第三章机体组及曲柄连杆机构
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曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
曲柄连杆机构讲课件
➢ 干式气缸套的特点：是气缸套装入气缸体后，其外 壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接 触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气 缸体的优点，强度和刚度都较好，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。
气缸的排列方式：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。 气缸体还可以分成：直列式，V型和对置式三种。
曲柄连杆机构讲课件
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(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、红旗轿车所使用的发动 机均采用这种直列式气缸体。有的 汽车为了降低发动机的高度，把发 动机倾斜一个角度。
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，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机
的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止
润滑油泄漏。
曲柄连杆机构讲课件
上曲轴箱
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
3. 气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成 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。
高度小，总体布 置方便。轿车中 应用不多
曲柄连杆机构讲课件
气缸体：整体式气缸体和镶嵌式气缸体
类型
整体式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸体上
强度和刚度好，能承受大 负荷。成本高。
机体组及曲柄连杆机构ppt课件
3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。 4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工
作平衡性好。
48
2、常见曲轴曲拐的布置
1）四冲程四缸发动机曲拐布置
49
2）四冲程四缸发动机点火顺序
点火顺序：各缸完成同名行程的次序。
50
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
51
四冲程六缸发动机点火顺序
52
四）曲轴扭转减振器
气环
易卡死或折断。
切口
28
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
29
30
气环的泵油作用演示
机油润滑。
25
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形
工作时向里变形
工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，
所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，
短轴在销座轴方向。
26
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
27
（二）活塞环
31
（2）油环
种类
普通油环（槽孔式、
槽孔撑环式）
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示 意
径向衬环
刮油片
图
32
油环的刮油作用
33
（三）活塞销
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。 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。
作平衡性好。
48
2、常见曲轴曲拐的布置
1）四冲程四缸发动机曲拐布置
49
2）四冲程四缸发动机点火顺序
点火顺序：各缸完成同名行程的次序。
50
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
51
四冲程六缸发动机点火顺序
52
四）曲轴扭转减振器
气环
易卡死或折断。
切口
28
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
29
30
气环的泵油作用演示
机油润滑。
25
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形
工作时向里变形
工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，
所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，
短轴在销座轴方向。
26
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
27
（二）活塞环
31
（2）油环
种类
普通油环（槽孔式、
槽孔撑环式）
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示 意
径向衬环
刮油片
图
32
油环的刮油作用
33
（三）活塞销
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。 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。
3.曲柄连杆机构
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：活塞在气缸内的起良好的导向作用，气缸与活塞之 间在任何工况下都应该保持适宜的间隙，并承受侧压力， 防止破坏油膜。
主
次
推
推
销座孔 力
力
裙
面
面
部
2016.9
活塞的变形
形变原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 变形规律：
凸起呈球状、顶部强 度高，起导向作用、 有利于改善换气过程, 在不改变气缸盖结构 的情况下增大压缩比。
2016.9
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；调整压缩比， 防止碰气门。
活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 作用：
1、承受活塞顶的压力，并传给活塞销。 2、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲
2016.9
1)浴盆形燃烧室，结构简单，气门与气缸轴线平行， 进气道弯度较大。压缩行程终了能产生挤气涡流。
2)楔形燃烧室，结构比较紧凑，气门相对气缸轴线 倾斜，进气道比较平直，进气阻力小。压缩行程终 了时能产生挤气涡流。
3)半球形燃烧室，结构最紧凑，燃烧室表面积与其 容积之比(面容比)最小。进排气门呈两列倾斜布置， 不能产生挤气涡流。
工作条件：由于接触高温 高压燃气，要求气缸盖应 具有足够的强度和刚度， 良好的冷却。
导热性好、利于提高压缩比，但 刚度低，易变形，适用与高速高
强化汽油机
2016.9
燃烧室
燃烧室基本要求
1、结构紧凑（表面积/容积）要小，减小 热损失，缩短火焰行程，提高热效率 2、能增大进气门直径或进气道通道面积： 增加进气量，提高发动机转矩和功率 3、能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提 高混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧 ·汽油机燃烧室： 在气缸盖底面通常铸有形状各异的凹坑， 保证火焰传播距离最短，以防止发生不正 常燃烧 ·柴油机燃烧室： 有直喷式和分隔式两种燃烧室。应与燃油 喷射、空气涡流运动进行良好配合。
单元三 曲柄连杆机构 课题一 机体组
4、油底壳 （1）功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 （2）构造：①用薄钢板冲压而成。 ②内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较 大的波动。 ③最低处有放油塞(磁性) ④曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
密封衬垫
放油螺栓
课堂小结
1.熟悉曲柄连杆机构的功用、组成及工作原 理 2.掌握机体组的构造 3.能分析各部分机件的作用结构特点
楔形
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,燃烧速度较低
捷达 奥迪
3、气缸垫 (1）作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 (2）材料：有弹性、耐热性、耐压性 (3）安装时注意方向
（4） 构造 ①金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水 孔、油道口周围卷边加强，内填 石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚 强导热）。 ②金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板 （图e）为骨架，外覆石棉，只 在缸口、水孔、油道口处用金属 片包边。 ③纯金属垫：（见图e）由单层 或多层金属片（铜、铝或低碳钢） 制成，用于某些强化发动机。 ④安装注意：金属皮的金属— 石棉垫，缸口金属卷边一面应朝 向易修整接触面或硬平面。因卷 边一面会对与其接触的平面造成 压痕变形。
工作条件:高温,高压,高速, 化学腐蚀 受力分析:气体作用力,往复慣性力, 离心力，摩擦力
受力分析
曲柄连杆机构受的力 主要有气压力 Fp ，往 复 惯 性 力 Fj ， 旋 转 离 心力Fc和摩擦力Ff。
Fp
Ff
Fj
FC
课题一 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 由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、 气缸垫组成。
3曲柄连杆机构与机体
一、气缸体和曲轴箱
气缸体是气缸的基体。曲轴箱分上下两部分，上曲轴箱用以支承曲轴。 水冷内燃机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，简称气缸体。下曲轴箱的 作用是储存润滑油，因此又叫油底壳。
二、气缸套
根据其是否与冷却液接触，气缸套分为干式和湿式 两种。 干式缸套：特点是外表面不直接于水接触干式缸套 的壁较薄，有的只有1mm厚。为提高与缸体的接触面积以保 证散热效果，缸套外表面与缸体为过盈配合。 湿式缸套：特点是较干式缸套厚些，外表与冷却水 直接接触。优点是缸体铸造容易，便于修理更换，散热效 果较佳；缺点是缸体刚度有所减弱，缸套外表面易产生穴 蚀，且易漏水、漏气，它主要用于高负荷或铝合金缸体内 燃机。
曲柄连杆机构的组成：它包括汽缸体曲轴箱组、活塞组、连 杆组、和曲轴飞轮组。
气缸体
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度
一般式 油底壳安装平 面低于曲轴的 旋转中心
龙门式 气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式
隧道式
圆柱形
两段截锥与一段圆柱结合
两段截锥形
活塞销
连杆
连杆小头 杆身 连
杆
组 件 分
曲柄连杆机构与机体
机体组组成：
气缸盖
气缸盖罩
气缸垫 油道和水道
气缸体
曲轴箱 油底壳
气缸
第一节 曲柄连杆机构的作用与组成
曲柄连杆机构就是将活塞的往复直线运动通过连杆转换 为曲轴的回转运动,从而实现输出机械功。曲柄连杆机构是内 燃机的主要部分和基本机构。 曲柄连杆机构的作用： (1)运动形式的转换——直线运动变为旋转运动； (2)能量的转化——变热能为机械功。
连杆 大头
解
图
曲轴飞轮组的组成
皮带轮 扭转减振器 起动爪
第三章机体零件与曲柄连杆机构
制成的气缸盖到最后必须在发动机冷的状态下拧紧，
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★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。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 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，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 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★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。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 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，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 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
2019年第三章机体组及曲柄连杆机构-2-9.ppt
组 合 式
曲轴润滑
采用压力润滑
油
管 桶形空腔
卸
载
槽
离心净油腔
? 曲轴轴向定位
只一处定位
后端
中间
前端
曲轴轴向定位装置形式
注：主轴承座孔
配对加工， 不得互换， 不得变更方向。
曲轴主轴承
（滑动轴承）
曲轴止推轴承
曲轴轴向定位装置形式
半
止
圆
推
形
翻边轴瓦 面
0.06-0.25mm
止 推
片
止推垫圈
曲拐的布置 (曲轴的形状和曲拐相对位置)
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
活塞裙部构造
恒范钢片
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热
布油 刮油
气环（一般 2 道）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
做功 排气 进气 压缩
压缩 做功 排气 进气
排气 进气 压缩 做功
进气 压缩 做功 排气
发火顺序 1 —— 2 —— 4 —— 3
曲轴转角
0~180。Βιβλιοθήκη 180~360 。12
曲轴润滑
采用压力润滑
油
管 桶形空腔
卸
载
槽
离心净油腔
? 曲轴轴向定位
只一处定位
后端
中间
前端
曲轴轴向定位装置形式
注：主轴承座孔
配对加工， 不得互换， 不得变更方向。
曲轴主轴承
（滑动轴承）
曲轴止推轴承
曲轴轴向定位装置形式
半
止
圆
推
形
翻边轴瓦 面
0.06-0.25mm
止 推
片
止推垫圈
曲拐的布置 (曲轴的形状和曲拐相对位置)
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
活塞裙部构造
恒范钢片
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热
布油 刮油
气环（一般 2 道）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
做功 排气 进气 压缩
压缩 做功 排气 进气
排气 进气 压缩 做功
进气 压缩 做功 排气
发火顺序 1 —— 2 —— 4 —— 3
曲轴转角
0~180。Βιβλιοθήκη 180~360 。12
曲柄连杆机构-优质课件
2、活塞的选配要求有哪些？
1）活塞环的弹力检验 2）活塞环的漏光度检验 3）活塞环“三隙”的检验 端隙0.1----0.6mm 侧隙0.03---0.075mm 背隙0---0.35mm
5、连杆的检修 （1）连杆裂纹检修 （2）连杆大头内孔磨损检修：圆度和 圆柱度误差不大于0.025mm。 （3）连杆螺栓的检修 （4）连杆变形的检验： 弯曲、扭曲，用连杆校正仪进行。
3、飞轮的检修 （1）飞轮齿圈的检修：断齿或齿端耗损 严重，超过30℅或连续损坏4齿，应更换。 （2）飞轮工作平面的修整 飞轮工作平面的有严重烧蚀或磨损沟槽 深弃超过0.5mm,平面度误差为大于 0.2mm,飞轮厚度极限减薄量1mm。应更 换。
（3）飞轮螺栓孔的检修
小结： 作业： 1、曲轴的检修要求是什么？ 2、曲轴轴承的选配要求有哪些？修理 方法是什么？ 3、飞轮的检修方法是什么？
曲轴飞轮组的组成：曲轴、飞轮、扭转 减振器、皮带轮、正时齿轮等。 一、曲轴 曲轴的组成：
结构： 曲轴轴颈 平衡重 连杆轴颈 前端轴 后端轴
曲柄
曲拐
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
三、曲轴飞轮给的检修 曲轴的损伤：轴颈磨损、弯扭变形和裂 纹 1、曲轴的检修 （1）裂纹的检修：磁力探伤和染色法， 修复：细小裂纹可用磨削法。 （2）曲轴弯曲的检修：用百分表在V型 架上检测，用冷压校正和敲击校正。 （3）曲轴扭曲变形的检修：用百分表在 V型架上检测。用冷压校正和敲击校正。
3、连杆衬套的修配 (1)连杆衬套的更换：过 盈量0.1—0.2mm
4、活塞环的选配 （1）活塞环的损伤 磨损、弹性减弱和折断等。 （2）活塞环的选配 与气缸、活塞的修理尺寸一致，具有 规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环漏光度、端隙、侧隙、和背隙应符 合原厂规定。
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轴向衬环 防窜油
径向衬环 有效刮油
钢带组合式油环
优：①接触比压高，刮油作用强（刮片薄） ②对气缸适应性好（刮片独立存在） ③质量轻，加工工艺好 ④回油通路长
缺：制造成本高（刮片外表面需镀铬） 装配麻烦。
第三章机体组及曲柄连杆机构
油环刮油原理 第三章机体组及曲柄连杆机构
异向外导 角油环
同向外导 角油环
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环开口形状
直角口 (直切口)
斜口 (斜切口)
搭切口 (阶梯形)
第三章机体组及曲柄连杆机构
带防转销钉 槽
(封闭切口)
气环开口间隙大小：影响密封
过大，密封不良，漏气； 过小，热膨胀后会卡死。 • 开口间隙大小有严格规定。 • --------与缸径大小有关； • 一般 = 0.2~0.8 mm。
加工困难
加工困
难
第三章机体组及曲柄连杆机构
凸圆弧加工困难 对气缸壁表面适应性 好； 密封性好； 磨合性好。 润滑良好；
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
向注
。意
应用 安 广泛 装
方
道不
环环宜反 。 作扭
第曲
一
装 注道 油 主 意环 机 要 安 的用 第于
一柴
开槽环 顶岸环 （见72）
泵油 无泵油 无泵油 无泵油 泵油
单元曲拐：
一个曲柄销 两个曲柄臂 两个主轴径
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴类型
按曲轴主轴颈数分
非全支承 全支承
第三章机体组及曲柄连杆机构
扭曲环断面扭转原理(自学）
第三章机体组及曲柄连杆机构
梯形环工作示意图
第三章机体组及曲柄连杆机构
油环（自学）
类型:槽孔式；
钢制
槽孔撑簧式；
刮片
钢带组合式
普通油环
外圆柱面——环形
组合油环
槽，中间加工有孔，
作回油用。
制造成本高，
应用广泛
用于高速发动机
第三章机体组及曲柄连杆机构
杆身断面形状
第三章机体组及曲柄连杆机构
连杆大头的剖分面形式与定位方法
斜切口（30 — 60°） 第三章机体组及曲柄连杆机构
平切口
a.平切口定位方法
方式：用连杆螺栓上精加工的圆柱部分与螺栓孔中精加 工的圆孔部分来定位
b.斜切口定位方法
止口
套筒 第三章机体组及曲柄连杆机构
锯齿形
V型内燃机连杆
三种形式
异向外导 角油环
鼻式油环
双鼻式油环
油环断面形状 第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞销
材料
低碳钢或低碳合金钢
活塞与活塞销
连4接方工式作条件半浮式
全浮式
圆柱形 组合形
第三章机体组及曲柄连杆机构
两端截锥形
活塞与活塞销连接方式
全浮式
半浮式
活塞在 70~90ºC 水或第三油章机体中组及加曲柄连热杆机构，然后将销装入
减摩性能和热强度高。 材料：铝合金；添加共晶硅。
共晶硅铝合金 制造工艺：金属型铸造、锻造和液态模锻
第三章机体组及曲柄连杆机构
结构：
活塞
第三章机体组及曲柄连杆机构
I 顶部形状：
平顶
汽油机上
凸顶
二冲程汽油机
凹顶
柴油机
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 活塞头部作用： 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
第三章机体组及曲柄连杆机构
为防止敲缸、抱死，保证正常工作，裙部结 构常采用的措施
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
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活塞裙部构造
恒范钢片
第三章机体组及曲柄连杆机构
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
并 杆列
连
主副连杆
第三章机体组及曲柄连杆机构
叉片式连杆
3.4 曲轴飞轮组
曲轴
功用
•驱动内燃机各辅助系统工作 •对外输出动力 •控制各缸工作顺序
材料
•球墨铸铁铸造 •中碳钢/合金钢锻造 •表面精加工和热处理
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴后端
曲轴构造
(功率输出端)
单元曲拐
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴前端 （自由端）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
第三章机体组及曲柄连杆机构
• 密封的效果与气环数目有关
迷宫式 密封
安装时，各环切口位置均匀错开，并 避开小孔和侧压力最大方向。
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气环泵油作用:
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环断面类型
矩形环 平面环
锥形环 扭曲环 梯形环
桶面环
面接触 线接触 点接触 面接触 圆弧线接触
形状简单 上行布油
装入气缸后能扭 曲变形；
抗结胶
加工容易 下行刮油 有锥形环优点 性好
3.2 活塞组
第三章机体组及曲柄连杆机构
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞---发动机中工作条最严酷的零件
燃
作用：① 活塞顶部 + 缸盖 + 缸壁
烧
② 承受气体压力。
室
工作条件：
高温 高压 高速 化学腐蚀
第三章机体组及曲柄连杆机构
要求： 1 足够强度和刚度，合理的形状和壁厚。合理
的活塞裙部形状。质量尽可能小。 2 受热面小，散热好。 3 材料：热膨胀系数小，导热性好，比重小，
3.3 连杆组
连杆小头
1 作用：
连
连杆构造
连杆体
杆 螺Leabharlann （杆身 ）栓功2用要求：
传力；改变运动方向。
连杆大头
大头盖 第三章机体组及曲柄连杆机构
连杆组
工作条件 承受拉、压、弯曲等交变负荷作用
要求 强度、刚度、韧性好
材料
连杆体和连杆盖：
优质中碳钢或中碳合金钢
连杆螺栓： 优质合金钢 第三章机体组及曲柄连杆机构
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
第三章机体组及曲柄连杆机构
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热 布油 刮油
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环（一般 2 道）
环槽护圈：
耐热、耐磨
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞裙部： 头部以下部位
裙部表面的保护 1）镀锡或镀锌 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油
润滑。
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活 塞 受 力 情 况