曲柄连杆机构江西交通职业技术学院精品课程网站

第二章曲柄连杆机构本章讲述内容：功用及组成汽缸体与曲轴箱组活塞连杆组曲轴飞轮组曲柄连杆机构的维护曲柄连杆机构的检修曲柄连杆机构的故障诊断一、曲柄连杆机构的功用及组成功用：把燃气作用在活塞顶上的力转化为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。组成：气缸体与曲轴箱组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等；活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等；曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。曲柄连杆机构的组成框图工作条件高温：最高可达2500K以上

高压：最高可达3MPa—5MPa

高速：最高可达3000r/min—6000r/min

化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。二、气缸体与曲轴箱组曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳组成气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体－－曲轴箱，简称气缸体。气缸：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。气缸的工作条件：高温、高压，并且有活塞在其中做高速往复运动。气缸体气缸体的分类1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分：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。龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。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。负荷较大的柴油机上。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。气缸体的分类2、根据冷却方式不同分：风冷、水冷气缸体的分类3、根据气缸的排列方式分：直列式：结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。V型：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。对置式：高度小，总体布置方便。直列式V型对置式气缸体影片气缸体的的分类4、气缸缸套有两两种结构构：干式缸套套和湿式缸套套。干式缸套套：外壁不直接与冷却水水接触。。壁厚1~3mm。特点：强度和刚刚度都较较好，加加工复杂杂，拆装装不便，，散热不不良。湿式缸套套：外壁直接与冷却水水接触。。壁厚5~9mm。特点：散热良好好、冷却却均匀、、加工容容易。强强度和刚刚度不如如干缸套套，易漏漏水。气缸套影影片气缸盖与与气缸衬衬垫气缸盖罩罩气缸盖气缸垫衬垫安装火花花塞气缸盖影影片气缸盖功功用：密封气气缸上部部，并与与活塞顶顶部和气气缸壁一一起形成成燃烧室室。结构：气缸盖盖内部有有与气缸缸体相通通的冷却却水套，，应有进进、排气气门座及及气门导导管孔和和进、排排气通道道，有燃燃烧室、、火花塞塞座孔（（汽油机机）或喷喷油器座座孔（柴柴油机）），有些些还有用用以安装装凸轮轴轴的轴承承孔。材料：灰铸铸铁、合合金铸铁铁、铝合合金。类型：单体气气缸盖、、整体气气缸盖。。燃烧室名称特点示意图应用半球形结构紧凑、火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳、夏利、富康楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长切诺基盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室捷达、奥迪气缸垫功用：保证燃烧烧室的密密封。类型：①金属-石棉气气缸垫；；②实心心金属片片气缸垫垫；③加加强型无无石棉气气缸垫。。气缸盖的的拧紧：：拧紧螺栓栓时，必必须按由由中央对对称地向向四周扩扩展的顺顺序分几几次进行行，最后后一次要要用扭力力扳手按按厂家规规定的拧拧紧力矩矩值拧紧紧。铝合金气气缸盖：：最后必须须在发动动机冷态态下拧紧紧；铸铁气缸缸盖：最后必须须在发动动机热态态下拧紧紧。气缸垫影影片油底壳功用：储存机油油并封闭闭曲轴箱箱。结构、材材料：薄钢板冲冲压而成成；底部部装有放放油螺塞塞，有的的螺栓带带有磁性性。发动机的的支撑方方式三点支承承：前端两点点通过曲曲轴箱支支承在车车架上，，后端端一点点通过变变速器壳壳支承在在车架上上。四点支承承：前端两点点通过曲曲轴箱支支承在车车架上，，后端二二点通过过飞轮壳壳支承在在车架上上。三、活塞塞连杆组组气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓栓连杆轴瓦瓦连杆盖活塞功用：承受气体体压力，，并通过过活塞销销和连杆杆驱使曲曲轴旋转转。工作环境境：高温、散散热条件件差；顶顶部工作作温度高高达600～700K，且分分布不均均匀；高高速，线线速度达达到10m/s，承受受很大的的惯性力力。活塞塞顶部承承受最高高可达3～5MPa（（汽油机机）的压压力，使使之变形形，破坏坏配合联联结。材料：铝合金：：质量小小导热热性好；；灰铸铁铁活塞应具备的特点A、刚度和强度应足够大，传力可靠。B、导热性能好，耐高压、高温、磨损C、质量较小，尽可能减少往复惯性力活塞影片片活塞结构构活塞基本本结构分分顶部、、头部和和裙部三三部分。。活塞顶部部功用：是燃烧烧室的组组成部分分，主要要作用承承受气体体压力。。平顶、凸顶、凹顶、成形顶平顶：结构简单单、受热热面积小小，多用用在汽油油机上。。凸顶：凸起呈球球状、顶顶部强度度高，有有利于改改善换气气过程。。凹顶：凹坑的形形状、位位置必须须有利于于可燃混混合气的的燃烧；；提高压压缩比，，防止碰碰气门。。活塞顶分分类活塞头部部位置：第一道活活塞槽与与活塞销销孔之间间的部分分。作用：安装活塞塞环、与与活塞环环一起密密封气缸缸、防止可燃燃混合气气漏到曲曲轴箱内内，将顶部吸吸收的热热量通过过活塞环环传给气气缸壁。。气环槽油环槽工作条件件最恶劣劣，应离离顶部远远些。活塞销孔孔活塞裙部部位置：从油环槽槽下端面面起至活活塞最下下端的部部分，包包括销座座孔。作用：对活塞在在气缸内内的往复复运动起起导向作作用，并并承受侧侧压力，，防治破破坏油膜膜。活塞裙部部的保护护镀锡油膜破坏坏时，起起润滑作作用；又又可加速速磨合作作用。涂石墨(柴油机机）易脆断可可加速磨磨合，自自润滑。。表面粗糙糙化有规律的的粗糙化化，可加加速磨合合，沟谷谷可存机机油润滑滑。活塞形状状工作时，，活塞受受热膨胀胀，由于于销座方方向的金金属材料料较多，，所以膨膨胀量较较大。所所以在生生产时先先将活塞塞制成椭椭圆形，，短轴在在销座轴轴方向。。销座方向向裙部受侧侧压力的的作用，，导致活活塞发生生变形工作时向向里变形形桶形不受压力力的部分分，去掉掉后可以以减轻质质量。活塞裙部部变形flash动画画演示开槽活塞塞（汽油油机）绝热槽膨胀槽圆槽活塞环是具有弹弹性的开开口环，，分为气环和油环。工作条件件：高温、高高压、高高速、极极难润滑滑。平均寿命命：6万万公里活塞环影影片气环作用：保证气缸缸与活塞塞间的密密封性，，防止漏漏气，并并把活塞塞顶部吸吸收的大大部分热热量传给给气缸壁壁，再由由冷却水水将其带带走。切口气环气环的泵泵油作用用气环的泵泵油作用用演示气环的断断面形状状油环刮油片轴向衬环刮油片径向衬环普通油环环组合油环环油环的泵泵油作用用活塞销作用：连接活塞塞和连杆杆小头，，并把活活塞承受受的气体体压力传传递给连连杆。构造：活塞销的的内孔形形状有圆圆柱形，，两段截截锥形，，以及两两段截锥锥与一段段圆柱的的组合形形。活塞销的的连接方方式活塞销连杆活塞销的的偏置使活塞从从压缩行行程到作作功行程程柔和的的从气缸缸的一边边过渡到到另一边边，减少少敲缸的的声音。。连杆作用：连接活塞与曲轴，并把活活塞承受受的气体体压力传传给曲轴轴，使活活塞的往复运动变成成曲轴的的旋转运动。连杆组件件分解图图连杆影片片V型发动动机连杆杆的布置置形式并列式主副式叉式连杆轴瓦瓦连杆大头头的连接接形式平分式斜分式四、曲轴轴飞轮组组曲轴飞轮轮组的组组成起动爪正时齿轮轮主轴瓦皮带轮扭转减振振器飞轮飞轮螺栓栓曲轴曲轴功用：把活塞连连杆组传传来的气气体压力力转变为为扭矩对对外输出出。还用用来驱动动发动机机的配气气机构及及其他各各种辅助助装置。。工作条件件：受气体压压力、惯惯性力、、惯性力力矩。承承受交变变载荷的的冲击。。曲轴影片片曲轴的结结构前端轴连杆轴颈颈曲轴轴颈颈后端轴平衡重曲拐曲柄曲拐：由由一个连连杆轴颈颈和它两两端曲柄柄及主轴轴颈构成成。曲轴的支支承方式式在相邻的的两个曲曲拐之间间都设置置一个主主轴颈的的曲轴，，称为全支承曲曲轴，否则称称为非全支承承曲轴。优点缺点应用全支承曲轴提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长柴油机一般多采用此种支撑方式非全支承曲轴缩短了曲轴的长度，使发动机总体长度有所减小主轴承载荷较大承受载荷较小的汽油机可以采用此种方式曲拐的布布置一般规律律各缸的作作功间隔隔要尽量量均衡，，以使发发动机运运转平稳稳。连续作功功的两缸缸相隔尽尽量远些些，最好好是在发发动机的的前半部部和后半半部交替替进行。。V型发动动机左右右气缸尽尽量交替替作功。。曲拐布置置尽可能能对称、、均匀以以使发动动机工作作平衡性性好。四冲程四四缸发动动机曲拐布置置四冲程四四缸发动动机点火顺序序点火顺序序：各缸完成成同名行行程的次次序。直列四冲冲程六缸缸发动机机曲轴曲拐布置置四冲程六六缸发动动机点火顺序序曲轴扭转转减振器器自由扭转转振动强迫扭转转振动共振功率损失失、曲轴轴扭转变变形甚至至扭断、、正时齿齿轮产生生冲击噪噪声等临界转速速：发生生共振时时的转速速皮带盘惯性盘橡胶垫减振器圆圆盘皮带轮毂毂曲轴前端端功用：吸收曲轴轴扭转振振动的能能量，消消减扭转转振动。。当曲轴发发生扭转转振动时时，力图图保持等等速转动动的惯性性盘便与与橡胶层层发生了了内摩擦擦，从而而消耗了了扭转振振动的能能量，消消减了扭扭振。常用橡胶摩摩擦式扭转转减振器飞轮功用：将在作功行行程中输入入于曲轴的的功能的一一部分贮存存起来，用用以在其他他行程中克克服阻力，，带动曲柄柄连杆机构构越过上、、下止点，，保证曲轴轴的旋转角角速度和输输出转矩尽尽可能均匀匀，并使发发动机有可可能克服短短时间的超超载荷，同同时将发动动机的动力力传给离合合器。飞轮边缘部部分做的厚厚些，可以以增大转动动惯量齿圈在发动动机起动时时与起动机机齿轮啮合合，带动曲曲轴旋转。。一缸上止点点记号飞轮构造五、曲柄连连杆机构的的维护维护作业项项目包括：：测定气缸压压力、清除积炭、曲柄连杆机机构的检查查与调整。清除积炭方方法机械方法清清除：根据零件件的形状和和部位，利利用专用钢钢丝刷，装装在电动工工具上进行行刷洗，或或用刮刀直直接刮除。。化学方法清清除：利用化学学溶剂将积积炭浸泡2～3h，，靠物理或或化学作用用使积炭软软化，然后后用刷洗或或擦洗法去去除。曲柄连杆机机构的检查查与调整曲轴轴承径径向间隙检查方法：：专用塑料线线规检查、、通用量具具检查、手手感检视调整方法：：改变轴承盖盖的垫片厚厚度曲轴轴向间间隙检查方法：：用撬棒将曲曲轴前后撬撬动，观察察百分表表表针摆动数数值。调整方法：：更换不同厚厚度的推力力片进行调调整六