汽车服务工程专业之曲柄连杆机构概述
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汽车曲柄连杆机构
连杆弯曲和扭曲
由于承受过大的冲击载荷或安装不正确，连杆可能出现弯 曲或扭曲，导致运转不平稳，增加发动机噪音和振动。
活塞环槽磨损
活塞环槽在使用过程中，由于摩擦和高温作用，导致环槽 磨损，使活塞环的定位失效，增加漏气和窜油的可能性。
故障诊断方法
听诊诊断
振动诊断
通过听曲柄连杆机构运转时的声音，判断 是否存在异常响动或杂音，初步判断故障 部位。
包括曲轴、连杆、活塞、活塞销等，确保其运转 正常。
定期调整气门间隙
保证气门开闭自如，防止因气门间隙不当引起的 故障。
ABCD
定期更换润滑油
保持曲柄连杆机构的良好润滑状态，减少磨损和 摩擦。
定期检查冷却系统
确保发动机得到良好的冷却，降低运转温度，防 止过热引起的故障。
05 曲柄连杆机构的发展趋势与展望
04 曲柄连杆机构的常见故障与维修
CHAPTER
常见故障分析
曲轴轴颈磨损
曲轴在长期运转过程中，轴颈表面受到摩擦和疲劳作用， 逐渐产生磨损，导致曲轴变细、轴颈圆度超差，影响发动 机的正常运转。
活塞销座孔磨损
活塞销座孔在长期使用过程中，由于润滑不良或承受较大 压力，导致座孔磨损，影响活塞销的定位和运动，进而影 响曲柄连杆机构的正常工作。
和使用寿命。
03 曲柄连杆机构的优化设计
CHAPTER
材料选择与热处理
要点一
总结词
材料的选择和热处理工艺对曲柄连杆机构的性能和寿命具 有重要影响。
要点二
详细描述
在材料选择方面，应考虑材料的机械性能，如强度、韧性 和耐磨性。常用的材料包括铸铁、合金钢和铝合金等。铸 铁具有高强度和耐磨性，适合承受高负荷的曲柄连杆机构 ；合金钢经过适当的热处理可以提高其机械性能，适用于 要求高强度和耐磨性的场合；铝合金轻巧且具有良好的耐 腐蚀性，适用于需要减轻重量的曲柄连杆机构。
曲柄连杆机构 构造和维修
产生 往复惯性擦力 最大值取决于正压力和摩擦系数，
现代汽车对功率、扭矩的要求高，要减少摩 擦力就只能从减少摩擦系数上考虑了
方法：采用更好的材料，更充分的利用 润滑油
合作愉快
二、曲柄连杆机构：
由机体组、活塞连杆组、 曲轴飞轮组三部分 组成。
三、工作特点： 高温、高压、高速、化学腐蚀、
交变应力等，工作环境恶劣
四、受力分析： 1、气体作用力： 作功行程最大，压缩行程次之 进气行程和排气行程可以忽略
2、往复惯性力与离心力 1）、直线往复运动运动速度不断变化就
现代汽车对功率、扭矩的要求高，要减少摩 擦力就只能从减少摩擦系数上考虑了
方法：采用更好的材料，更充分的利用 润滑油
合作愉快
二、曲柄连杆机构：
由机体组、活塞连杆组、 曲轴飞轮组三部分 组成。
三、工作特点： 高温、高压、高速、化学腐蚀、
交变应力等，工作环境恶劣
四、受力分析： 1、气体作用力： 作功行程最大，压缩行程次之 进气行程和排气行程可以忽略
2、往复惯性力与离心力 1）、直线往复运动运动速度不断变化就
《曲柄连杆机构》课件
详细描述
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
汽车概论-第一章-第二节-曲柄连杆机构
1、机体
1．机体的工作条件及要求 机体是气缸体与曲轴箱的连铸体。绝大多数水冷发动机的气缸体与曲轴
箱连铸在一起，而且多缸发动机的各个气缸也合铸成一个整体。
在发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同
时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。因此，机体应
具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，
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。
第一节、机体组
现代汽车发动机 机体组主要由机体、
水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式3种结构形式。在多缸发
动机中，全部气缸共用一个气缸盖的，则称该气缸盖为整体式气缸盖；若每
两缸一盖或三缸一盖，则该气缸盖为分块式气缸盖；若每缸一盖，则为单体
式气缸盖。
当活塞位于上止点时，活塞 顶面以上、气缸盖底面以下所形
成的空间称为燃烧室。在汽油机
气缸盖底面通常铸有形状各异的
速运动的活塞接触而极易磨损。为了提高 气缸的
耐磨性和延长气缸的使用寿命而有不同的气缸结构 形式和表面处理方法。按气缸结构形式分为无气缸 套式、干气缸套式和湿气缸套式。
干气缸套式机体 是在气缸套座孔内压入或装入干式气缸套 式气缸套不与冷却液接触。干式气缸套的外圆 表面和气缸套座孔内表面均须精加工，以保证 必要的形位精度和便于拆装。
湿气缸套式机体 其气缸套外壁与冷却液直接接触。
3、气缸盖
1 气缸盖承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与 高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了保证气缸的良好密封，气缸盖既不 能损坏，也不能变形。为此气缸盖应具有足够的强度和刚度。为了使气缸盖 的温度分布尽可能的均匀，避免进、排气门座之间发生热裂纹，应对气缸盖
汽车发动机构造与维修(七)曲柄连杆机构
装置是否正常工作。
活塞维修实例分析
活塞环断裂
活塞环断裂可能是由于材料缺陷或使用不当导致的。需要更换活 塞环，并检查活塞的制造质量和使用情况。
活塞烧蚀
如果活塞出现烧蚀现象，需要检查燃烧室内的积碳和机油质量， 并采取相应措施进行清理和更换机油。
活塞裙部磨损
活塞裙部磨损可能导致运转不平稳，需要更换活塞并检查曲轴和 连杆的运转情况。
观察曲轴和连杆的表面是否有磨损、 划痕或裂纹，曲轴轴颈和连杆轴颈的 配合间隙是否正常。
检查活塞和活塞环
检查活塞环的弹性和密封性，检查活 塞裙部的磨损情况，以及活塞环与气 缸的配合间隙。
检查气缸体和气缸盖
检查气缸体和气缸盖是否有裂纹、变 形或损伤，气缸压力是否正常。
检查曲轴箱
检查曲轴箱内的油面高度、机油质量 和清洁度，以及通风管道是否畅通。
修。
04
曲柄连杆机构常见故障与排除
曲轴常见故障与排除
01
02
03
曲轴裂纹
曲轴裂纹通常是由于金属 疲劳或制造缺陷引起的。 排除方法包括更换曲轴或 对裂纹进行焊接修复。
曲轴轴承异响
轴承损坏或润滑不良可能 导致曲轴轴承异响。排除 方法包括更换轴承或改善 润滑条件。
曲轴轴颈磨损
曲轴轴颈磨损会影响曲轴 的旋转精度和发动机性能。 排除方法包括更换磨损的 轴颈或整个曲轴。
活塞是发动机中的重要部件之一，它 可以在气缸内上下往复运动，并起到 密封气缸的作用。
活塞头部有环槽和安装活塞环的位置， 活塞裙部则是与气缸壁接触的部分， 而活塞销座则是安装活塞销的位置。
活塞通常由活塞头部、活塞裙部和活 塞销座组成。
缸体的构造
缸体是发动机中的基础部 件之一，它支撑和固定所 有的运动部件，如活塞、 连杆和曲轴等。
曲柄连杆机构课件
节能环保设计理念的应用
高效能设计
优化曲柄连杆机构的结构 设计，提高发动机的燃烧 效率，降低燃油消耗和排 放。
绿色制造工艺
采用环保的制造工艺，减 少对环境的污染，同时降 低生产成本。
可回收与再利用
设计可回收和再利用的曲 柄连杆机构，降低资源消 耗和环境污染，实现可持 续发展。
将电动机的旋转运动转化为输送带的往复运动，从而实现货物的输送。
03
曲柄连杆机构的优化设计
减小曲柄连杆机构的振动
1 2
优化曲柄连杆机构的结构设计
通过改进结构设计，降低机构运动时的振动。
选用高刚度材料
采用高刚度材料制造曲柄连杆机构，提高机构的 抗振性能。
3
合理配置平衡块
通过配置平衡块来平衡机构运动时的惯性力，减 少振动。
曲柄连杆机构课件
目录 Contents
• 曲柄连杆机构概述 • 曲柄连杆机构的应用 • 曲柄连杆机构的优化设计 • 曲柄连杆机构的常见问题与解决方案 • 曲柄连杆机构的发展趋势与展望
01
曲柄连杆机构概述
定义与组成
定义
曲柄连杆机构是发动机中的主要运动机构，它将活塞的往复运动转换为曲轴的旋 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，以驱动汽车的运 行。
根据曲柄连杆机构的工作需求，选择 具有合适强度、刚度和耐磨性的材料 。
考虑材料的加工性能
注重环保和可持续性
优先选择可再生、可回收或低环境影 响材料，促进可持续发展。
选用易于加工和制造的材料，降低制 造难度和成本。
04
曲柄连杆机构的常见问题与 解决方案
曲轴断裂问题
曲轴断裂是曲柄连杆机构中常见的问题之一，通常是由于曲轴承受过大的扭矩或 弯曲应力所导致的。
曲柄连杆机构概述
曲柄连杆机构受力分析
3．离心力——是指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运 动产生的离心惯性力，简称离心力，用FC表示。
离心力在垂直方向上的分力Fcy，与惯性力Fj的 方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、下振动 。
而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向 的振动。
此外，离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又 一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构在工作时做变速运动，受力情况相当复杂，气体压力、往复 惯性力、旋转运动的离心力、相对运动件接触表面的摩擦力等都作用在曲柄连 杆机构上。
（1）气体压力
（2）往复惯性力
（3）旋转运动的离心力
（4）相对接处表—在发动机工作循环的每个行程中，气
曲柄连杆机构受力分析
4．摩擦力——任何一对互相压紧并做 相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。 在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环与气缸 壁之间，以及曲轴、连杆轴承与轴颈之间 都存在摩擦力，摩擦力是造成零件配合表 面磨损的根源。
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曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的作用 曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构的作用
将燃烧的油气混合气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动 而对外输出动力。
曲柄连杆机构的组成
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的环境中工作的。 高温：最高可达 2500K以上 ； 高压：最高可达 5MPa—10MPa； 高速：最高可达 3000 r/min—6000 r/min； 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件；
曲柄连杆机构名词解释_概述及解释说明
曲柄连杆机构名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述曲柄连杆机构是一种常见的机械传动结构，它由曲柄和连杆组成，通过运动副的连接使得曲柄产生往复旋转运动，并将这种运动转化为连杆的直线往复运动。
该机构在许多领域中得到广泛应用，如汽车发动机、农业机械和工业设备等。
本文将对曲柄连杆机构进行全面的名词解释和详细的说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍曲柄连杆机构的相关内容：第2部分：曲柄连杆机构的定义和原理。
我们将介绍曲柄连杆机构的基本概念以及其组成部分，并详细解释其工作原理和运动特点，以便读者能够更好地理解该机构。
第3部分：曲柄连杆机构的分类与应用领域。
在此部分中，我们将对不同类型的曲柄连杆机构进行分类介绍，并通过案例分析展示其在汽车发动机等领域中的具体应用。
第4部分：曲柄连杆机构设计与优化方法研究进展。
我们将介绍曲柄连杆机构的设计流程和基本原则，并列举当前常用的设计软件和工具。
此外，我们还将探讨曲柄连杆机构优化方法的研究现状和未来发展趋势。
第5部分：结论。
在这一部分，我们将对全文进行小结，并指出本研究存在的不足之处以及进一步研究的方向。
同时，我们还将展望曲柄连杆机构在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在对曲柄连杆机构进行深入解析，帮助读者全面了解其定义、原理、分类和应用领域，并介绍相关的设计与优化方法。
通过掌握这些知识，读者能够更好地理解曲柄连杆机构在实际应用中的意义和作用，并为相关领域中的工程设计和科学研究提供参考依据。
2. 曲柄连杆机构的定义和原理：曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置，由曲柄、连杆和活塞组成。
它通过转动曲柄轴使连杆运动，从而实现能量的转换和传递。
2.1 曲柄连杆机构的概念和基本组成部分：曲柄连杆机构主要由三个基本部分组成：曲柄、连杆和活塞。
- 曲柄：曲柄一般为一个旋转轴，又称为枢轴或者主轴。
它被固定在机器的机壳上，并具有一个离心浇铸或锻造得到的非对称几何形状。
- 连杆：连杆是连接曲柄与活塞的元件，其长度可以控制活塞的运动幅度。
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间隙。
（5）活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数。 4、材料：铝合金、灰铸铁。
4、材料：（1）铝硅合金：质量小 导热性好； （2）灰铸铁
5、结构：分为活塞顶部、头部和裙部三部分。
（1）活塞顶部:是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。 活塞顶分类
形状 平顶
示意图
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布较均匀，
（3）根据气缸的排列方式
结构简单、加工 容易，但发动机 长度和高度较大。
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。
高度小，总 体布置方便
对置气缸式发动机
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
A、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 B、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
A气、缸功垫用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖 与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
B、材料：有弹性、耐热性、耐压性 C、安装时注意方向:对于铸铁缸盖把光滑一面朝向缸
体；对于铸铝缸盖则把卷边的一面朝向缸体。一般 标Top一面朝上。
三1、、油概底念壳：：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、作用：贮存机油并封闭曲轴箱。 3、材料：薄钢板冲压
气缸盖 气缸体
气缸
气缸垫 油道和水道
曲轴箱 油底壳
一、气缸体：
1、气缸体:
2、气缸体的分类：
（1）按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为
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。
桑塔纳发动机油底壳
四、发动机的支承： 1、三点支承：可布置成一前两后或二前一后。 2、四点支承：前后各有两个支承点。
§2.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
一、活塞：
1、功用：承受气体压力并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转； 此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封 和运动间隙，制造活塞时通常采取下列措施： A、沿活塞裙部高度方向上制成近似的圆锥形。 B、将活塞裙部制成椭圆形，椭圆的长轴在垂直于销座 孔轴线的方向上。 C、活塞裙部开绝热槽和膨胀槽。 D、采用双金属活塞。
其他保护措施： 在活塞裙部表面涂以保护层，可以改善铝合金活塞的磨 合性：主要有铅保护层、锡保护层、石墨保护层、磷化 保护层等。
变形：受热后裙部断面变成长轴在活塞销方向上的 椭圆形。
防止措施：必须预先在冷态下把活塞加工成裙部 断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。
具体的方法：
① 头部加工成阶梯形、截锥形；裙部加工成截锥 形。
②加工“T”、“П”膨胀槽、隔热槽 ； ③ 双金属活塞。
活塞裙部的椭圆变形
活塞头部形状及锥形裙部
活塞受力分析
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 平面低于曲 轴的旋转中 心。
气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式。
（2）根据冷却方式不同 A、水冷 B、风冷
1、气体作用力 在每个工作循环中，气体压力始终存
类型 整体式
构造
气缸直接镗在气 缸体上
性能及应用
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。
镶嵌式
用耐磨优质材料 制成气缸套，再 装到一般材料制 成的气缸体内。
降低了制造成本， 便于修理和更换气 缸套，延长了气缸 体的使用寿命。
（5）干式和湿式：
名称
特点
外壁不直接与冷却 干缸套 水接触。壁厚
1~3mm。
多用在汽油机上。
凸顶
凸起呈球状、顶部 强度高，起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹顶
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：由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分。
气环槽 活塞销孔
工作条件 最恶劣， 应离顶部
远些。
油环槽
作用： 1、承受气体作用力，并通过活塞销传给连杆。 2、安装活塞环，并与活塞环共同起密封作用。 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
第二章 曲柄连杆机构
•概述 •机体组 •活塞连杆组 •曲轴飞轮组
一、功用： §2.1 概 述
将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动 的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为 曲轴的旋转运动而对外输出动力。 二、组成： 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
机体组组成： §2.2 机体组
2、工作环境：活塞顶部直接与高温燃气相接触，活塞受周 期性变化的气体压力和惯性力的作用且散热及润滑条件差。
3、要求： （1）足够的强度和刚度，特别是活塞环槽区域要求有较大
的强度，以免活塞被击碎。
（2）较小的质量，以保持较小的惯性力。 （3）耐热的活塞顶及弹性的活塞裙。 （4）良好的导热性和合理的热膨胀性，以便有合理的安装
示意图
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
性能如何？
湿缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
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。
三功、用气：缸密盖封气、缸气的缸上垫部和，气与活缸塞盖、罩气：缸等共同构成燃烧室。
工作条件：因接触高温燃气，所以承受的热负荷很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽 可能圆滑，过渡圆角R应足够大。
有的发动机活塞在第一道环槽上面车出较环槽窄的隔热槽。
为了保护和 加强活塞环 槽可在铝合 金活塞环槽 部位铸入由 耐热合金钢 制造的环槽 护圈。
（3）活塞裙部：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，防止破坏油膜。
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
衬垫 安装火花塞
燃烧室 名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程短、
半球形 燃烧速率高、热损失小、
热效率高
应用
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
（5）活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数。 4、材料：铝合金、灰铸铁。
4、材料：（1）铝硅合金：质量小 导热性好； （2）灰铸铁
5、结构：分为活塞顶部、头部和裙部三部分。
（1）活塞顶部:是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。 活塞顶分类
形状 平顶
示意图
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布较均匀，
（3）根据气缸的排列方式
结构简单、加工 容易，但发动机 长度和高度较大。
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。
高度小，总 体布置方便
对置气缸式发动机
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
A、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 B、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
A气、缸功垫用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖 与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
B、材料：有弹性、耐热性、耐压性 C、安装时注意方向:对于铸铁缸盖把光滑一面朝向缸
体；对于铸铝缸盖则把卷边的一面朝向缸体。一般 标Top一面朝上。
三1、、油概底念壳：：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、作用：贮存机油并封闭曲轴箱。 3、材料：薄钢板冲压
气缸盖 气缸体
气缸
气缸垫 油道和水道
曲轴箱 油底壳
一、气缸体：
1、气缸体:
2、气缸体的分类：
（1）按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为
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。
桑塔纳发动机油底壳
四、发动机的支承： 1、三点支承：可布置成一前两后或二前一后。 2、四点支承：前后各有两个支承点。
§2.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
一、活塞：
1、功用：承受气体压力并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转； 此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封 和运动间隙，制造活塞时通常采取下列措施： A、沿活塞裙部高度方向上制成近似的圆锥形。 B、将活塞裙部制成椭圆形，椭圆的长轴在垂直于销座 孔轴线的方向上。 C、活塞裙部开绝热槽和膨胀槽。 D、采用双金属活塞。
其他保护措施： 在活塞裙部表面涂以保护层，可以改善铝合金活塞的磨 合性：主要有铅保护层、锡保护层、石墨保护层、磷化 保护层等。
变形：受热后裙部断面变成长轴在活塞销方向上的 椭圆形。
防止措施：必须预先在冷态下把活塞加工成裙部 断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。
具体的方法：
① 头部加工成阶梯形、截锥形；裙部加工成截锥 形。
②加工“T”、“П”膨胀槽、隔热槽 ； ③ 双金属活塞。
活塞裙部的椭圆变形
活塞头部形状及锥形裙部
活塞受力分析
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 平面低于曲 轴的旋转中 心。
气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式。
（2）根据冷却方式不同 A、水冷 B、风冷
1、气体作用力 在每个工作循环中，气体压力始终存
类型 整体式
构造
气缸直接镗在气 缸体上
性能及应用
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。
镶嵌式
用耐磨优质材料 制成气缸套，再 装到一般材料制 成的气缸体内。
降低了制造成本， 便于修理和更换气 缸套，延长了气缸 体的使用寿命。
（5）干式和湿式：
名称
特点
外壁不直接与冷却 干缸套 水接触。壁厚
1~3mm。
多用在汽油机上。
凸顶
凸起呈球状、顶部 强度高，起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹顶
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：由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分。
气环槽 活塞销孔
工作条件 最恶劣， 应离顶部
远些。
油环槽
作用： 1、承受气体作用力，并通过活塞销传给连杆。 2、安装活塞环，并与活塞环共同起密封作用。 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
第二章 曲柄连杆机构
•概述 •机体组 •活塞连杆组 •曲轴飞轮组
一、功用： §2.1 概 述
将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动 的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为 曲轴的旋转运动而对外输出动力。 二、组成： 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
机体组组成： §2.2 机体组
2、工作环境：活塞顶部直接与高温燃气相接触，活塞受周 期性变化的气体压力和惯性力的作用且散热及润滑条件差。
3、要求： （1）足够的强度和刚度，特别是活塞环槽区域要求有较大
的强度，以免活塞被击碎。
（2）较小的质量，以保持较小的惯性力。 （3）耐热的活塞顶及弹性的活塞裙。 （4）良好的导热性和合理的热膨胀性，以便有合理的安装
示意图
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
性能如何？
湿缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
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。
三功、用气：缸密盖封气、缸气的缸上垫部和，气与活缸塞盖、罩气：缸等共同构成燃烧室。
工作条件：因接触高温燃气，所以承受的热负荷很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽 可能圆滑，过渡圆角R应足够大。
有的发动机活塞在第一道环槽上面车出较环槽窄的隔热槽。
为了保护和 加强活塞环 槽可在铝合 金活塞环槽 部位铸入由 耐热合金钢 制造的环槽 护圈。
（3）活塞裙部：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，防止破坏油膜。
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
衬垫 安装火花塞
燃烧室 名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程短、
半球形 燃烧速率高、热损失小、
热效率高
应用
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