汽车的组成

曲轴实物图
曲轴飞轮组的组成
曲轴的分类

全支承：相邻曲拐间都有主轴颈。 非全支承：相邻曲拐间不都有主轴颈。
曲轴的支承方式
概念： 在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承 曲轴，否则称为非全支承曲轴。
优点 提高曲轴的刚度和 弯曲强度，减轻主 轴承的载荷 缺点 曲轴的加工表 面增多，主轴 承数增多，使 机体加长 应用
3、结构
（1）活塞顶部 功用：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，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。
凸顶
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。
第二章

曲柄连杆机构
机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
§2.1 概述
一、功用 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
三、受力分析
曲柄连杆机构受的力 主要有气压力P，往复 惯 性 力 Pj ， 旋 转 离 心 力Pc和摩擦力F。 P F Pj
三、曲拐的布置
（1）一般规律
1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机 运转平稳。 2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在 发动机的前半部和后半部交替进行。 3) 避免进气重叠 4） V型发动机左右气缸尽量交替作功。 5）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工 作平衡性好。
（2）常见曲轴曲拐的布置 1）四冲程四缸发动机曲拐布置
1）铝锑镁合金和低锡铝合金：
械性能好，负载能力强，但 其减磨性能差。 主要用于柴油机。 2)高锡铝合金： 具有较好的机械性能和减 磨性能，广泛应用于柴油机和 汽油机。

§3.4 曲轴飞轮组
一、曲轴飞轮组的组成
皮带轮 正时齿轮
飞轮
扭转减振器
起动爪
曲轴
飞轮螺栓
主轴瓦
二、曲轴
1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外 输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助 装置。 2、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。
优点：运动规律相同 缺点：结构复杂，工艺性差，刚度较低。
连杆大头及连杆瓦
（五）连杆轴承（俗称小瓦）
1.作用： 保护连杆轴颈及连杆大头孔。
2.组成： 由钢背和减磨层组成。钢背由1mm～3mm的 低碳钢制成。减磨层为0.3mm～0.7mm的减磨合 金，层质较软能保护轴颈。
2.减磨层材料 （1） 白合金（巴氏合金）：减磨性 能好，但机械强度低，且耐热性差。 常用于负荷不大的汽油机。 （2） 铜铅合金：机械强度高，承载 能力大，耐热性好。多用于高负荷 的柴油机。但其减磨性能差。 (3)铝基合金：有铝锑镁合金、低锡 铝合金和高锡铝合金三种。
2.3活塞连杆组
（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。 2、工作环境： 高温、散热条件差；顶部工作温度高达600~700K，且 分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性 力。活塞顶部承受最高可达3~ 5MPa（汽油机）的压力， 使之变形，破坏配合联结。 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
裙部表面的保护
1）镀锡
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。
（4）活塞裙部形状
销座方向
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。
气缸盖的分解图
捷达轿车气缸盖总成
二、燃烧室
名称 特点
结构紧凑、火焰行程短、 燃烧速率高、热损失小、 热效率高 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
示意图
应用
桑塔纳 夏利 富康
半球形
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
捷达 奥迪
（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
名称 一般式 性能 应用 机体高度小、重 量轻、结构紧凑， 492Q汽油机。 便于加工拆卸。 刚度和强度差。 强度和刚度较好。 捷达轿车、富 工艺性差、结构 康轿车、桑塔 笨重、加工困难。 纳轿车
龙门式
隧道式
结构紧凑、刚度 和强度好。难加 负荷较大的柴 工、工艺性差、 油机上 。 曲轴拆卸不方便。
1、曲柄连杆机构由哪些零件组成及其功用。 2、汽油机的燃烧室有哪几种及特点。 3、何谓发动机的点火顺序和作功间隔角。 4 、曲轴为什么只有一处轴向定位？轴向定位一般采用哪些 方法？
PC
1、 气压力：气压力P的集中力PP分解为侧 压力NP和SP， SP分解为RP和TP，RP使曲轴 主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。
(1)作功行程：侧压力 NP向左，活塞的左侧 面压向气缸壁，左侧 磨损严重
NP
P
RP
SP
TP
(2)压缩行程：侧压 力NP向右，活塞的 右侧面压向气缸壁， 左侧磨损严重
TP
SP
NP
P
RP
2、 往复惯性力Pj：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。在上 下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度 最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞 运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。
Pj
3、 离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产 生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离 心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机 振动而传到机体外。
Pc
4、摩擦力F：指相互运动件 之间的摩擦力，它是造成配 合表面磨损的根源。
F
三、工作条件
高温、高压、高速和化学腐蚀 承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行驶中产生的冲击力。
2.2.1气缸体与曲轴箱
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。是发动机装 配的机体。 一汽奥迪100汽车发动机气缸体 2、气缸体的分类：
制造时
变形后
开槽活塞（汽油机）
二、活塞环 （一）气环 1.作用： （1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁； （3）辅助刮油、布油。
活塞环安装三隙
侧隙
端隙
背隙
气环的密封
气环的泵油作用
气环的泵油作用
气环断面形状：
形状 特点 示意图 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 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。
镶嵌式
（5）干缸套和湿缸套
外壁不直接与冷 强度和刚度 却水接触。壁厚 都较好，加 1~3mm。
工复杂，拆 装不便，散 热不良。
外壁直接与冷却 散热良好、冷却 均匀、加工容易。 水接触。壁厚 强度和刚度不如 5~9mm。
干缸套，易漏水。
二、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。 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。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
（2）根据冷却方式不同
1、水冷 2、风冷
（3）根据气缸的排列方式
名称 直列 式 V型 特点 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。 形状
水平 对置 式
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
切口形式：
V型发动机连杆的布置形式
并列式
主副式
叉式

1、并列式
优点：连杆可以通用，两列气缸的活塞连杆组运动规律 相同。 缺点：两列气缸轴心线沿曲轴轴向错开一段距离，使曲 轴长度增加，刚度降低。

2、主副连杆式
优点：减小了发动机的轴向尺寸； 缺点：主副连杆不能互换，运动规律和受力不同。

3、叉型连杆式
（二）构造
一缸上止点记号
起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴齿圈在发动机旋转。 飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量
总结



知道曲轴飞轮组的各组成及其作用 知道平衡重的作用 会根据气缸数来找它的点火次序 扭转减振器的功用


作业：
曲轴为什么只有一处轴向定位？轴向定 位一般采用哪些方法？
作 业
1、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 2、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
类型 整体式
构造 气缸直接镗在气 缸体上
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。
性能及应用
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。 降低了缸垫
1、功用：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。 2、材料：有弹性、耐热 性、耐压性、耐腐蚀
2.2.3 曲轴箱（油底壳）
1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上曲轴箱 与气缸体铸成一体 下曲轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压
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。
作功顺序：1－3－4－2
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
四冲程六缸发动机点火顺序
1-5-3-6-2-4
6缸v型排列