02曲柄连杆机构

第2章曲柄连杆机构2024/10/8第2章曲柄连杆机构2.1概述2.2机体组2.3活塞连杆组2.4曲轴飞轮组2024/10/821.1概述1.功用和组成曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机构。其功用是把燃气作用在活塞顶面上的压力转变为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能；同时将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组主要由气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫、曲轴箱及油底壳等组成；活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等；曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮等组成。2.1概述2.工作特点高温高压高速化学腐蚀2.1概述3.曲柄连杆机构受力1）气体作用力做功行程压缩行程2）摩擦力2.1概述3.曲柄连杆机构受力3）往复惯性力与离心力向下运动时的惯性力Fj离心力Fc2.1概述在这些力的作用下，曲柄连杆机构（包括机体组）各有关零件受到压缩、拉伸、弯曲和扭转作用。为保证工作可靠，减少磨损，在结构上必须采取相应的措施。2.2机体组组成：气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫、油底壳2.2机体组一、气缸体水冷发动机的气缸体与曲轴箱常铸成一体，简称气缸体，气缸体内孔一般镶入气缸套，其内表面形成气缸工作表面。有的水冷发动机的气缸体象风冷发动机的气缸体一样，将气缸体与上曲轴箱（其内腔为曲轴运动的空间）分开铸造，而把油底壳称之为下曲轴箱。1.气缸体性能要求气缸体是发动机的基体和骨架，发动机的所有零件几乎都安装在气缸体上，并且承受高温高压气体作用力，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度。为减轻发动机的整体重量，还要求气缸体结构紧凑、重量较轻。2.2机体组一、气缸体2.气缸体结构形式2.2机体组一、气缸体3.气缸冷却方式a)水冷式b)风冷式1—气缸体2—水套3—气缸盖4—燃烧室5—气缸垫6—散热片2.2机体组一、气缸体4.气缸套的作用与形式（1）作用：汽缸表面耐磨性要求高，同时为了减少材料的浪费，广泛采用镶入缸体内的汽缸套，形成工作表面。缸套可使用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造。铝合金缸体必须使用缸套。2.2机体组一、气缸体4.气缸套的作用与形式（2）形式：1）干式缸套过盈压配在气缸体内孔中特点：2）湿式缸套结构特点1.气缸套2.水套3.气缸体4.密封圈2.2机体组一、气缸体5.多缸发动机气缸布置形式有三种形式：直列式、V型和对置式；其中常用的有两种：直列式（多用于六缸以下的发动机）；V型（多用于六缸以上的发动机。a）直列式b）V型c）水平对置式2.2机体组二、气缸盖与气缸垫1.气缸盖作用：密封气缸上部；与活塞顶、气缸壁共同构成燃烧室；为其他零部件提供安装位置。要求：耐高温、高压；耐腐蚀；足够的刚度和强度2.2机体组二、气缸盖与气缸垫1.气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁；铝合金压铸造组成：气缸盖上有进、排气门座及气门导管和进、排气门通道等。气缸盖内有与气缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔(汽油机)或喷油器座孔(柴油机)等2.2机体组二、气缸盖与气缸垫1.气缸盖分类：单体式气缸盖块状式气缸盖整体式气缸盖气缸盖罩位于气缸盖上部，起封闭和防尘作用。它一般由薄钢板冲压而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口等。2.2机体组二、气缸盖与气缸垫2.汽油机燃烧室a）浴盆形b）楔形c）半球形d）多球形e）篷形2.2机体组二、气缸盖与气缸垫3.气缸垫装配在气缸体与气缸盖之间的密封件。作用：用来保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。要求：足够的强度耐热、耐腐蚀一定的弹性拆装方便，能重复使用。2.2机体组二、气缸盖与气缸垫3.气缸垫材料与结构一种是金属—石棉气缸垫(右图a至d)目前应用较多的有两种气缸垫另一种为纯金属气缸垫，由单层或多层金属片(低碳钢或铜)制成。为加强密封，在气缸孔、水道孔和机油通道孔周围冲有弹性凸纹(图e)，利用凸纹的弹性变形实现密封。2.2机体组二、气缸盖与气缸垫4.气缸盖螺栓的拧紧次序：由里向外、均匀对称、分2~3次进行，最后一次用扭力扳手按维修手册规定的数值拧紧。丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装顺序2.2机体组三、油底壳作用：是贮存机油并封闭曲轴箱。一般为薄钢板冲压而成，有的发动机为达到良好的散热效果，采用带有散热肋片的铝合金铸造而成的轻金属油底壳。安装有散热器的BMW

E9X系列原厂油底壳三点支承四点支承2.2机体组四、发动机的支承发动机通过气缸体和飞轮壳或变速器壳体上的支撑支承在车架上，一般采用三点支承或四点支承两种方式。三点支承可布置成一前二后或二前一后；四点支承则前后各有两个支承点。1—前支承2—后支承3—橡胶垫圈4—纵向拉杆2.3活塞连杆组作用：将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，最终驱动汽车车轮转动。组成：活塞、连杆、活塞环、活塞销2.3活塞连杆组一、活塞1.作用：承受气缸中可燃混合气燃烧产生的压力，并将此力通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转；此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。2.工作环境：高温、散热条件差：顶部工作温度高达600-700K；活塞顶部承受压力最高可达3~6MPa（汽油机）。柴油机最大值6～9MPa，增压可达13～15MPa。高速：线速度达到10～14m/s，承受很大的惯性力。2.3活塞连杆组一、活塞3.材料：铝合金：质量小、导热性好—汽车普遍采用的！灰铸铁：个别柴油机用高级铸铁或耐热钢。4.铝活塞的成形方法铸造锻造液态模锻活塞应具备的特点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2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：活塞顶部活塞头部活塞裙部1—活塞顶部

2—活塞头部

3—活塞环4—活塞销座5—活塞销6—活塞销锁环7—活塞裙部8—加强肋9—环槽2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：1）活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。因而常制成不同的形状，活塞顶的形状与选用的燃烧室形状有关。平顶：受热面积小，广泛采用。凹顶：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。凸顶：与半球形燃烧室配用。二冲程发动机常用。2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：2）活塞头部：由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头。作用：是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，防止漏气，将热量通过活塞环传给气缸壁。活塞头切有若干环槽，用以安装活塞环。2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：2）活塞头部活塞环槽的散热活塞环槽护圈2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：3）活塞裙部：活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙部。作用：是引导活塞在气缸中作往复运动和承受侧压力。活塞往复直线运动导向（说明裙部长度不能过短，否则活塞运动时摆头）承受侧压力（说明裙部应有一定的刚度和承压面积）。2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：3）活塞裙部：活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙部。裙部类型：a)全裙式活塞

b)半拖板式活塞

c)拖板式活塞活塞行程短的轿车发动机多采用拖板式活塞或半拖板式活塞；载货车用汽油机或柴油机常采用全裙式活塞。2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：3）活塞裙部机械变形：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；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）裙部综合变形图19活塞裙部的椭圆变形2.3活塞连杆组一、活塞5.结构：4）活塞销座用以安装活塞销。在销座孔两端有卡环槽，用以安装卡环。2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（1）变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。（2）变形规律：1）活塞的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；2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（2）变形规律：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。图20

活塞裙部的变形2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（3）结构措施：1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。图21

活塞头部形状示意图图22

锥形裙部活塞示意图2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（3）结构措施：2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。销座处凹陷0.5mm～1.0mm。图23

椭圆活塞示意图2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（3）结构措施：3）裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或“π”形槽），其中横槽叫绝热槽，竖槽叫膨胀槽。图24

开槽活塞2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（3）结构措施：4）采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙部的膨胀量。

恒范钢片式：活塞销座通过恒范钢片与裙部相连，而恒范钢片（含镍33%～36%）的膨胀系数仅为铝合金的十分之一。这样，使裙部膨胀量大为减少。图25

恒范钢片活塞2.3活塞连杆组一、活塞6.活塞的变形及采取的相应措施（3）结构措施：4）采用双金属活塞：

筒形钢片式：浇铸时，将钢筒夹在铝合金中（图27），冷凝时钢筒内外侧的铝合金分别产生“收缩缝隙”和拉应力。工作时因要先消除“收缩缝隙”和拉应力而膨胀量减小。图27

镶筒形钢片活塞2.3活塞连杆组一、活塞7.冷态敲缸现象：活塞装配时应留有间隙。冷态装配间隙若无或过小，则由于活塞工作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），轻则造成漏气、窜机油，重则活塞卡死。由于冷态装配间隙的存在，活塞工作时侧压力方向的交替变化，活塞越过上止点时，时而是活塞的次推力面侧（压缩行程时贴紧气缸壁的一侧）贴紧气缸壁，时而是活塞的主推力面侧（作功行程时贴紧气缸壁的一侧）贴紧气缸壁，形成金属敲缸声音，加剧裙部磨损。显然，发动机冷车时敲缸现象严重。2.3活塞连杆组一、活塞7.冷态敲缸现象：减轻冷态敲缸现象的主要结构措施:1)活塞销偏置：偏向主推力面侧1~2mm，可使活塞在到达最高压力前就平稳地从压向汽缸的一面过渡到另一面，避免峰值压力时刻过渡，因而可以减轻敲缸现象，但增加了裙部尖角处的磨损，常见于汽油机。活塞销偏置时的工作情况2.3活塞连杆组一、活塞7.冷态敲缸现象：减轻冷态敲缸现象的主要结构措施:2)减少冷态装配间隙：

通过改进结构措施，制成反椭圆裙部断面，牵制裙部工作时的热变形，从而在保证活塞工作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现象。裙部综合变形2.3活塞连杆组一、活塞8.活塞的表面处理：进行不同的活塞表面处理，可以提高表面的各项性能。对活塞顶进行硬模阳极氧化处理，形成高硬度的耐热层，增大热阻，减少活塞顶部的吸热量；对活塞裙部镀锡或镀锌，可以避免在润滑不良的情况下运转时出现拉缸现象，也可以起到加速活塞与气缸的磨合作用。在活塞裙部涂覆石墨，石墨涂层可以加速磨合过程，可使裙部磨损均匀，在润滑不良的情况下可以避免拉缸。。2.3活塞连杆组二、活塞环分成气环和油环两大类。作用：气环：密封（防止燃气漏入曲轴箱），是主要作用。传热（将活塞顶部70%~80%的热量传导给气缸壁）。油环润滑（气缸壁上铺油膜）；刮油（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）；辅助密封。2.3活塞连杆组二、活塞环工作特点：（1）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重；（2）交变的弯曲应力要求：（1）足够的强度、冲击韧性；（2）耐高温（第1道气环）、耐磨。材料：（1）一般用合金铸铁，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道气环的工作表面一般都镀上铬（硬度高，并能储存少量机油，以改善润滑条件）；（3）其余气环一般镀锡（铸铝活塞）或磷化（锻铝活塞）（以改善磨合性能）。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（1）活塞环三隙：1）开口间隙（端隙）：是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm；2）侧隙（边隙）：是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.04mm～0.10mm；其它气环0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm～0.07mm3）背隙：是活塞环背面与环槽底部间的间隙。0.5mm～1mm图37

活塞环的间隙

1-气缸；2-活塞环；3-活塞；△1-开口间隙；△2-侧隙；△3-背隙2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（1）活塞环三隙：侧隙外圆面侧面内圆面环高开口端面端隙径向间隙开口径向厚度2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（2）气环密封原理：气环可能漏气的通道有3条：环面与气缸壁；环与环槽面间；开口端处。1）第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径＞缸径，装缸后在其弹力F1作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（2）气环密封原理：气环可能漏气的通道有三条：环面与气缸壁；环与环槽面间；开口端处。2）第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力F2，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。PjFP1F2F12.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（2）气环密封原理：气环可能漏气的通道有三条：环面与气缸壁；环与环槽面间；开口端处。3）气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。PjFP1F2F12.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（2）气环密封原理：注意以下两点：1）第一密封面很重要，若失效，则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）由右下图可知，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。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（3）气环切口形状：直角切口：工艺性好，密封效果差；阶梯切口：密封好，工艺性差；斜切口：介于中间，但套装时尖角易折断；带防转销钉槽切口：方向不可装反。常见于二冲程发动机。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（4）气环的断面形状：1）矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。“泵油”作用原理：泵油作用是很有害的，必须设法消除。（方法：采用非矩形断面的扭曲环）2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（4）气环的断面形状：2）扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。作用：减小了泵油作用安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（4）气环的断面形状：2）扭曲环：作用原理：当活塞环装入气缸后，环受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层以外产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对称，使F1和F2不在同一平面内，从而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变形。2.3活塞连杆组在做功行程中，巨大的燃气压力作用于环的上侧面和内圆面，足以克服环的弹性内力使环不再扭曲，整个外圆面与气缸壁接触，这时扭曲环的工作特点与矩形环相同。扭曲环工作示意图二、活塞环1.气环（4）气环的断面形状：2）扭曲环：在进气、压缩和排气行程中，扭曲环发生扭曲，其上下侧面与环槽的上下侧面相接触，防止环在环槽内上下窜动，消除了泵油现象，减轻了环对环槽的冲击而引起的磨损。2.3活塞连杆组二、活塞环1.气环（4）气环的断面形状：3）锥形环：上行时能形成油膜，下行有良好的刮油作用，具有良好的耐磨性；方向不可装反，否则窜油。优缺点同扭曲环，但仍有“泵油”现象。它使用在高速柴油机和汽油机的第二三道气环。4）桶面环：与气缸壁凸圆弧面接触。环上下运动时，均能形成楔形油膜。

2.3活塞连杆组二、活塞环2.油环油环分为普通油环和组合油环2.3活塞连杆组二、活塞环2.油环1）普通单体油环。一般用合金铸铁制造，因为油环的内圆面基本上没有气体力的作用，所以槽孔式油环的刮油能力主要靠油环自身的弹力。为了减小环与气缸壁的接触面积，增大接触压力，在环的外圆面上加工出环形集油槽，形成上下两道刮油唇，在集油槽底加工有回油孔。由上下刮油唇刮下来的机油经回油孔和活塞上的回油孔流回油底壳。这种油环结构简单，加工容易，成本低。刮油原理如图。2.3活塞连杆组二、活塞环2.油环2）组合钢片式油环。由上、下刮片和轨形撑簧组合而成。撑簧不仅使刮片与气缸壁贴紧，而且还使刮片与环槽侧面贴紧。优点是接触压力大，既可增强刮油能力，又能防止上窜机油。另外，上下刮片能单独动作，因此对气缸失圆和活塞变形的适应能力强。但钢带组合油环需用优质钢制造，成本高。在高速汽油机上普遍采用。图37组合油环1-上刮片2-衬簧3-下刮片4-活塞2.3活塞连杆组三、活塞销作用：连接活塞和连杆小头，传递动力。要求：1）足够的刚度、强度和冲击韧性；2）表面耐磨；3）质量小。材料与工艺：结构特点：1）等截面圆柱形：易加工，但质量大；2）两段截锥形：质量较小，接近等强度梁的要求，但加工复杂。3）组合形：c）两段截锥型a）圆柱型b）组合形2.3活塞连杆组三、活塞销活塞销连接方式：采用“全浮式”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（70~90ºC的水或油中加热），然后将销装入。图37活塞销连接方式1-连杆小头衬套2-活塞销3-连杆4-卡环2.3活塞连杆组四、连杆作用：传递动力，将活塞往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。工作特点：复杂平面运动，承受压缩、拉伸、弯曲等交变载荷。要求：在质量尽可能小的前提下有足够的刚度和强度。刚度不足的后果：大头孔失圆：烧轴瓦，甚至咬死。杆身弯曲：偏磨，漏气，窜机油。

材料与工艺：中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成。图40连杆结构1-小头；2-杆身；3-大头；4、9-装配记号（朝前）；5-螺母；6-连杆盖；7-连杆螺栓；8-轴瓦；10-连杆体；11-衬套；12-集油孔

2.3活塞连杆组四、连杆2.结构组成：由连杆小头、杆身、连杆大头（包括连杆盖）组成。1）连杆小头：一般压入减磨的锡青铜衬套；小头顶部开有润滑油槽，收集飞溅油雾，润滑活塞销。2）杆身：通常做成“工”字形断面，以求在刚度足够的前提下尽可能减少惯性质量，有的杆身钻有润滑油道。图41连杆结构1-连杆小头2-杆身3-连杆大头2.3活塞连杆组四、连杆2.结构组成：由连杆小头、杆身、连杆大头（包括连杆盖）组成。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，两者之间用连杆螺栓连接。连杆与连杆盖之间有配对记号，拆装时应注意一致。图41连杆结构1-连杆小头2-杆身3-连杆大头2.3活塞连杆组四、连杆2.结构组成：3）连杆大头：

连杆大头孔内过盈压入上、下两半薄壁钢轴瓦，在其内表面上涂有0.3~0.7mm厚的减磨合金层，具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用，主要有巴氏合金、铜铅合金、高锡铝合金。轴瓦背面制有定位凸键，防止轴瓦转动；轴瓦内表面开有油槽用以储油和作垃圾槽用。图42连杆装配标记2.3活塞连杆组四、连杆2.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：定位可靠，结构简单2)斜切口：连杆大头沿着与杆身轴线成30~60º夹角切开，常用于曲柄销直径较粗的较大功率柴油机，否则，连杆大头尺寸太大，无法从气缸中拆下活塞连杆组。缺点：定位不可靠图2-44平切口连杆螺栓定位2.3活塞连杆组四、连杆2.连杆分类：3)斜切口：斜切口连杆的连杆螺栓由于承受较大的剪切力而容易发生疲劳破坏。为此，应该采用能够承受剪切力的定位方法。斜切口定位方式有：止口定位：套筒定位：锯齿定位：2.3活塞连杆组四、连杆3.V型发动机连杆：并列连杆：常用于V6、V8汽车发动机。主副连杆：叉形连杆：a）并列连杆b）主副连杆c）叉形连杆2.4曲轴飞轮组组成：曲轴、曲轴减振器、飞轮、带轮、正时齿轮等。2.4曲轴飞轮组一、曲轴1.性能要求及材料作用：承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。工作条件：承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。要求：1）足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性；2）各工作表面润滑良好、耐磨；3）旋转惯性力系达到良好的平衡（离心力合力及其合力矩为零时称为完全平衡，亦称动平衡）。2.4曲轴飞轮组一、曲轴1.性能要求及材料材料及工艺：多采用优质中碳钢或中碳合金钢（18CrNi5、34CrAl16）模锻而成。其主轴颈和曲柄销工作表面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，以提高疲劳强度。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，优点是制造成本低，铸铁比钢的耐磨性、抗扭振性好，但发动机体积庞大。2.4曲轴飞轮组一、曲轴2.结构组成：前端轴、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄、主轴颈、后端凸缘、平衡块。结构特点：1）曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列形式；2）直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；3）V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。2.4曲轴飞轮组一、曲轴3.分类：1）按曲拐之间连接方式整体式曲轴的各个曲拐及前后端都做成一个整体，一般多采用滑动轴承；组合式曲轴的各个曲拐分段加工，然后再利用连接件将各个曲拐连成一体，一般用滚动轴承。并且必须与隧道式汽缸体配合使用。整体式曲轴组合式曲轴曲轴2.4曲轴飞轮组一、曲轴3.分类：整体式曲轴组合式曲轴（6135柴油机）1、3—滚子轴承2—连接螺栓4—曲柄5—定位螺栓2.4曲轴飞轮组一、曲轴3.分类：2）按曲轴的主轴颈数全支承曲轴：（如a）相邻两个曲拐之间都设置一个主轴颈。否则为非全支承曲轴。优点：可以提高曲轴的强度和弯曲强度，并可减轻主轴承的载荷。缺点:曲轴加工面增多，主轴承增多，机体加长。多适用于柴油机。2.4曲轴飞轮组一、曲轴4.空心曲柄销：空心曲柄销可减小质量和离心力，又可兼做油道，加强润滑。2.4曲轴飞轮组一、曲轴5.平衡重作用：平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。（动平衡）原理：2.4曲轴飞轮组一、曲轴5.平衡重图52菲亚特C40N型汽车发动机曲轴1—曲柄；2—平衡重紧固螺钉；3—平衡重；4—紧固螺钉焊缝2.4曲轴飞轮组一、曲轴6.曲轴前端第一道主轴颈之前的部分。装有驱动其他装置的机件（正时齿轮4、带轮7、起动爪8、止推垫片2、甩油盘6、油封5、扭转减振器等。）图53曲轴前端的结构1、3-推力轴承2-止推垫片4-正时齿轮5-油封6-甩油盘7-带轮8-起动爪2.4曲轴飞轮组一、曲轴7.曲轴后端最后一道主轴颈之后的部分，有安装飞轮用的凸缘。为防止机油从曲轴后端漏出，通常在后端车出回油螺纹或安装其他封油装置。

回油螺纹的螺旋方向应为右旋，当曲轴旋转时，机油也被带动旋转，因为机油有粘性，所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力Fr。图56回油螺纹封油原理2.4曲轴飞轮组一、曲轴8.曲轴轴向定位装置—推力轴承作用：防止曲轴轴向窜动。形式：1）有减磨合金层的半圆环止推垫片2）翻边轴瓦的翻边部分

1-钢背2、7-减摩合金层（止推面）3-定位舌

4、8-储油槽5-定位销6-定位销槽9-环形油槽10-油孔2.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于气缸数、气缸排列形式和发火顺序（各缸的作功行程交替顺序）。（1）发火顺序的要求：1）发动机每完成一个工作循环，各缸都应发火一次，且各缸作功间隔应均匀，即发火间隔角应等于720º/i2）应使连续作功的两缸相距尽可能远，避免相邻两缸发生进气重叠现象，同时降低主轴承负荷。3）V型发动机左右两气缸尽量交替作功。4）曲拐布置尽可能对称、均匀，以使发动机工作平稳。2.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置直列四缸四冲程发动机1）曲拐对称布置于同一平面内。2）发火间隔角应为7200/4=1800。3）发动机工作顺序有：1-2-4-3或1-3-4-22.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置直列四冲程四缸发动机2.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置直列六缸四冲程发动机1）曲拐对称布置于三个平面。2）发火间隔角应为7200/6=1200。3）发动机工作顺序有：1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-52.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置直列六缸四冲程发动机2.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置V型八缸四冲程发动机1）空间曲拐，各平面曲拐成90°夹角。2）发火间隔角应为7200/8=900。3）发动机工作顺序有：1-8-4-3-6-5-7-2或5-1-8-4-2-7-3-62.4曲轴飞轮组一、曲轴9.多缸发动机曲拐布置和发火顺序（2）常用曲拐布置V型四冲程八缸发动机2.4曲轴飞轮组二、曲轴扭转减振器曲轴是一种扭转弹性系统扭转振动：当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象。功用：吸收曲轴扭转振动的能量、消除扭转振动，避免发生共振极其引起的恶果。分类：橡胶扭转减振器、硅油扭转减振器、硅油-橡胶扭转减振器和摩擦式减振器等。2.4曲轴飞轮组二、扭转减振器摩擦式减振器——汽车发动机常用其工作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。可分为：橡胶式扭转减振器干摩擦式扭转减振器2.4曲轴飞轮组二、扭转减振器橡胶式扭转减振器

转动惯量较大的惯性盘5与薄钢片制成的减振器圆盘（壳体）3都同硫化橡胶层4粘结。减振器圆盘3毂部用螺栓固装于曲轴前端的风扇带轮6上，后者与曲轴前端螺栓固紧，因此，圆盘3与带轮、曲轴同步转动，惯性盘5与圆盘3有了相对角振动（惯性盘质量较大，相当于小型飞轮），橡胶垫4的扭转变形消耗了扭转振动能量，振幅减小。优点与缺点：图588V100型发动机橡胶摩擦式扭转减振器1—曲轴前端；2—皮带轮毂；3—减振器圆盘；4—橡胶垫；5—惯性盘；6—皮带盘2.4曲轴飞轮组二、扭转减振器干摩擦式扭转减振器两个惯性盘1松套在风扇带轮6的轮毂上（之间有衬套），轴向上在带轮与平衡重4之间，可轴向移动，但不能相对转动。在带轮6与一惯性盘之间以及平衡重4与另一惯性盘之间各有一摩擦片5。装在两个惯性盘之间的弹簧2使惯性盘压紧摩擦片。这样，当曲轴带动带轮、平衡重发生扭转振动时，由于惯性盘、带轮、平衡重与摩擦片之间的摩擦消耗了曲轴扭转振动的能量，振幅减小。图59干摩擦式扭转减振器1-惯性盘2-弹簧3-曲轴4-平衡重5-摩擦片6-带轮2.4曲轴飞轮组二、扭转减振器硅油-橡胶式扭转减振器该减振器结构紧凑（质量和容积均较小）、减振性能良好。减振体2浮动地装在密封外壳1中，两者之间间隙很小（0.5~0.7mm），其中充满高粘度的有机硅油。当曲轴发生扭转振动时，带着外壳1一起振动，而转动惯量较大的减振体2基本上是匀速转动，于是两者之间发生相对滑动，使硅油受剪切，摩擦生热而消耗振动的能量，从而减小了扭转振幅。显然，摩擦使硅油温度升高，粘度下降，对曲轴的