《发动机机械系统构造与检修（活页式）》课件 项目二曲柄连杆机构的构造与检修

12机体组的构造与检修3活塞连杆组的构造与检修4曲轴飞轮组的构造与检修目录项目二曲柄连杆机构的构造与维修曲柄连杆的结构及受力分析任务一

曲柄连杆的结构及受力分析1.知识目标（1）正确描述发动机曲柄连杆机构的结构、类型、功用；（2）能够正确识别曲柄连杆机构的零部件的名称、作用与原理。2.能力目标（1）熟悉识别曲柄连杆机构的结构、功用及工作原理；（2）掌握分析曲柄连杆机构的主要零部件的损坏原因。3.思政目标培养学生树立正确价值观。一、曲柄连杆机构的功用与组成

功用：将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使轴旋转的转矩，从而对外输出的动力。

组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。图2-1曲柄连杆机构组件示意图二、工作条件与受力分析

工作条件：高温、高压、高速、化学腐蚀。

受力分析：气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力。图2-2气体压力作用情况示意图1、气体压力：做功行程和压缩行程时气体作用力分析。图2-3往复惯性力离心惯性力气体压力作用情况示意图2、往复惯性力和离心力

往复惯性力：往复惯性力的产生是由于活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。

离心惯性力：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力。

3、摩擦力：

互相压紧并作相对运动的零件表面间必存在摩擦力。1.知识目标（1）掌握机体组各部件的作用、结构及工作原理；（2）了解汽缸体与汽缸盖的常见损伤；（3）掌握汽缸磨损规律。2.能力目标（1）能够对汽缸盖和汽缸体平面度进行测定；（2）能够对汽缸圆度和圆柱度进行测定，并能判断是否需要维修；（3）能熟练安装汽缸盖和气缸垫。3.思政目标引导学生树立正确的理想信念，坚定报国志向。任务二

机体组的构造与检修机体组主要包括：气缸盖、汽缸垫、气缸体、曲轴箱和油底壳等。气缸垫气缸体气缸盖油底壳一、气缸体与曲轴箱1、气缸体：水冷发动机的气缸体与曲轴箱常铸在一起，称为气缸体——曲轴箱，简称为气缸体。要求：具有足够的强度、刚度，良好的耐磨性和抗腐蚀性能。材料：灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁制造，为减小重量、加强散热，采用铝合金制造。（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为：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龙门式隧道式一般式性能与应用比较名称性能应用一般式机体高度小、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。（2）按有无气缸套分：整体式气缸、镶入式气缸两种。1）整体式气缸：直接在气缸体上镗出，其强度和刚度较好，对材料要求较高。2）镶入式气缸：单独加工出气缸套，再镶入到气缸中。干式气缸套和湿式气缸套名称特点示意图干缸套结构：外壁不直接与冷却水接触。壁厚1～3mm。优点：强度和刚度较好。缺点：加工复杂，拆装不方便，散热不良。湿缸套结构：外壁直接与冷却水接触。壁厚5～9mm。优点：散热性能好，加工容易，拆装方便。缺点：强度和刚度较低，容易产生漏水。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。2、油底壳

贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。一般采用薄钢板冲压而成，也有的采用铝合金铸造。为保证发动机倾斜时吸到机油，油底壳中后部做得较深。油底壳内的挡油板设计，可以减轻油面的波动。底部装有带磁性的放油螺栓，以吸附机油中的夹杂的铁屑。

二、气缸盖和气缸垫功用：密封气缸的上部，并与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。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。1、气缸盖结构汽油机燃烧室形状当活塞位于上止点位置时，由活塞顶部和气缸盖上相应的凹坑部分组成燃烧室。当活塞位于上止点位置时，由活塞顶部和气缸盖上相应的凹坑部分组成燃烧室。2、气缸垫功用：保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。材料：有弹性、耐热性、耐压性的特点。类型：a、金属-石棉垫

b、纯金属垫安装注意事项任务三

活塞连杆组构造与检修1.知识目标（1）掌握活塞连杆组零件作用、结构及工作原理；（2）了解活塞连杆组零件的工作条件、要求和材料；（3）掌握活塞连杆组的安装要求及方向标记、位置标记等。2.能力目标（1）能够对活塞、活塞环、活塞销进行选配；（2）能够对活塞、活塞环、连杆、轴瓦进行检验；（3）能够对活塞连杆组进行组装。3.思政目标培养学生精益求精的工作态度。油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖气环活塞连杆组主要包括：活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆、连杆盖等。一、活塞1、功用：2、工作环境：高温、高压、高速、润滑散热不良的条件下工作。3、材料：汽油机：铝合金（质量小、导热性好）柴油机：灰铸铁、耐热钢。承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。与气缸盖、气缸壁一起构成燃烧室。4、结构：顶部：构成燃烧室，承受气体压力。头部:安装活塞环，（制作较厚）。

裙部：导向、传力。承受侧压力销座孔处制有加强筋。（1）活塞顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。常见的有平顶、凸顶和凹顶活塞。结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。（2）活塞头部：是指第一道活塞环槽到活塞销孔以上的部分。头部工作条件最恶劣，应离顶部远些。作用：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。（3）活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。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。裙部活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层）二、活塞环1、气环作用：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。(密封、传热)类型：

（1）按开口形状分直切口、斜切口、阶梯口。

（2）按断面形状分矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环、桶面环等。

1）矩形环断面为矩形，其结构简单，制造方便，易于生产，应用最广。矩形环随活塞做往复运动时，会把气缸壁上的机油不断送入燃烧室中，这种现象称为“气环的泵油作用”。2）扭曲环a、正扭曲环：內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：內圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去部分金属。目前广泛用于第二道活塞环。扭曲环安装：内切向上，外切向下，内切环一般装第一道，外切环一般装二、三道。3）锥面环特点：断面呈锥形，与缸壁线接触，有利于密封和磨合，其上行有布油作用，下行有刮油作用，并可形成楔形油膜。安装时不能装反，否则会有泵油现象。安装注意：1.锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）；2.锥形环导热性差，常装在二、三道环槽。4）梯形环

断面呈梯形，随着活塞受侧压力的方向不同而不断地改变位置，将沉积在环槽中的积炭挤出去，避免了环被粘在环槽中而折断,可延长气环使用寿命。缺点是加工困难，精度要求高。5）桶面环梯形环桶面环桶面环外圆为凸圆弧形。当环上下运动时，均能与气缸壁形成楔形空间，使机油进入摩擦面，减小磨损。它与气缸壁呈圆弧接触，有利于密封。缺点是凸圆弧表面加工困难，仍有“泵油”现象。种类普通油环组合式油环作用示意图1.布油（气缸壁上铺上油膜）2.刮油（将气缸壁上多余的机油挂落回曲轴箱）刮油片轴向衬环径向衬环刮油片2、油环三、活塞销构造：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组合形。作用：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。材料与工艺:优质低碳钢，表面淬火、精磨。安装方式：活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接配合有两种方式："全浮式"安装和"半浮式"安装。连杆活塞销全浮式：活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车四、连杆构造：由连杆小头，连杆杆身、和连杆大头(包括连杆盖)组成。作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。材料：一般用中碳钢或合金钢经模锻制成。连杆大头的连接形式平切式斜切式连杆轴瓦任务四

曲轴飞轮组的构造与检修1.知识目标（1）熟悉曲轴飞轮组各部件的功用及结构特点；（2）掌握多缸发动机曲拐布置形式与发火顺序。2.能力目标（1）能正确拆装曲轴飞轮组；（2）能够对曲轴、飞轮、轴瓦进行检验；（3）能够对曲轴轴瓦进行选配。3.思政目标培养学生的爱国情怀和民族自信。曲轴飞轮组的组成起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮曲轴功用：1.将活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动；2.驱动配气机构及其他辅助装置。一、曲轴材料：采用中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴径表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工。工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。1、曲轴的结构：前端轴连杆轴颈曲轴主轴颈后端轴平衡重曲拐曲柄曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲拐数目：直列式发动机曲拐数目等于气缸数；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。1）主轴颈：是曲轴的支承部分全支承曲轴：主轴颈数比气缸数目多一个。这种支承强度和刚度较好，减小了磨损，柴油机和大部分汽油机多采用这种形式。非全支承曲轴：主轴颈数比气缸数目少或相等。这种支承主轴颈载荷较大，缩短了曲轴总长度。有些载荷较小的汽油机上使用。2）连杆轴径轴颈：是曲轴与连杆的连接部分。3）曲柄和曲轴配重：曲柄是主轴颈和连杆轴径的连接部分；曲轴配重，主要为了平衡发动机的不平衡离心力矩。4）前端和后端曲轴前端装有正时齿轮、驱动风扇和水泵的带轮、止推片等。后端安装飞轮。2、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轴承来实现的（翻边轴瓦）。主