高温下作高速相对运动,光滑条件差,磨损严重。气缸壁磨损过度,活塞环与气缸壁间会失去密封性,燃气会漏入曲轴箱,使发动机性能恶化。因此对气缸资料,加工精度与外表粗糙度要求较高。整体式气缸无缸套:刚性好,不易发生水套漏水,

9、但铸造困难且耗材。 气缸套: 干式:不直接与冷却水接触,薄壁 =14mm ,过盈压配在气缸体内孔中。密封性好,刚度好,工艺性复杂,加工困难缺陷是: a 、制造本钱添加:气缸体内孔、缸套外圆亦需精加工,且薄壁缸套刚性差,加工装夹时易变形。 b、热负荷添加:缸套外圆与气缸体内孔实际上是完全接触,但加工误差使之不能够完全接触,因此散热面积小,影响缸套散热。 c、气缸体铸造工艺性差:水套封锁,去渣困难。气缸套气缸套水套气缸体.湿式:气缸体水套敞开,缸套与冷却水直接接触,壁厚 =59mm ,缸套下端带橡胶封水圈,气缸套外圆上大,下小由于气缸套下端带1-3道橡胶封水圈,且上端与气缸体内孔配合紧,下端配合松

10、,以方便推入气缸体内孔。 湿式缸套压配在气缸体内孔时,上部凸肩顶面高出气缸体顶面0.05-0.15 mm,这样紧固缸盖时,可将缸垫压得更紧,以密封燃气。湿式缸套优点是:气缸套冷却好;制造本钱低;气缸体铸造工艺性好。 缺陷是:气缸体刚性差,容易变形,易漏气、漏水;气缸套外圆外表易产生穴蚀景象。3.气缸盖与气缸衬垫 气缸盖:须有足够的刚度,冷却好 普通用铝合金或优质灰铸铁。功用:密封气缸上部,与活塞顶部和气缸壁一同构成熄灭室并构成供应系、进、排气系统及冷却系、光滑系的一部分对熄灭室的要求: 构造紧凑,外表积小减小热损失及缩短火焰行程 使紧缩终了具有一定涡流运动提高混合气熄灭速度,保证及时充分熄灭汽

11、油机熄灭室外形 楔形 构造简单紧凑,紧缩终了时能构成挤压涡流 浴盆形 构造简单不紧凑,能构成进气涡流 半球形 构造紧凑, 高,配气机构复杂 碗形 蓬形 0.050.15mm气缸套水套气缸体橡胶封水圈轴向定位径向定位径向定位.气缸盖气缸垫.气缸垫:足够强度,耐热,耐腐蚀,有弹性,拆装方便,寿命长 作用:是防止漏气漏油漏水资料与构造:1金属+石棉:石棉中间夹有金属丝或金属屑,且外覆铜皮或钢皮,水孔和熄灭室孔周围另用镶边加强,以防被高温燃气烧坏,具有很好的弹性和耐热性,能反复运用,但制造厚度均一性较差,运用时留意光滑面朝气缸体,否那么容易被燃气或冷却水冲坏2金属片:带凸纹,强度高,冲压 适用于增压等

12、强化发动机3.油底壳 功用:搜集和储存机油并封锁曲轴箱用于平分式或龙门式柴油机油底壳多用铸铁;汽油机油底壳多用钢板冲压油标尺有两道刻线,光滑油面应在两刻线之间,过高会耗油,过低导致光滑缺乏 油底壳外形决议于发动机的总体布置和机油容量,后部普通做得较深,以便发动机纵向倾斜时机油泵能吸到机油。油底壳内还设有挡油板,防止油面动摇太大,机油泵吸进气泡,供油不畅。油底壳底部装有磁性放油塞,以便吸附机油中的金属屑,减少发动机运动件磨损。4.发动机支承 三点支承 四点支承 低碳钢板铜板 铝板.气缸盖螺栓的拧紧次序 必需由中央对称地向周围扩展的顺序分几次进展,最后一次要用扭力扳手按工厂规定的数值拧紧。 目的:

13、一那么保证密封性,二那么防止损坏气缸垫,三那么保证紧缩比的一致性。 铝合金制成的气缸盖到最后必需在发动机冷态下拧紧,这样,发动机热起来时会添加密封性,由于铝合金气缸盖的热膨胀比钢螺栓的大; 铸铁气缸盖那么普通在发动机热车时最后拧紧,由于装配时拧紧的螺栓在发动机任务初始后不久会松弛。丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装卸顺序.第三节 活塞连杆组 1 活塞2 活塞环3 活塞销4 连杆5 连杆螺栓6 连杆盖7 连杆轴瓦.1.活塞 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成1.功用 : 把遭到的气膂力传给连杆,曲轴对外输出转矩 与气缸壁、气缸盖组成熄灭室2.任务条件 高的机械负荷 高的热负荷

14、高速往复运动,磨损猛烈 左右摆动、撞击 3.要求1活塞质量小 往复惯性力小2热膨胀系数小 冷态装配间隙小,减轻敲缸景象3导热性好 减轻热负荷,第一道环槽不易积碳, 活塞顶不易热裂4耐磨 环槽不易磨损,裙部不易磨损5耐高温 高温时机械强度不会下降太多6足够的刚度和强度 销座不会弯曲变形;活塞顶不会压碎.4.资料 共晶铝硅合金铸铝、锻铝 质量小,导热性好,线膨胀系数小 ,适用于普通发动机 ; 组合式:上半部用钢,下半部用铝合金,沉头螺栓衔接 刚度好,高温强度高;热膨胀系数低,装配间隙小;耐磨;质量居中;仅适用于极少数大功率强化柴油机5.工艺: 铸造;锻造;模锻6.构造特点由顶部、头部、裙部组成 顶

15、部:组成熄灭室,易热裂、压碎,要求加工应光洁,资料应阻热 活塞连杆组第1道气环第2道气环组合油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆盖连杆轴瓦.活塞构造 活塞销座活塞销活塞销卡环1活塞顶部2活塞头部3活塞裙部平顶:吸热面积小,制造工艺简单四冲程汽油机凸顶:刚性好、强度高,但吸热面积大,难加工二冲程汽油机,凸顶有利于扫气凹顶:普通适用于车用直喷式柴油机,如形、四角形、花瓣形熄灭室 但有的汽油机如桑塔纳2000GSI轿车AJR发动机的活塞顶是凹顶,主要为减少往复惯性质量,改善混合气构成和熄灭,有时可用来调理发动机的紧缩比。. 头部防漏部、环槽部油环槽以上部分主要作用:1 接受燃气压力,并传给连杆2 与活塞环

16、一同实现气缸的密封防止燃油漏入曲轴箱,阻止机油窜入 3 将活塞顶所吸收的热量经过活塞环传导给气缸体构造特点: 1活塞内腔呈流线型,由活塞顶的最小空径逐渐扩展,使活塞顶吸收的热量平均分摊给各道活塞环,防止第一道活塞环过热 2有的汽油机的活塞在第一道环槽上面,切出一道较环槽窄而宽的隔热槽,隔断传给第一道活塞环的热流通路,使热流方向折转 3热负荷较高的汽油机活塞普通在第一道环槽内镶铸耐热资料奥氏体铸铁制造的护圈,由于第一道环槽温度高,铝合金资料硬度大幅下降,易磨损,导致燃气走漏和窜机油 4四冲程汽油机普通2-3道气环,1道油环,最低一道油环槽内钻有许多径向小孔,气缸壁上多余机油刮下后,经小孔流回油底

17、壳.裙部导向部油环槽底面至活塞底端的外圆柱外表主要作用:1活塞往复直线运动导向 2接受侧压力发动机任务时活塞裙部的变形1机械变形:燃气压力作用在活塞顶上,导致销座弯曲变形;裙部挤压变形2热变形:销座附近金属堆积,受热后热膨胀量大a弯曲变形b挤压变形c销座热变形d裙部综合变形结论:机械变形和热变形均使得裙部断面变生长轴沿活塞销方向的椭圆.构造特点:1裙部横断面呈反椭圆形活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向2沿高度方向呈上小下大的圆锥形同一截面从上到下温度 3裙部次推力面侧开“T形槽或“ 形槽,次推力面侧开横向隔热直槽油环槽内,兼做泄油槽和纵向膨胀补偿斜槽防止拉伤气缸壁使其具有一定弹性 4销座附近裙部凹

18、陷0.51.0mm减少此处金属堆积,以减少热变形5双金属活塞销座内侧镶铸热膨胀系数极低的恒范钢片,牵制此处热变形6拖板式裙部活塞销座下方挖去大块金属,以减轻往复惯性质量,防止下止点时活塞裙部下端与曲轴平衡重相碰,并且可使裙部富有弹性,补偿热变形.冷态敲缸景象: 活塞装配时应留有间隙。冷态装配间隙假设无或过小,那么由于活塞任务时的机械变形和热变形时裙部直径增大,容易拉伤气缸壁又称拉缸,轻那么呵斥漏气、窜机油,重那么活塞卡死。 由于冷态装配间隙的存在。活塞任务时侧压力方向的交替变化,时而是活塞的次推力面侧贴紧气缸壁,时而是活塞的主推力面侧贴紧气缸壁,构成金属敲缸声,加剧裙部磨损。显然,发动机冷车时

19、敲缸景象严重。减轻冷态敲缸景象的主要构造措施: 1)活塞销偏置:偏向主推力面侧12mm,可使活塞越过上止点之前就完成推力面侧的换向,防止峰值压力时辰过渡,因此可以减轻敲缸景象,但添加了裙部尖角处的磨损,常见于汽油机。 2)减少冷态装配间隙:经过改良构造措施,制成反椭圆裙部断面,牵制裙部任务时的热变形,从而在保证活塞任务时不拉缸的前提下减小活塞配缸间隙,减轻发动机冷车敲缸景象。.2.活塞环分成气环和油环一作用:1、气环:1密封防止燃气漏入曲轴箱;是主要作用。 2传热将活塞头部吸收的70%80%的热量传导给气缸壁。2、油环:1光滑气缸壁上铺油膜 2刮油气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱 3辅助密封二任务

20、特点:1高温、高压、高速,光滑不良,磨损严重2交变的弯曲应力气缸壁沿高度方向有加工锥度,环有开口。三要求:1足够的强度、冲击韧性2耐高温第1道气环、耐磨四资料:1普通用合金铸铁,少数高速强化柴油机用钢片环以提高弹力和冲击韧性2第1道气环的任务外表普通都镀上多孔性铬硬度高,并能储存少量机油,以改善光滑条件3其他气环普通镀锡铸铝活塞或磷化锻铝活塞以改善磨合性能.五气环的密封机理第一密封面气环装入气缸时产生的初始弹力F1第二密封面燃气压力F2气环的切口端呈迷宫式布置减少漏气。1、第一密封面很重要,假设失效,那么第二密封面建立不起来,因此气环装入气缸时产生的初始弹力F1很重要。2、由书本64页图228

21、可知,第一道气环的初始弹力F1要求最小,随后的几道气环的初始弹力F1大小要求依次递增。气环的密封机理.六气环的构造特点:1切口外形:1直角切口:工艺性好,密封效果差2阶梯切口:密封好,工艺性差3斜切口:介于中间,但套装时尖角易折断4带防转销钉槽切口:方向不可装反,否那么,漏气量急剧添加2气环的断面外形:1矩形环:工艺最简单,导热性好,但存在“泵油景象矩形环的“泵油作用原了解释:活塞下行时,分两种情况:在进气行程中,由于环与缸壁的摩擦阻力以及环本身的惯性,环将靠紧环槽的上侧平面,缸壁上的机油就被刮入下边隙与背隙内;在膨胀作功行程中,燃气压力的作用大于摩擦阻力和惯性的影响,环被压紧在环槽的下侧平面

22、,下边隙与背隙内的机油上窜。活塞上行时,在摩擦阻力、惯性、缸内气体压力的作用下,环将靠紧在环槽的下侧平面,下边隙与背隙内的机油上窜。由于矩形环的“泵油作用,气缸壁上的机油将源源不断地上窜入活塞顶上熄灭室内烧掉,使排气管冒蓝烟。.2扭曲环:a正扭曲环:内圆上边缘切去部分金属或外圆下边缘切去部分金属b反扭曲环:内圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去部分金属扭曲环成因:活塞环装入气缸后,其外侧气缸壁的作用力F1与内侧环的弹力F2不在一条直线上,于是产生扭曲力矩M,从而使环的边缘与环槽的上下侧平面都接触,防止了因环在环槽内的上下窜动呵斥的“泵油景象。环的扭曲变形应使环的端面与气缸壁构成的楔形尖角向下。

23、活塞向上运动时,因“油楔作用使环悬浮于气缸壁,改善光滑,减少摩擦阻力;活塞向下运动时,向下刮油。但假设装反使尖角朝上,那么活塞向上运动时,向上刮油,机油耗费率剧增,排气冒蓝烟。扭曲环的优点:a密封性、磨合性好线接触b防止“泵油景象c构成油楔,改善光滑d提高刮油才干缺陷:a改动角不超越1,工艺性差b不可装反,否那么机油耗费率成倍添加,环上有朝上记号.3锥形环: 小锥角,不超越2,方向不可装反。优缺陷同扭曲环,但仍有“泵油景象。4梯形环: 侧压力方向的交替变化,使环槽间隙时而减小,时而增大,间隙中的结焦被挤出,防止环因粘结而折断,常做第一道气环。缺陷是环上、下两侧平面难以精磨,工艺性差,仍有“泵油

24、景象5桶面环:与气缸壁凸圆弧面接触优点: a活塞上下挪动时均能构成油楔作用,改善光滑b防止棱缘负荷,能很好顺应活塞的摆动及气缸外表c密封性改善缺陷:a工艺性差凸圆弧面难加工b仍有“泵油景象.七油环的构造特点:1油环置于最后一道环槽,背隙内气体压力极低,因此,油环置于气缸内时,必需具有较大的初始弹力2油环的断面外形如图,均分布假设干个中间泄油孔,设计重点在于提高与气缸壁的接触比压,以提高刮油才干3油环分为两种类型: 1普通槽孔式油环:合金铸铁,鼻形倒角 2组合钢片式油环:接触比压大,刮油才干强,泄油通路大,惯性质量小,但制造本钱高组合油环1-上刮片2-衬簧3-下刮片4-活塞.3.活塞销 一活塞销

25、1、作用:衔接活塞和连杆小头,并将活塞接受的气膂力传给连杆2、要求:1足够的刚度、强度 2外表耐磨,内部有较好的韧性和较高的疲劳强度 3质量小减少往复惯性力 3、资料与工艺: 普通为低碳钢或低碳合金钢,经外表渗碳或渗氮处置以提高心部冲击韧性和外表硬度,然后进展精磨和研磨4、构造特点:管状1等截面圆柱形:易加工,但质量大2两段截锥形:等强度梁,质量小,但难加工3组合形:居中5、活塞销衔接方式: 活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的衔接配合,普通采用“全浮式,在发动机运转过程中,活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内,还可以在销座孔内缓慢转动,以使活塞销外表的磨损比较均匀,但必需在活塞销座两端用卡环定位

26、,防止轴向窜动。由于铝合金活塞销座的热膨胀量大于钢活塞销,因此,在冷态装配时,活塞销与活塞销座孔为过渡配合,装配时,应先将铝合金活塞预热7090C的水或油中加热,然后将销装入。.4.连杆1、作用:将活塞接受的力传给曲轴 ,将活塞往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。2、任务特点:复杂平面运动,接受紧缩、拉伸、弯曲等交变载荷。3、受力:活塞顶的气膂力;活塞组和连杆小头的往复惯性力;连杆本身绕活塞销作变速摆动时的横向惯性力 4、要求:在质量尽能够小的前提下有足够的刚度和强度。刚度缺乏的后果: 1大头孔失圆:烧轴瓦,甚至咬死。2杆身弯曲:偏磨,漏气,窜机油。5、资料与工艺:40,45优质中碳钢或合金钢经

27、模锻而成。.6、构造特点: 由连杆小头1、杆身2、连杆大头3包括连杆盖9三部分组成。1连杆小头: 普通压入减磨的锡青铜衬套4,小头顶部铸有工艺凸台,减重用;小头顶部开有光滑油槽,搜集飞溅油雾,光滑活塞销。2杆身: 通常做成“工字形断面,以求在刚度足够的前提下尽能够减少惯性质量,有的杆身钻有光滑油道。45671-连杆小头 2-杆身 3-连杆大头4-衬套 5-轴瓦 896-轴瓦上的凸肩7-连杆螺栓 8-光滑油槽 9-连杆盖.3连杆大头: 通常做成分开式的,以便于拆装活塞连杆组,被分开的部分叫连杆盖9,两者之间用连杆螺栓衔接。连杆与连杆盖之间有配对记号,拆装时应留意一致。连杆大头孔内过盈压入上、下两

28、半薄壁钢轴瓦,在其内外表上涂有0.30.7mm厚的减磨合金层,具有坚持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用,主要有巴氏合金、铜铝合金、高锡铝合金。轴瓦反面制有定位凸肩,防止轴瓦转动;轴瓦内外表开有油槽用以储油和作渣滓槽用。连杆大头分为: 整体式:采用滚柱轴承但曲轴须为组合式用于小型的二冲程汽油机 剖分式:平切口汽油机斜切口柴油机 连杆轴瓦受力分析:连杆小头轴承接受气膂力和活塞组的往复惯性力连杆大头轴承及曲轴主轴承接受小头传来的力和曲轴的离心惯性力 连杆装配标志连杆轴瓦.7、汽车发动机连杆分类:1平切口:连杆大头沿着与杆身轴线垂直的方向切开,汽油机和较小功率柴油机用。优点是:定位可靠,构造简单利用

29、连杆螺栓上经过精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与精加工的连杆螺栓孔来保证2斜切口:连杆大头沿着与杆身轴线成3060 夹角切开,常用于连杆轴颈曲柄销直径较粗的大功率柴油机,否那么,连杆大头尺寸太大,无法从气缸中拆下活塞连杆组。缺陷是:定位不可靠切口方向遭到附加剪切力,连杆螺栓易剪断,连杆盖零落会击穿气缸体。.斜切口定位方式:1止口定位:工艺简单,但定位不可靠径向脱离无法阻止2套筒定位:定位精度较高,但工艺要求高假设孔距不准确, 那么能够因过定位而呵斥大头孔严重失圆,且大头横向尺寸加大 3锯齿定位:定位可靠锯齿接触面大,贴合严密,构造紧凑,但齿距公差要求高,否那么,会因个别齿脱空影响连杆组件的刚度,也

30、会呵斥连杆大头孔失圆。斜切口连杆大头的定位方式a止口定位b套筒定位c锯齿定位.8、 V型发动机连杆分类:1并列连杆:左右两缸的连杆一前一后地装在同一个曲柄销上,连杆可以通用,两缸活塞连杆组的运动规律一样,但曲轴加长,刚度降低。常用于V6、V8汽车发动机。2主副连杆:副连杆铰接在主连杆凸耳上,曲轴不加长,但相邻两缸活塞连杆组运动规律和受力不一样。3叉形连杆:相邻两缸的一个连杆大头做成叉形,另一个连杆大头套于其叉形中。两缸活塞连杆组的运动规律一样,左右两缸中心线不需错位,但叉形连杆大头构造和制造工艺比较复杂,而且连杆大头的刚度不高。V型发动机连杆表示图.第四节 曲轴飞轮组.桑塔纳2000时代超人轿

31、车AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图曲轴带轮曲轴正时齿形带轮曲轴链轮驱动油泵止推片主轴承下轴瓦转速传感器脉冲轮飞轮飞轮齿圈曲轴正时齿形带轮凸轮轴正时齿形带轮正时齿形带水泵齿形带轮张紧轮.1.曲轴1、作用:将活塞和连杆传来的气膂力转变为转矩输出,驱动与其相连的动力安装 2、任务条件:接受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由此产生的扭矩、弯矩的共同作用。3、要求: 1足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性; 2各任务外表光滑良好、耐磨; 3旋转惯性力系到达良好的平衡离心力合力及其合力矩为零时称为完全平衡,亦称动平衡。4、资料及工艺: 1多采用优质中碳钢或中碳合金钢如铬镍钢18CrNi5、铬铝钢34

32、CrAl16模锻而成,其主轴颈和曲柄销任务外表均需高频淬火或氮化,再经过精磨;其轴颈圆角过渡处不经淬火,采用滚压强化工艺,提高疲劳强度。优点是机械疲劳强度高,轴颈直径可以较细,发动机构造紧凑,但外表加工质量要求高,否那么,容易引起应力集中。2过去,国产的许多发动机采用高强度的稀土球墨铸铁铸造曲轴,优点是制造本钱低,铸铁比钢的耐磨性、抗扭振性好,但发动机体积过于庞大。.5、曲轴的根本组成:1曲轴前端3自在端;2假设干个由曲柄销2、左、右曲柄5包括平衡块4、左、右主轴颈1组成的曲拐;3曲轴后端 6功率输出端。6、曲轴的根本分类: 分为整体式曲轴和组合式曲轴7、曲轴的构造特点:1曲轴的曲拐数取决于气

33、缸的数目和陈列方式2直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数3V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半前端轴连杆轴颈曲柄销主轴颈平衡块曲柄后端凸缘整体式曲轴5-定位螺栓1、3-滚动轴承2-衔接螺栓4-曲柄组合式曲轴6柴油机.1整体式曲轴刚性好,现代汽车发动机多采用模锻而成的中碳钢或中碳合金钢整体式曲轴,以追求汽车发动机构造紧凑。2组合式曲轴用于隧道式气缸体,特点是制造本钱低,便于系列化。 为减轻质量和离心力,有时将曲柄销和主轴颈做成空心的,可兼做光滑油道。3按主轴颈数分类a全支承曲轴:在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈。 优点:是曲轴刚性好,不易弯曲;缺陷:是缸心距加大,机体加长,制造本钱添加。柴油机多用

34、全支承曲轴。b非全支承曲轴: 多用于中小功率的汽油机。1曲轴前端:第一道主轴颈之前的部分,装有驱动其他安装的机件正时齿轮4、及起动爪8、止推垫片3、甩油盘5、油封6、改动减振器等。曲轴前端构造止推垫片驱动风扇和水泵带轮起动爪油封甩油盘正时齿轮1、2滑动推力轴承.2曲轴后端: 最后一道主轴颈之后的部分。普通在其后端为安装飞轮的法兰盘曲轴前、后端的封油原理: 常用的防漏安装有甩油盘、填料油封、自紧油封和回油螺纹等。普通发动机都采用复合式防漏安装,由甩油盘与其它一至二种防漏安装组成。 曲轴前端甩油盘的外斜面应朝外,当被齿轮挤出和甩出的光滑油落到甩油盘上时,沿壁面流回油底壳中。 回油螺纹的螺旋方向应为

35、右旋,当曲轴旋转时,机油也被带动旋转,由于机油有粘性,所以遭到机体后盖孔壁的摩擦阻力Fr。 Fr可分解为平行于螺纹的分力Fr1和垂直于螺纹的分力Fr2。机油在Fr1的作用下,顺着螺纹槽道流回机油盘。回油螺纹的封油原理 8-主轴承盖曲轴后端的构造6100 1-轴承座曲轴箱体2-甩油盘3-回油螺纹4-飞轮5-飞轮螺栓 螺母6-曲轴凸缘盘 7-填料油封.3曲轴主轴承: 曲轴轴承按其承载方向可分为径向轴承和轴向推力轴承。 径向轴承用于支承曲轴,普通用滑动轴承,即上、下两半轴瓦,少数大功率柴油机用滚动轴承与球墨铸铁铸成的组合式曲轴对应。 轴向推力轴承用于限制曲轴的轴向窜动发动机任务时,曲轴常遭到离合器施

36、加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势,保证曲柄连杆机构各零件正确的相对位置。但曲轴受热膨胀时,又应允许其自在伸长,故曲轴上的轴向定位安装必需有,但只能设于一处。 通常设在中间主轴承处。现代汽车发动机常将径向轴承和推力轴承合而为一,制成翻边滑动轴承。多层推力轴承1-凸肩2-油槽 3-钢质薄壁4-基层 5-镍涂层 6-磨耗层7-油孔8-卷边.8、多缸发动机曲拐布置和发火顺序:曲轴的外形和各曲拐的相对位置取决于缸数、气缸陈列方式和各缸的作功行程的交替顺序发火顺序。曲拐布置的原那么: 发动机每完成一个循环,各缸都应发火一次,为了使内燃机任务平稳,各相继任务两缸间着火间隔角应尽能够相等,相继任务两缸的

37、着火间隔以曲轴转角计为 720i四冲程发动机 i缸数 360i二冲程发动机 使多缸发动机的往复惯性力和离心惯性力能够相互抵消而自行平衡,各缸曲拐须对称于曲轴轴线的中心平面 使延续作功的两缸相距尽能够远 ,防止相邻两缸发生进气重叠景象并减轻主轴承和主轴颈受力,尽能够使相邻两缸不延续着火 直列四缸发动机:平面曲拐,相邻曲拐两两相对如图,发火顺序是1或12431,发火间隔角等于720/ 4=180。直列四缸发动机曲拐布置.直列六缸发动机:空间曲拐,各平面曲拐成120夹角,发火间隔角是720/ 6=120 如图,发火顺序是15 3 6 2 4 1或1 4 2 6 3 5 1。直列六缸发动机的曲拐布置.

38、表 直列六缸机任务循环表 发火顺序:1-5-3-6-2-4-1.V型八缸发动机: 空间曲拐,各平面曲拐成90夹角,发火间隔角是720/ 8=90 如图,发火顺序是184365721。 V型八缸发动机的曲拐布置.9、曲轴平衡重布置: 平衡重普通用于平衡发动机不平衡的离心力及离心力矩,有时也被用于部分平衡往复惯性力。 对于汽车发动机常用的直列四缸机、六缸机,从整体上看,旋转惯性力系和一阶往复惯性力系已得到完全平衡由于曲拐均匀布置且相对于曲轴中央主轴颈成镜面对称,惯性力合力及其合力矩均为零六缸机二阶往复惯性力系也已得到完全平衡,但四缸机的二阶往复惯性力系惯性力合力不为零,曲轴的部分即内部却遭到较大的弯曲力矩,过大会使主轴承过载,振动加剧。因此,四缸机普通在曲柄的反方向上设置平衡重,通常采用四块平衡重,以免曲轴转动惯量过大,容易发生共振,降低发动机最高任务转速。六缸机通常采用八块平衡重,方案较多。直列四缸机平衡重作用表示图a受力分析b平衡重布置.2.曲轴改动减振器 发动机运转过程中,曲轴在外激力作用下使其具有周期性变化的瞬时角速度,因飞轮转动惯量大,所以其瞬

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