第二章曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构

学习目标:

通过本章得学习,您应该能够解答如下几个问题:

1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用就是什么？

2、汽油机得燃烧室有那几种？有何特点？

3、试述气缸体得三种形式及特点。

4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形,为什么？

5、什么就是矩形环得泵油作用？有什么危害？

6、什么就是发动机得点火顺序？什么就是发动机得作功间隔角？

7、曲轴扭转减振器起什么作用？

学习内容:

一、概述

二、机体组

三、活塞连杆组——活塞

四、活塞连杆组——活塞环

五、活塞连杆组——活塞销

六、活塞连杆组——连杆

七、曲轴飞轮组

第一节概述

功用:曲柄连杆机构就是内燃机实现工作循环,完成能量转换得传动机构,用来传递力与改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞得往复运动转变成曲轴得旋转运动,对外输出动力,而在其她三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴得旋转运动转变成活塞得往复直线运动。总得来说曲柄连杆机构就是发动机借以产生并传递动力得机构。通过它把燃料燃烧后发出得热能转变为机械能。

工作条件:发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴得旋转速度又很高,活塞往复运动得线速度相当大,同时与可燃混合气与燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作

用,并且润滑困难。可见,曲柄连杆机构得工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速与化学腐蚀作用。

组成:曲柄连杆机构得主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组与曲轴飞轮组。

机体就是构成发动机得骨架,就是发动机各机构与各系统得安装基础,其内、外安装着发动机得所有主要零件与附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够得强度与刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖与气缸垫等零件组成。

1、气缸体

水冷发动机得气缸体与上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——

曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部得

圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴得曲轴箱,其内腔为曲轴

运动得空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套与润滑油道

等。

气缸体应具有足够得强度与刚度,根据气缸体与油底壳安装平

面得位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。

(1) 一般式气缸体其特点就是油底壳安装平面与曲轴旋转中心在

同一高度。这种气缸体得优点就是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点就是刚度与强度较差

(2) 龙门式气缸体其特点就是油底壳安装平面低于曲轴得旋转中心。它得优点就是强度与刚度都好,能承受较大得机械负荷;但其缺点就是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。

(3) 隧道式气缸体这种形式得气缸体曲轴得主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点就是结构紧凑、刚度与强度好,但其缺点就是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。

为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸与气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种就是水冷,另一种就是风冷。水冷发动机得气缸周围与气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体与气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸与气缸盖起冷却作用。

现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸得排列形式决定了发动机外型尺寸与结构特点,对发动机机体得刚度与强度也有影响,并关系到汽车得总体布置。按照气缸得排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型与对置式三种。

(1) 直列式

发动机得各个气缸排成一列,一般就是垂直布置得。单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度与高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用得发动机均采用这种直列式气缸体。有得汽车为了降低发动机得高度,把发动机倾斜一个角度。

(2) V型

气缸排成两列,左右两列气缸中心线得夹角γ＜180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度与高度,增加了气缸体得刚度,减轻了发动机得重量,但加大了发动机得宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上得发动机,6缸发动机也有采用这种形式得气缸体。

(3) 对置式

气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线得夹角γ＝180°,称为对置式。它得特点就是高度小,总体布置方便,有利于风冷。这种气缸应用较少。

气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度与刚度都好,能承受较大得载荷,

这种气缸对材料要求高,成本高。如果将气缸制造成单独得圆筒形零件(即气缸套),然后再装到气缸体内。这样,气缸套采用耐磨得优质材料制成,气缸体可用价格较低得一般材料制造,从而降低了制造成本。同时,气缸套可以从气缸体中取出,因而便于修理与更换,并可大大延长气缸体得使用寿命。气缸套有干式气缸套与湿式气缸套两种。干式气缸套得特点就是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而与气缸体得壁面直接接触,

壁厚较薄,一般为1～3mm。它具有整体式气缸体得优点,强度与刚度都较好,但加工比较复杂,内、外表面都需要进行精加工,拆装不方便,散热不良。

湿式气缸套得特点就是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带与气缸体接触,壁厚一般为5～9mm。它散热良好,冷却均匀,加工容易,通常只需要精加工内表面,而与水接触得外表面不需要加工,拆装方便,但缺点就是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易产生漏水现象。应该采取一些防漏措施。

2、曲轴箱

气缸体下部用来安装曲轴得部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱与下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图。油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机得总体布置与机油得容量。油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。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,以吸附润滑油中得金属屑,减少发动机得磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。

3、气缸盖

气缸盖安装在气缸体得上面,从

上部密封气缸并构成燃烧室。它经常

与高温高压燃气相接触,因此承受很

大得热负荷与机械负荷。水冷发动机

得气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下

端面得冷却水孔与缸体得冷却水孔

相通。利用循环水来冷却燃烧室等高

温部分。

缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道与排气通道等。汽油机得气缸盖上加工有安装火花塞得孔,而柴油机得气缸盖上加工有安装喷油器得孔。顶置凸轮轴式发动机得气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴。

气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金得导热性好,有利于提高压缩比,所以近年

来铝合金气缸盖被采用得越来越多。

气缸盖就是燃烧室得组成部分,燃烧室得形状对发动机得工作影响很大,由于汽油机与柴油机得燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室得部分差别较大。汽油机得燃烧室主要在气缸盖上,而柴油机得燃烧室主要在活塞顶部得凹坑。这里只介绍汽油机得燃烧室,而柴油机得燃烧室放在柴油供给系里介绍。

汽油机燃烧室常见得三种形式

(1) 半球形燃烧室

半球形燃烧室结构紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,故燃烧速率高,散热少,热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故充气效率较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上被广泛地应用。

(2) 楔形燃烧室

楔形燃烧室结构简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混合气在压缩行程中形成良好得涡流运动,有利于提高混合气得混合质量,进气阻力小,提高了充气效率。气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰传播距离长些,切诺基轿车发动机采用这种形式得

燃烧室。

(3) 盆形燃烧室

盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。

4、气缸垫

气缸垫装在气缸盖与气缸体之间,其功用就是保证气缸盖与气缸体接触面得密封,防止漏气,漏水与漏油。

气缸垫得材料要有一定得弹性,能补偿结合面得不平度,以确保密封,同时要有好得耐热性与耐压性,在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多得就是铜皮——棉结构得气缸垫,由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形。有得发动机还采用在石棉中心用编织得纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成得气缸垫。

安装气缸垫时,首先要检查气缸垫得质量与完好程度,所有气缸垫上得孔要与气缸体上得孔对齐。其次要严格按照说明书上得要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,必须由中央对称地向四周扩展得顺序分2～3次进行,最后一次拧紧到规定得力矩。

小结

通过本节得学习,您应该能够解答如下几个问题:

1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用就是什么？

2、汽油机得燃烧室有那几种？有何特点？

3、试述气缸体得三种形式及特点。

4、发动机镶入气缸套有优点？什么就是干式气缸套？什么就是湿式气缸套？采用湿式气缸套

就是如何防止漏水？

5、气缸盖衬垫得功用有哪些？它应满足哪些要求？目前汽车上常用得有那几种型式？安装气

缸盖衬垫应注意什么？

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成,如图。

活塞

功用:活塞得功用就是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲

轴旋转,活塞顶部还就是燃烧室得组成部分。工作条件:活塞在高温、

高压、高速、润滑不良得条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬

时温度可达2500K以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活

塞工作时温度很高,顶部高达600～700K,且温度分布很不均匀;活塞

顶部承受气体压力很大,特别就是作功行程压力最大,汽油机高达3～

5MPa,柴油机高达6～9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力得

作用;活塞在气缸内以很高得速度(8～12m/s)往复运动,且速度在不

断地变化,这就产生了很大得惯性力,使活塞受到很大得附加载荷。活塞在这种恶劣得条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附加载荷与热应力,同时受到燃气得化学腐蚀作用。

要求:(1) 要有足够得刚度与强度,传力可靠;

(2) 导热性能好,要耐高压、耐高温、耐磨损;

(3) 质量小,重量轻,尽可能地减小往复惯性力。

铝合金材料基本上满足上面得要求,因此,活塞一般都采用高强度铝合金,但在一些低速柴油机

上采用高级铸铁或耐热钢。

构造:活塞可分为三部分,活塞顶部、活塞头部与活塞裙部。

1 活塞顶部

活塞顶部承受气体压力,它就是燃烧室得组成部分,其形状、位置、大小都与燃烧室得具体形式有关,都就是为满足可燃混合气形成与燃烧得要求,其顶部形状可分为四大类,平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞与成型顶活塞。

平顶活塞顶部

就是一个平面,

结构简单,制造

容易,受热面积

小,顶部应力分

布较为均匀,一

般用在汽油机

上,柴油机很少

采用。

凸顶活塞顶部凸起呈球顶形,其顶部强度高,起导向作用,有利于改善换气过程,二行程汽油机常采用凸顶活塞。

凹顶活塞顶部呈凹陷形,凹坑得形状与位置必须有利于可燃混合气得燃烧,有双涡流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。

2 活塞头部

活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽,用以安装活塞环,起密封作用,又称为防漏部。柴油机压缩比高,一般有四道环槽,上部三道安装气环,下部安装油环。汽油机一般有三道环槽,其中有两道气环槽与一道油环槽,在油环槽底面上钻有许多径向小孔,使被油环从气缸壁上刮下得机油经过这些小孔流回油底壳。第一道环槽工作条件最恶劣,一般应离顶部较远些。

活塞顶部吸收得热量主要也就是经过防漏部通过活塞环传给气缸壁,再由冷却水传出去。总之,活塞头部得作用除了用来安装活塞环外,还有密封作用与传热作用,与活塞环一起密封气缸,防止可燃混合气漏到曲轴箱内,同时还将(70～80)%得热量通过活塞环传给气缸壁。

3 活塞裙部

活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端得部分,它包括装活塞销得销座孔。活塞裙部对活塞在气缸内得往复运动起导向作用,并承受侧压力。裙部得长短取决于侧压力得大小与活塞直径。所谓侧压力就是指在压缩行程与作功行程中,作用在活塞顶部得气体压力得水平分力使活塞压向气缸壁。压缩行程与作功行程气体得侧压力方向正好相反,由于燃烧压力大大高于压缩压力,

所以,作功行程中得侧压力也大大高于压缩行程中得侧压力。活塞裙部承受侧压力得两个侧面称为推力面,它们处于与活塞销轴线相垂直得方向上。

结构特点:(1)预先做成椭圆形:

为了使裙部两侧承受气体压力并与气缸保持小而安全得间隙,要求活塞在工作时具有正确得圆柱形。但就是,由于活塞裙部得厚度很不均匀,活塞销座孔部分得金属厚,受热膨胀量大,沿活塞销座轴线方向得变形量大于其她方向。另外,裙部承受气体侧压力得作用,导致沿活塞销轴向变形量较垂直活塞销方向大。这样,如果活塞冷态时裙部为圆形,那么工作时活塞就会变成一个椭圆,使活塞与气缸之间圆周间隙不相等,造成活塞在气缸内卡住,发动机就无法正常工作。因此,在加工时预先把活塞裙部做成椭圆形状。椭圆得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。

(2)预先做成阶梯形、锥形:

活塞沿高度方向得温度很不均匀,活塞得温度就是上部高、下部低,膨胀量也相应就是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等,即为圆柱形,就必须预先把活塞制成上小下大得阶梯形、锥形。

(3)活塞群部开槽:

为了减小活塞裙部得受热量,通常在裙部开横向得隔热槽,为了补偿裙部受热后得变形量,裙部开有纵向得膨胀槽。槽得形状有"T"形或"Π"形槽。横槽一般开在最下一道环槽得下面,裙部上边缘销座得两侧(也有开在油环槽之中得),以减小头部热量向裙部传递,故称为隔热槽。竖槽会使裙部具有一定得弹性,从而使活塞装配时与气缸间具有尽可能小得间隙,而在热态时又具有补偿作用,不致造成活塞在气缸中卡死,故将竖槽称为膨胀槽。裙部开竖槽后,会使其开槽得一侧刚度变小,在装配时应使其位于作功行程中承受侧压力较小得一侧。柴油机活塞受力大,裙部一般不开槽。

(4)有些活塞为了减轻重量,在裙部开孔或把裙部不受侧压力得两边切去一部分,以减小惯性力,减小销座附近得热变形量,形成拖板式活塞或短活塞,拖板式结构裙部弹性好,质量小,活塞与气缸得配合间隙较小,适用于高速发动机。

(5)为了减小铝合金活塞裙部得热膨胀量,有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。恒范钢片式活塞得结构特点就是,由于恒范钢为含镍33%～36%得低碳铁镍合金,其膨胀系数仅为铝合金得1/10,而销座通过恒范钢片与裙部相连,牵制了裙部得热膨胀变形量。

(6)有得汽油机上,活塞销孔中心线就是偏离活塞中心线平面得,向作功行程中受主侧压力得一方偏移了1～2mm。这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔与地从压向气缸得一面过渡到压向气缸得另一面,以减小敲缸得声音。在安装时,这种活塞销偏置得方向不能装反,否则换向敲击力会增大,使裙部受损。

活塞环就是具有弹性得开口环,有气环与油环之分。

功用:气环就是保证气缸与活塞间得密

封性,防止漏气,并且要把活塞顶部吸收得大

部分热量传给气缸壁,由冷却水带走。其中密

封作用就是主要得,因为密封就是传热得前

提。如果密封性不好,高温燃气将直接从气缸

表面流入曲轴箱。这样不但由于环面与气缸

壁面贴合不严而不能很好散热,而且由于外

圆表面吸收附加热量而导致活塞与气环烧坏;

油环起布油与刮油得作用,下行时刮除气缸

壁上多余得机油,上行时在气缸壁上铺涂一

层均匀得油膜。这样既可以防止机油窜入气

缸燃烧掉,又可以减少活塞、活塞环与气缸壁

得摩擦阻力,此外,油环还能起到封气得辅助

作用。

工作条件:活塞环在高温、高压、高速与润滑极其困难得条件下工作,尤其就是第一道环最为困难,长期以来,活塞环一直就是发动机上使用

寿命最短得零件。活塞环工作时受到气缸中高温高压燃气得作用,温度很高(特别就是第一道环温度可高达600K),活塞环在气缸内随活塞一起作高速运动,加上高温下机油可能变质,使环得润滑条件变坏,难以保证良好得润滑,因而磨损严重。另外,由于气缸壁得锥度与椭圆度,活塞环随活塞往复运动时,沿径向会产生一张一缩运动,使环受到交变应力而容易折断。因此,要求活塞环弹性好,强度高、耐磨损。目前广泛采用得活塞环材料就是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素),第一道环镀铬,其余环一般镀锡或磷化。

1 气环

气环开有切口,具有弹性,在自由状态下外径大于气缸直径,它与活塞一起装入气缸后,外表面紧贴在气缸壁上,形成第一密封面,被封闭得气体不能通过环周与气缸之间,便进入了环与环槽得空隙,一方面把环压到环槽端面形成第二密封面,同时,作用在环背得气体压力又大大加强了第一密封面得密封作用,气环密封效果一般与气环数量有关,汽油机一般采用2道气环,柴油机一般多采用3道气环。

气环得断面形状很多,最常见得有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环与桶面环。

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。但就是矩形环随活塞往复运动时,会把气缸壁面上得机油不断送入气缸中。这种现象称为"气环得泵油作用" 。

活塞下行时,由于环与气缸壁得摩擦阻力及环得惯性,环被压靠在环槽得上端面上,气缸壁面上得油被刮入下边隙与内边隙;活塞上行时,环又被压靠在环槽得下端面。结果第一道环背隙里得机油就进入燃烧室,窜入燃烧室得机油,会在燃烧室内形成积炭,造成机油得消耗量增加,另外上窜得机油也可能在环槽内形成积炭,使环在环槽内卡死而失去密封作用,划伤气缸壁,甚至使环折断,可见泵油作用就是很有害得,必须设法消除。为了消除或减少有害得泵油作用,除了在气环得下面装有油环外,广泛采用了非矩形断面得扭曲环。

② 扭曲环就是在矩形环得内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分,使断面呈不对称形状,在环得内圆部分切槽或倒角得称内切环,在环得外圆部分切槽或倒角得称外切环。装入气缸后,由于断面不对称,产生不平衡力得作用,使活塞环发生扭曲变形。活塞上行时,扭曲环在残余油膜上浮,可以减小摩擦,减小磨损。活塞下行时,则有刮油效果,避免机油烧掉。同时,由于扭曲环在环槽中上、下跳动得行程缩短,可以减轻"泵油"得副作用。目前被广泛地应用于第2道活塞环槽上,安装时必须注意断面形状与方向,内切口朝上,外切口朝下,不能装反。

③ 锥面环断面呈锥形,外圆工作面上加工一个很小得锥面(0、5°～1、5°),减小了环与气缸壁得接触面,提高了表面接触压力,有利于磨合与密封。活塞下行时,便于刮油;活塞上行时,由于锥面得"油楔"作用,能在油膜上"飘浮"过去,减小磨损,安装时,不能装反,否则会引起机油上窜。

④ 梯形环断面呈梯形,工作时,梯形环在压缩行程与作功行程随着活塞受侧压力得方向不同而不断地改变位置,这样会把沉积在环槽中得积炭挤出去,避免了环被粘在环槽中而折断。可以延长环得使用寿命。但就是主要缺点就是加工困难,精度要求高。

⑤ 桶面环桶面环得外圆为凸圆弧形,就是近年来兴起得一种新型结构。当桶面环上下运动时。均能与气缸壁形成楔形空间,使机油容易进入摩擦面,减小磨损。由于它与气缸呈圆弧接触,故对气缸表面得适应性与对活塞偏摆得适应性均较好,有利于密封,但凸圆弧表面加工较困难。

2 油环油环有普通油环与组合油环两种。

① 普通油环普通油环又叫整体式油环。环得外圆柱面中间加工有凹槽,槽中钻有小孔或开切槽,当活塞向下运动时,将缸壁上多余得机油刮下,通过小孔或切槽流回曲轴箱;当活塞上行时,刮下得机油仍通过回油孔流回曲轴箱。有些普通环还在其外侧上边制有倒角,使环在随活塞上行时形成油楔,可起均布润滑油得作用,下行刮油能力强,减少了润滑油得上窜

② 组合式油环组合环由上下两片侧轨环与中间得扩胀器组成,侧轨环用镀铬钢片制成,扩胀器得周边比气缸内圆周略大一些,可装侧轨环紧紧压向气缸壁。这种油环得接触压力高,对气缸壁面适应性好,而且回油通路大,重量小,刮油效果明显。图2-24右侧所示得组合环由三个刮油钢片与两个弹性衬环组成,它具有上述组合环得优点。近年来汽车发动机上越来越多地采用了组合式油环。它得缺点主要就是制造成本高。

活塞销

活塞销得功用就是连接活塞与连杆小头,并把活塞承受得气体压力传给连杆。

活塞销在高温下周期地承受很大得冲击载荷,其本身又作摆转运动,而且处于润滑条件很差得情况下工作,因此,要求活塞销具有足够得强度与刚度,表面韧性好,耐磨性好,重量轻。所以活塞销一般都做成空心圆柱体,采用低碳钢与低碳合金钢制成,外表面经渗碳淬火处理以提高硬度,精

加工后进行磨光,有较高得尺寸精度与表面光洁度。

活塞销得内孔有三种形状:a 圆柱形;b 两段截锥与一段圆柱组合;c两段截锥形。

圆柱形孔结构简单,加工容易,但从受力角度分析,中间部分应力最大,两端较小,所以这种结构质量较大,往复惯性力大;为了减小质量,减小往复惯性力,活塞销做成两段截锥形孔,接近等强度梁,但孔得加工较复杂;组合形孔得结构介于二者之间。

活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔得连接配合有两种方式:"全浮式"安装与"半浮式"安装。

"全浮式"安装,当发动机工作时,活塞销、连杆小头与活塞销座都有相对运动,这样,活塞销能在连杆衬套与活塞销座中自由摆动,使磨损均匀。为了防止全浮式活塞销轴向窜动刮伤气缸壁,在活塞销两端装有档圈,进行轴向定位。由于活塞就是铝活塞,而活塞销采用钢材料,铝比钢热膨胀量大。为了保证高温工作时活塞销与活塞销座孔为过渡配合。装配时,先把铝活塞加热到一定程度,然后再把活塞销装入,这种安装方式应用较广泛。

"半浮式"安装得特点就是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,而与连杆小头没有相对运动。活塞销不会作轴向窜动,不需要锁片。小轿车上应用较多。

连杆得功用就是连接活塞与曲轴。连杆小头通过活塞销与活塞相连,连杆大头与曲轴得连杆轴颈相连。并把活塞承受得气体压力传给曲轴,使活塞得往复运动

转变成曲轴得旋转运动。

连杆工作时,承受活塞顶部气体压力与惯性力得作用,而这些

力得大小与方向都就是周期性变化得。因此,连杆受到得就是压缩、

拉伸与弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高,刚度大,重量轻。连

杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成,然后经机加工与

热处理,连杆分为三个部分:即连杆小头1,连杆杆身2与连杆大头3(包括连杆盖)。连杆小头与活塞销相连。

对全浮式活塞销,由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动,所以常常在连杆小头孔中压入减磨得青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套,在小头与衬套上铣有油槽或钻有油孔以收集发动机运转时飞溅上来得润滑油并用以润滑。有得发动机连杆小头采用压力润滑,在连杆杆身内钻有纵向得压力油通道。采用半浮式活塞销就是与连杆小头紧配合得,所以小头孔内不需要衬套,也不需要润滑。

连杆杆身通常做成"I"字形断面,抗弯强度好,重量轻,大圆弧过渡,且上小下大,采用压力法润滑得连杆,杆身中部都制有连通大、小头得油道。

连杆大头与曲轴得连杆轴颈相连,大头有整体式与分开式两种。一般都采用分开式,分开式又分为平分与斜分两种。

平分——分面与连杆杆身轴线垂直,汽油机多采用这种连杆。因为,一般汽油机连杆大头得横向尺寸都小于气缸直径,可以方便地通过气缸进行拆装,故常采用平切口连杆。

斜分——分面与连杆杆身轴线成30～60°夹角。柴油机多采用这种连杆。因为,柴油机压缩比大,受力较大,曲轴得连杆轴颈较粗,相应得连杆大头尺寸往往超过了气缸直径,为了使连杆大头能通过气缸,便于拆装,一般都采用斜切口,最常见得就是45°夹角、

把连杆大头分开可取下得部分叫连杆盖,连杆与连杆盖配对加工,加工后,在它们同一侧打上配

对记号,安装时不得互相调换或变更方向。为此,在结构上采取了定位措施。平切口连杆盖与连杆得定位多采用连杆螺栓定位,利用连杆螺栓中部精加工得圆柱凸台或光圆柱部分与经过精加

工得螺栓孔来保证得。斜切口连杆常用得定位方法有锯齿定位、圆销定位、套筒定位与止口定位。

连杆盖与连杆大头用连杆螺栓连在一起,连杆螺栓在工作中承受很大得冲击力,若折断或松脱,

将造成严重事故。为此,连杆螺栓都采用优质合金钢,并精加工与热处理特制而成。安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时,要用扭力板手分2～3次交替均匀地拧紧到规定得扭矩,拧紧后还应可靠得锁紧。连杆螺栓损坏后绝不能用其它螺栓来代替。

连杆轴瓦——为了减小摩擦阻力与曲轴连杆轴颈得磨损,连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承,简称连杆轴瓦。轴瓦分上、下两个半片,目前多采用薄壁钢背轴瓦,在其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软,容易保持油膜,磨合性好,摩擦阻力小,不易磨损等特点。耐磨合金常采用得有巴氏合金,铜铝合金,高锡铝合金。连杆轴瓦得背面有很高得光洁度。半个轴瓦在自由状态下不就是半圆形,当它们装入连杆大头孔内时,又有过盈,故能均匀地紧贴在大头孔壁上,具有很好得承受载荷与导热得能力,并可以提高工作可靠性与延长使用寿命。

连杆轴瓦上制有定位凸键,供安装时嵌入连杆大头与连杆盖得定位槽中,以防轴瓦前后移动或转动,有得轴瓦上还制有油孔,安装时应与连杆上相应得油孔对齐。

V型发动机左右两侧对应两个气缸得连杆就是装在曲轴得一个连杆轴颈上得,称为叉形连杆。

小结

通过本节得学习,您应该能够解答如下几个问题:

1、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形,为什么？

2、扭曲环装入气缸中为什么会产生扭曲效果？它有何优点？装配时应注意什么？

3、连杆得功用就是什么？它有几种结构形式?有何安装标记？

4、活塞环功用就是什么？

5、简述气环得密封原理。

6、什么就是矩形环得泵油作用？有什么危害？

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮与一些附件组成。

1、曲轴

曲轴就是发动机最重要得机件之一。它与连杆配合将作用在活塞上得气体压力变为旋转得

动力,传给底盘得传动机构。同时,驱动配气机构与其它辅助装置,如风扇、水泵、发电机等。

工作时,曲轴承受气体压力,惯性力及惯性力矩得作用,受力大而且受力复杂,并且承受交变负荷得冲击作用。同时,曲轴又就是高速旋转件,因此,要求曲轴具有足够得刚度与强度,具有良好得承受冲击载荷得能力,耐磨损且润滑良好。

曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高耐磨性与耐疲劳强度,轴颈表面经高频淬火或氮化处理,并经精磨加工,以达到较高得表面硬度与表面粗糙度得要求。

曲轴一般由主轴颈,连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端与后端等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈与一个曲柄组成了一个曲拐,曲轴得曲拐数目等于气缸数(直列式发动机);V型发动机曲轴得曲拐数等于气缸数得一半。

主轴颈就是曲轴得支承部分,通过主轴承支承在曲轴箱得主轴承座中。主轴承得数目不仅与发动机气缸数目有关,还取决于曲轴得支承方式。曲轴得支承方式一般有两种,一种就是全支承曲轴,另一种就是非全支承曲轴。

全支承曲轴:曲轴得主轴颈数比气缸数目多一个,即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。如六缸发动机全支承曲轴有七个主轴颈。四缸发动机全支承曲轴有五个主轴颈。这种支承,曲轴得强度与刚度都比较好,并且减轻了主轴承载荷,减小了磨损。柴油机与大部分汽油机多采用这种形式。

非全支承曲轴:曲轴得主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相

等。这种支承方式叫非全支承曲轴,虽然这种支承得主轴承载荷

较大,但缩短了曲轴得总长度,使发动机得总体长度有所减小。有

些汽油机,承受载荷较小可以采用这种曲轴型式。

曲轴得连杆轴颈就是曲轴与连杆得连接部分,通过曲柄与主轴颈

相连,在连接处用圆弧过渡,以减少应力集中。直列发动机得连杆

轴颈数目与气缸数相等。V型发动机得连杆轴颈数等于气缸数得

一半。

曲柄就是主轴颈与连杆轴颈得连接部分,断面为椭圆形,为了平衡惯性力,曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。平衡重块用来平衡发动机不平衡得离心力矩,有时还用来平衡一部分往复惯性力,从而使曲轴旋转平稳。

曲轴前端装有正时齿轮,驱动风扇与水泵得皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏,在曲轴前端装有一个甩油盘,在齿轮室盖上装有油封。曲轴得后端用来安装飞轮,在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹,以阻止机油向后窜漏。

曲轴得形状与曲拐相对位置(即曲拐得布置)取决于气缸数、气缸排列与发动机得发火顺序。安排多缸发动机得发火顺序应注意使连续作功得两缸相距尽可能远,以减轻主轴承得载荷,同时避

免可能发生得进气重叠现象。作功间隔应力求均匀,也就就是说发动机在完成一个工作循环得曲轴转角内,每个气缸都应发火作功一次,而且各缸发火得间隔时间以曲轴转角表示,称为发火间隔角。四行程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈,其转角为720°,在曲轴转角720°内发动机得每个气缸应该点火作功一次。且点火间隔角就是均匀得,因此四行程发动机得点火间隔角为720°/i,(i为气缸数目),即曲轴每转720°/i,就应有一缸作功,以保证发动机运转平稳。

(1) 四缸四行程发动机得发火顺序与曲拐布置:

四缸四行程发动机得发火间隔角为720°/4＝180°,曲轴每转半圈(180°)作功一次,四个缸得作功行程就是交替进行得,并在720°内完成,因此,可使曲轴获得均匀得转速,工作平稳柔与。对于每一个气缸来说,其工作过程与单缸机得工作过程完全相同,只不过就是要求它按照一定得顺序工作,即为发动机得工作顺序,也叫作发动机得发火顺序。可见,多缸发动机得工作顺序(发火顺序)就就是各缸完成同名行程得次序。四缸发动机四个曲拐布置在同一平面内。1,4缸在上,2,3缸在下,互相错开180°,其发火顺序得排列只有两种可能,即为1-3-4-2或为1-2-4-3,两种工作顺序得发动机工作循环表分别见表2-1与表2-2。

四行程直列六缸发动机发火间隔角为720°/6=120°,六个曲拐分别布置在三个平面内,一种发火顺序就是1-5-3-6-2-4,国产汽车得六缸直列发动机都用这种,其工作循环表见表2-3。另一种发火顺序就是1-4-2-6-3-5。

(3) 四行程V型八缸发动机得发火顺序,四行程V型八缸发动机得发火间隔角为720°/8=90°,V型发动机左右两列中对应得一对连杆共用一个曲拐,所以V型八缸发动机只有四个曲拐。曲拐布置可以与四缸发动机相同,四个曲拐布置在同一平面内,也可以布置在两个互相错开90°得平面内,使发动机得到更好地平衡。发火顺序为1-8-4-3-6-5-7-2。其工作循环表见表2-4。

2、飞轮

飞轮得主要功用就是用来贮存作功行程得能量,用于克服进气、压缩与排气行程得阻力与其它阻力,使曲轴能均匀地旋转。飞轮外缘压有得齿圈与起动电机得驱动齿轮啮合,供起动发动机用;汽车离合器也装在飞轮上,利用飞轮后端面作为驱动件得摩擦面,用来对外传递动力。

飞轮就是高速旋转件,因此,要进行精确地平衡校准,平衡性能要好,达到静平衡与动平衡。飞轮就是一个很重得铸铁圆盘,用螺栓固定在曲轴后端得接盘上,具有很大得转动惯量。飞轮轮缘上镶有齿圈,齿圈与飞轮紧配合,有一定得过盈量。

在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止

点;六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。当飞轮上得记号与外壳上得记号对正时,正好就是压缩上止点。奥迪100飞轮上有－"0"标记。

飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验,在拆装时为了不破坏它们之间得平衡关系,飞轮与曲轴之间应有严格不变得相对位置。通常用定位销与不对称布置得螺栓来定位。

3、曲轴扭转减振器

曲轴就是一种扭转弹性系统,其本身具有一定得自振频率。在发动机工作过程中,经连杆传给连杆轴颈得作用力得大小与方向都就是周期性变化得,所以曲轴各个曲拐得旋转速度也就是忽快忽慢呈周期性变化。安装在曲轴后端得飞轮转动惯量最大,可以认为就是匀速旋转,由此造成曲轴各曲拐得转动比飞轮时快时慢,这种现象称之为曲轴得扭转振动。当振动强烈时甚至会扭断曲轴。扭转减振器得功用就就是吸收曲轴扭转振动得能量,消减扭转振动,避免发生强烈得共振及其引起得严重恶果。一般低速发动机不易达到临界转速。但曲轴刚度小、旋转质量大、缸数多及转速高得发动机,由于自振频率低,强迫振动频率高,容易达到临界转速而发生强烈得共振。因而加装扭转减振器就很有必要。

小结

通过本节得学习,您应该能够解答如下几个问题:

1、什么就是发动机得点火顺序？什么就是发动机得作功间隔角？

2、曲轴扭转减振器起什么作用？

3、曲轴前后端得防漏措施有哪些？

4、曲轴上得平衡重有什么作用？为什么有得曲轴上没有平衡重？

第三章 曲柄连杆机构 练习题

第三章曲柄连杆机构练习题 1、曲柄连杆机构由哪些零件组成？其功用是什么？ 2、试述气缸体的三种形式及特点。 P29 3、解释下列名词： a、上止点b,下止点c,活塞行程d,汽缸工作容积 e,燃烧室容积f,汽缸总容积g,发动机排量h,压缩比 i,工作循环j,四冲程发动机k,二冲程发动机 4、铝合金活塞预先做成椭园形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？确定发动机的点火 顺序的原则有哪些？

7、内燃机中的飞轮起什么作用？ 8、内燃机与外燃机相比，具有哪些优点？ 9、曲柄连杆机构的主要零件可以分为哪三组？ 10、内燃机的燃烧室有盆型; 楔型和半球型等三种。 12、活塞连杆组由活塞、、、和轴瓦等组成。 13、活塞可分为三部分，、和。 14、活塞环是具有弹性的开口环，有和两种。气环的作用是；油环的作用是。气环的开口切口;切口; 切口和带防转销钉槽等四种形式. 15、连杆分为三部分：即连杆、连杆杆身和连杆（包括连杆盖）。 16、曲轴由曲轴前端轴（自由端）、曲拐及曲轴后端轴三部分组成。 17、请对比四行程汽油机与四行程柴油机的优缺点。 18、简述曲柄连杆机构的功用与工作条件。 19、气缸的排列方式有哪些？ 20、按照冷却水冷却气缸套的方式来划分，气缸套有气缸套和气缸套两种。 21、简述气缸盖的功用;工作条件;制造材料和汽缸盖的结构分类。

22、气缸垫有什么作用? 23、简述活塞的功用;工作条件对其要求和制造材料. 24、简述活塞各部的位置和其功用. 25、活塞销有何功用？其工作条件如何？它与活塞之间采用什么方式连接？ 26、连杆有何功用？其工作条件;材料及对其要求如何？

曲柄连杆机构

曲柄连杆机构 第二章曲柄连杆机构 一、选择题： 1. 在曲柄连杆机构中，引起发动机水平振动的是（）力。 a. 往复惯性力 b. 离心惯性力 c. 气体压力 d. 惯性力 2. 当汽油机转速为3000~6000r/min 时，活塞冲程为（）冲程/ 秒。 a. 100~200 b. 50~100 c. 150~250 d. 250~300 3. 曲轴箱的型式有三种，其刚度由大到小顺序为（）。 a. 平分式龙门式隧道式 b. 龙门式隧道式平分式 c. 隧道式龙门式平分式 d. 隧道式龙门式平分式 4. 492Q 型汽油机气缸体采用（）铸造。

a. 合金铸铁 b. 优质灰铸铁 c. 铝合金铸铁 d. 球墨铸铁 5. 活塞在工作状态下发生椭圆变形，是由于（）作用的结果。 a. 侧压力 b. 销座处热膨胀 c. 侧压力和销座热膨胀 d. 气体压力、侧压力和销座处热膨胀 6. ( ) 用来减少第一道环的热流。 a. 油环 b. 隔热堤 c. 气环 d. 活塞销 7. 活塞环的数目由（）决定的。 a. 气体压力 b. 缸壁间隙和气体压力 c. 发动机转速 d. 气体压力、缸壁间隙和发动机转速 8. 在作功冲程时，气环的密封作用，主要靠（）。 a. 第一密封面的密封作用 b. 第二次密封作用

c. 活塞环本身的弹力 9. 为了保护活塞裙部表面，加速走合，在活塞裙部较多采用的措施是（）。 a. 涂石墨 b. 喷油润滑 c. 镀锡 d. 镀铬 10. 活塞环的泵油作用，是由活塞环（）存在引起的。 a. 开口间隙和侧隙 b. 开口间隙和背隙 c. 缸壁间隙 d. 侧隙和背隙 11. 外扭切环多装于第（）道环槽。 a. 一 b. 一和二 c. 二和三 d. 一和三 12. 扭曲环之所以会扭曲是因为（）。 a. 加工成扭曲的 b. 环断面不对称 c. 气体压力作用 d. 活塞环弹力作用

第二章 曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构 第一节 概述 1.曲柄连杆机构是往复活 塞式发动机的重要工作 机构。其功用是将燃料燃 烧后作用在活塞顶上的 气体膨胀压力转变为推 动曲轴旋转的转矩，向工 作机械输出机械能。 2.曲柄连杆机构的零部件 主要有以下三部分组成： 机体组、活塞连杆组和曲 轴飞轮组。 第二节机体组 1.机体组主要由气缸体、气 缸盖、曲轴箱、油底壳和 气缸垫等组成，它的作用 是发动机各机构、各系统 的装载基体。 （一）气缸体 1.汽缸体上半部分有一个

或若干个为活塞在其中 运动导向的圆形空腔，称 为气缸；下半部为支撑曲 轴的曲轴箱。 2.水冷式发动机气缸体中， 布置有许多的水套，通过 冷却液在其中循环流动， 逮走由活塞，活塞环传给 气缸，再传给冷却液的大 量热量，从而保证发动机 连续工作的正常温度。3.气缸体材料要有足够的 强度和刚度，导热性、耐 磨性要好，质量要轻，同 时从气缸体的加工工艺 上也应采取措施满足发 动机的要求。 4.气缸体根据汽车发动机 不同的要求，结构形式也 不同，主要分为三种：①一般是气缸体：特点是高 度低，重量轻，便于机械

加工。 ②龙门式气缸体：刚度和强 度较好，与油底壳的安装 配合简单，缺点是重量较 大工艺性较差。 ③隧道式气缸体：结构刚度 最好，但比较笨重。 5.汽车发动机气缸套有干 式和湿式两种： ①干式气缸套：此种气缸套 与气缸孔配合紧密，不易 漏水、漏气，但此种缸套 的冷却效果较差。 ②湿式气缸套：此种气缸套 铸造方便，易拆卸更换， 冷却效果较好；但是气缸 体刚度较差，容易漏水、 漏气。多用于汽车柴油机 上。 ③轿车发动机大多采用刚 度高的不镶缸套或镶干 式缸套的形式。

第二章曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构 学习目标: 通过本章得学习,您应该能够解答如下几个问题: 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用就是什么？ 2、汽油机得燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体得三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形,为什么？ 5、什么就是矩形环得泵油作用？有什么危害？ 6、什么就是发动机得点火顺序？什么就是发动机得作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容: 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组 第一节概述 功用:曲柄连杆机构就是内燃机实现工作循环,完成能量转换得传动机构,用来传递力与改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞得往复运动转变成曲轴得旋转运动,对外输出动力,而在其她三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴得旋转运动转变成活塞得往复直线运动。总得来说曲柄连杆机构就是发动机借以产生并传递动力得机构。通过它把燃料燃烧后发出得热能转变为机械能。 工作条件:发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴得旋转速度又很高,活塞往复运动得线速度相当大,同时与可燃混合气与燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作

用,并且润滑困难。可见,曲柄连杆机构得工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速与化学腐蚀作用。 组成:曲柄连杆机构得主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组与曲轴飞轮组。 机体就是构成发动机得骨架,就是发动机各机构与各系统得安装基础,其内、外安装着发动机得所有主要零件与附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够得强度与刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖与气缸垫等零件组成。 1、气缸体 水冷发动机得气缸体与上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体—— 曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部得 圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴得曲轴箱,其内腔为曲轴 运动得空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套与润滑油道 等。 气缸体应具有足够得强度与刚度,根据气缸体与油底壳安装平 面得位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点就是油底壳安装平面与曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体得优点就是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点就是刚度与强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点就是油底壳安装平面低于曲轴得旋转中心。它得优点就是强度与刚度都好,能承受较大得机械负荷;但其缺点就是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。 (3) 隧道式气缸体这种形式得气缸体曲轴得主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点就是结构紧凑、刚度与强度好,但其缺点就是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸与气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种就是水冷,另一种就是风冷。水冷发动机得气缸周围与气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体与气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸与气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸得排列形式决定了发动机外型尺寸与结构特点,对发动机机体得刚度与强度也有影响,并关系到汽车得总体布置。按照气缸得排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型与对置式三种。

第二章 曲柄连杆机构(答案)

第二章曲柄连杆机构（答案） 一、填空题 1. 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，曲柄连杆机构的工作条件是高温、高压、高速和有化学腐蚀。曲柄连杆机构可分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三个组。 2．根据汽缸体结构将其分为三种形式：一般式、龙门式和隧道式，汽车发动机汽缸的排列方式有三种形式：（直列式）、（V型）和（对置式）。 3. 四缸四冲程发动机的做功顺序一般是1342或1243；六缸四冲程发动机做功顺序一般是153624或142635。 4. 机体组包括汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等；活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等；曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮等。 5.活塞环分为（气环）和（油环）两种。油环的结构形式有普通式和组合式二种。气环的截面形状主要有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环几种。 6. 根据是否与冷却水相接触，汽缸套分为（干式）和（湿式）两种。 7．气缸按冷却介质的不同,冷却方式分为（风冷）与（水冷）两种。 8．常用汽油机燃烧室形状有（浴盆形）、（楔形）和（球形）三种。 二、选择题(有一项或多项正确) 1．直列四缸四冲程发动机的点火间隔角为（B）。 A 90o B 180o C 270o D 360o 2．气环在自由状态下的外圆直径（A）汽缸直径。 A 大于 B 小于 C 等于 3．受热温度最高的气环是（A）。 A 第一道 B 第二道 4．安装汽缸垫时，应把光滑的一面朝向（ A）。 A 汽缸体 B 汽缸盖 5．曲柄连杆机构工作条件的特点是( ABCD )。 A 高温 B 高压 C 高速 D 化学腐蚀

6．曲柄连杆机构在运动过程中受(ABC )的作用。 A 气体作用力 B 摩擦力 C 运动质量惯性力 D 外界阻力7．在将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取下列方法( A )。 A 由中央对称地向四周分几次拧紧 B 由中央对称地向四周分一次拧紧 C 由四周向中央分几次拧紧 D 由四周向中央分几次拧紧 8．V形发动机曲轴的曲拐数等于( B )。 A 气缸数 B 气缸数的一半 C 气缸数的一半加l D 气缸数加1 9．按1—2—4—3顺序工作的发动机，当1缸压缩到上止点时，2缸活塞处于( A )行程下止点位置。 A 进气 B 压缩 C 做功 D 排气 三、问答题 1．什么是发动机的点火顺序？ 对于每一个气缸来说，都要求按一定顺序工作，即发动机的工作顺序，也就是发动机的点火顺序。 2．曲轴扭转减震器起什么作用？ 吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严重恶果。 3．活塞的主要作用和要求如何？ 活塞的作用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，驱使曲轴旋转，活塞顶部是燃烧室的组成部分。

第二章机体零件与曲柄连杆机构

第二章机体零件与曲柄连杆机构 一、概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和 改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。 通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又 很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还 受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高 温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 二、机体组 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动 机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组 主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1. 气缸体（图2-1） 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，也可称为气缸 体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲 轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气 缸体分为以下三种形式。（图2-2） (1) 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较 大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 (3) 隧道式气缸体 这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气 缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷（图2-3）。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动 机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V型和对置式三种（图2-4）。 (1) 直列式 发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、

第三节 曲柄连杆机构的检修

第三节曲柄连杆机构的检修 一、分解和组装齿形皮带组件和油居壳组件 注意:为了进行安装工作，应将发动机通过发动机和变速器支架VW540固定在装配架上。如果确定发动机维修时的金属碎屑以及大量的排出物(由于腐蚀导致，例如连杆轴承损坏)进入发动机机油中，为了避免损坏，除了仔细清洁油道之外，还应更新机油滤清器。安装操作前对所有轴承面和摩擦面上油。 分解和组装齿形皮带组件和油底壳组件，如图2-12、图2-13所示。

齿形皮带走向，如图2-14所示。 2.拆卸和安装带筋三角皮带(只对于带有空调压缩机车辆) 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具:螺丝扳手(开口16°)。 2)拆卸。 (1)拆下发动机挡泥板。 (2)标出带筋三角皮带传动方向。 (3)用螺丝扳手(开口16°)沿图2-15箭头方向旋转张紧件，松开带筋三角皮带。

(4)拆下带筋三角皮带。 3)安装。 (1)首先将带筋三角皮带套到曲轴皮带轮上，然后将传动皮带推动到张紧轮上。 (2)其余的组装工作大体上与拆卸顺序相反。注意:在安装带筋三角皮带前注意全部机组(发电机、空调压缩机)应已固定安装。在安装带筋三角皮带时请注意传动方同和皮带轮中传动皮带的正确位置。 (3)完成工作后原则上应起动发动机并检查传动皮带的转动情况。 二、气缸盖的检查 气缸盖分解图，如图 2-16所示。 1.注意事项

1)如果要安装一个更换的气缸盖，必须在安装凸轮轴壳体前对支撑件、滚子拉杆和凸轮滑轨间的整个接触面上油。 2)随附的用于保护敞开气门的塑料垫在安装气缸盖前才允许去除。 3)如果更新气缸盖，冷却液也必须全部更新。 4)安装操作前给所有轴承面和摩擦面上油。 2.检查气缸盖的变形情况 如图2-17所示，检查气缸盖的变形情况，允许最大变形:0.05mm。 3.检查配气相位 1)拆卸空气滤清器壳。 2)拆卸齿形皮带带护罩上部。 3)将曲轴调到气缸 1的上止点。皮带轮上的切口必须与标记 0的边缘对齐，如图 2-18所示。 4)凸轮轴正时齿轮上的定位孔与凸轮轴壳体定位孔的中心必须对齐如图 2-19箭头所示。注意:如果定位孔位于正时皮带轮的反向一侧，必须将曲轴再继续旋转一圈。 4.拆卸、安装和张紧齿形皮带 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具 (1)1O-222A支撑工具、10-222A/1支撑工具的底座、3415夹具、3415/1销、T10016凸轮轴锁止件，如图2-20所示。

第二章曲柄连杆机构.

第二章曲柄连杆机构 学习目标： 通过本章的学习，你应该能够解答如下几个问题： 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用是什么？ 2、汽油机的燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体的三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容： 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组

第一节概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1. 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，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部 的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲 轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油 道等。 气缸体应具有足够的强度和刚 度，根据气缸体与油底壳安装平面 的位置不同，通常把气缸体分为以 下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。

发动机曲柄连杆机构的设计 更新版

. 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算,同时进行强度、刚度等方面的校核,并进行相关力学分析和机构运动仿真分析,以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析,本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来,达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路。 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析,着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核;第三,应用Pｒｏ∕Engiｎeeｒ建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型,并利用Ｐro/Ｍechａnｉｓm进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构;力学分析；机构仿真

目录 第一章绪论错误!未定义书签。 1．1国内外发展现状错误!未定义书签。 １．2研究的主要内容错误!未定义书签。 第二章总体方案的设计错误!未定义书签。 2.1原始参数的选定错误!未定义书签。 2.2原理性方案设计错误!未定义书签。 2.3 结构的设计错误!未定义书签。 2.4 确定设计方案错误!未定义书签。 第三章中心曲柄连杆机构的设计错误!未定义书签。 3．1 气缸内的作用力分析错误!未定义书签。 3．２惯性力的计算错误!未定义书签。 第四章活塞以及连杆组件的设计错误!未定义书签。 4.1 设计活塞组件错误!未定义书签。 4.2 设计活塞销错误!未定义书签。 ４.３活塞销座错误!未定义书签。 ４.4 连杆的设计错误!未定义书签。 第五章曲轴的设计错误!未定义书签。 5.１曲轴的材料的选择错误!未定义书签。 ５.2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节错误!未定义书签。第六章曲柄连杆机构的创建错误!未定义书签。 6.１活塞的创建错误!未定义书签。 ６.２连杆的创建错误!未定义书签。 ６．3 曲轴的创建错误!未定义书签。 6．4 曲柄连杆机构其它零件的创建错误!未定义书签。 第七章活塞及连杆的装配错误!未定义书签。 ７．１添加活塞组件错误!未定义书签。 7．２添加连杆体组件错误!未定义书签。 7.3曲轴连杆的连接错误!未定义书签。

发动机曲柄连杆机构设计更新版

。 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算，同时进行强度、刚度等方面的校核，并进行相关力学分析和机构运动仿真分析，以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析，本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来，达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路. 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析，着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核；第三，应用Pro ∕Engineer 建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型，并利用Pro/Mechanism进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构；力学分析；机构仿真

目录 第一章绪论 (1) 1。1国内外发展现状 (1) 1.2研究的主要内容 (1) 第二章总体方案的设计 (2) 2。1原始参数的选定 (2) 2.2原理性方案设计 (2) 2。3 结构的设计 (3) 2。4 确定设计方案 (3) 第三章中心曲柄连杆机构的设计 (5) 3。1 气缸内的作用力分析 (5) 3.2 惯性力的计算 (5) 第四章活塞以及连杆组件的设计 (8) 4。1 设计活塞组件 (8) 4.2 设计活塞销 (9) 4.3 活塞销座 (9) 4。4 连杆的设计 (9) 第五章曲轴的设计 (11) 5.1 曲轴的材料的选择 (11) 5。2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节 (11) 第六章曲柄连杆机构的创建 (13) 6.1 活塞的创建 (13) 6.2 连杆的创建 (14) 6.3 曲轴的创建 (16) 6.4 曲柄连杆机构其它零件的创建 (18) 第七章活塞及连杆的装配 (19) 7．1添加活塞组件 (19) 7.2添加连杆体组件 (19)