曲柄连杆机构构造与维修
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曲柄连杆机构构造与维修
曲柄连杆机构构造与维 修
2020年4月28日星期二
概述 机体组的构造与工作原理 机体组的检修 活塞连杆组的构造与工作原理 活塞连杆组的检修 曲轴飞轮组的构造与工作原理 曲轴飞轮组的检修 曲柄连杆机构常见故障诊断与排除
*
概述 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
目录
*
§ 2-1 概述
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。
（3）.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。
材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（散热好）。
*
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
*
衬垫 安装火花塞
（三）、燃烧室
名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程段
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
北京切 诺基
盆形
3）表面粗糙化 特点：有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油 润滑。
*
（4）活塞形状
桶形
销座方向
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。
*
2）四冲程四缸发动机点火顺序
2020年4月28日星期二
概述 机体组的构造与工作原理 机体组的检修 活塞连杆组的构造与工作原理 活塞连杆组的检修 曲轴飞轮组的构造与工作原理 曲轴飞轮组的检修 曲柄连杆机构常见故障诊断与排除
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概述 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
目录
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§ 2-1 概述
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。
（3）.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。
材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（散热好）。
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气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
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衬垫 安装火花塞
（三）、燃烧室
名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程段
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
北京切 诺基
盆形
3）表面粗糙化 特点：有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油 润滑。
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（4）活塞形状
桶形
销座方向
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。
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2）四冲程四缸发动机点火顺序
曲柄连杆机构的构造与维修
图2-12 油底壳
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修 2．活塞连杆组
活塞连杆组主要由活 塞、活塞环、活塞销 和连杆等部件组成， 如图2-13所示。
图2-13 活塞连杆组
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
1）活塞 活塞的主要功用是承 受汽缸中的燃烧压力， 并将此力通过活塞销 和连杆传给曲轴。此 外，活塞还与汽缸盖、 汽缸壁共同组成燃烧 室。 活塞是由活塞顶部、 活塞头部和活塞裙部 三部分组成，如图214所示。
图2-5 V形式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
③对置式（图2-6）。对置式发动机是指两列汽缸水平相 对排列，其优点是重心低，而且对置式发动机的平衡性较 好。
图2-6 对置式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
（2）汽缸体的冷却 汽车发动机多采用水冷的方式（见图2-3），利用水套中 的冷却水流过高温零件的周围而带走多余的热量。风冷发 动机一般将汽缸体与曲轴箱分开铸造，为增强散热效果， 在汽缸体与汽缸盖的外表面铸有散热片，如图2-7所示。
图2-9 汽缸盖分解图
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
汽油机的燃烧室是当活塞位于上止点时，由活塞顶部及汽 缸盖上相应的凹部空间组成。汽油机常用燃烧室如图210所示。
图2-10 汽油机燃烧室
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
（1）盆形燃烧室。由于断面形状像澡盆，由此得名。盆 形燃烧室上面有进气门、排气门，弯曲的进气歧管和排气 歧管，容易产生进气涡流，但进气效率较低。 （2）倾斜盆形燃烧室。燃烧室上部是倾斜的，能产生较
图2-4 直列式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
②V形式（图2-5）。两列汽缸排成V形的称为V形式汽缸 排列，V形发动机汽缸体宽度大，而长度和高度小，形状 比较复杂。但汽缸体的刚度大，质量和外形尺寸较小，多 用于六缸以上大功率发动机上，通常把此种发动机称为V 形发动机。V形的打 开角度被称为V形汽 缸夹角，为了平衡， V6发动机的汽缸平 角最好为90°，V8 发动机的汽缸夹角最 好为60°。
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修 2．活塞连杆组
活塞连杆组主要由活 塞、活塞环、活塞销 和连杆等部件组成， 如图2-13所示。
图2-13 活塞连杆组
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
1）活塞 活塞的主要功用是承 受汽缸中的燃烧压力， 并将此力通过活塞销 和连杆传给曲轴。此 外，活塞还与汽缸盖、 汽缸壁共同组成燃烧 室。 活塞是由活塞顶部、 活塞头部和活塞裙部 三部分组成，如图214所示。
图2-5 V形式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
③对置式（图2-6）。对置式发动机是指两列汽缸水平相 对排列，其优点是重心低，而且对置式发动机的平衡性较 好。
图2-6 对置式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
（2）汽缸体的冷却 汽车发动机多采用水冷的方式（见图2-3），利用水套中 的冷却水流过高温零件的周围而带走多余的热量。风冷发 动机一般将汽缸体与曲轴箱分开铸造，为增强散热效果， 在汽缸体与汽缸盖的外表面铸有散热片，如图2-7所示。
图2-9 汽缸盖分解图
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
汽油机的燃烧室是当活塞位于上止点时，由活塞顶部及汽 缸盖上相应的凹部空间组成。汽油机常用燃烧室如图210所示。
图2-10 汽油机燃烧室
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
（1）盆形燃烧室。由于断面形状像澡盆，由此得名。盆 形燃烧室上面有进气门、排气门，弯曲的进气歧管和排气 歧管，容易产生进气涡流，但进气效率较低。 （2）倾斜盆形燃烧室。燃烧室上部是倾斜的，能产生较
图2-4 直列式
项目二 曲柄连杆机构的构造与维修
②V形式（图2-5）。两列汽缸排成V形的称为V形式汽缸 排列，V形发动机汽缸体宽度大，而长度和高度小，形状 比较复杂。但汽缸体的刚度大，质量和外形尺寸较小，多 用于六缸以上大功率发动机上，通常把此种发动机称为V 形发动机。V形的打 开角度被称为V形汽 缸夹角，为了平衡， V6发动机的汽缸平 角最好为90°，V8 发动机的汽缸夹角最 好为60°。
曲柄连杆机构(农机发动机构造与维修课件)
图5 曲轴键槽破损
2、前端断裂 (小头端断裂) 曲轴前端断裂现象：靠近小头端方向的曲柄断开，如
图6所示。原因：皮带轮-减振器总成失效 (减振效果差, 减振橡胶破损或脱出。皮带轮平衡差)；小头端负荷增加, 如加长皮带轮或在原皮带轮上叠加皮带轮等；使用了假冒 皮带轮-减振器.
图6 曲轴前端断裂
3、烧化瓦引起的曲轴断裂 现象：轴颈烧化瓦严重，造成断轴；轴颈表面有明显拉痕 ；轴颈局部变黑，断口疲劳纹理不明显，如图2-48所示 。 原因：烧瓦、化瓦没有及时停车。
环有气环和油环两种。 气环的作用是：密封和导热；
油环的作用是：刮油和布油。 气环根据截面形状不同有多种，如图2-6 所示。
图2-6 活塞环的断面形状
a）矩形环 b）锥面环 c）正扭曲内切环 d）反扭曲内切环 e）梯形环 f）桶面环
矩形环也叫平环，多用于发动机第一道环， 其表面多采用多孔镀铬，增加硬度耐磨。
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
图2-1 活塞连杆及曲轴飞轮组的组成 1-气缸套 2-气缸体 3-活塞 4-活塞销 5-连杆 6-曲轴主轴颈 7-曲轴 8-连杆轴颈 9-曲柄 10-飞轮
第一节 机体组
机体零件包括：气缸体、气缸套、气缸垫、气缸盖和油 底壳等主要零件将这些零件用螺栓、螺母连结成一整体。
图2 活塞倾斜运行
3、活塞销孔周围损伤 现象：销孔周围出现抛击状（类似熔化 状）损伤痕迹，气缸壁相应被损伤，如 图3所示。
原因：该损伤是由于活塞销挡圈脱落或断 裂所引起，其原因可能是：安装了旧的受 损的挡圈；挡圈在槽中刚度不够或位置不 对；连杆弯曲；曲轴轴向间隙过大；连杆 轴颈或曲轴回转中心与气缸不垂直等。 图3 活塞销孔周围损伤
2、前端断裂 (小头端断裂) 曲轴前端断裂现象：靠近小头端方向的曲柄断开，如
图6所示。原因：皮带轮-减振器总成失效 (减振效果差, 减振橡胶破损或脱出。皮带轮平衡差)；小头端负荷增加, 如加长皮带轮或在原皮带轮上叠加皮带轮等；使用了假冒 皮带轮-减振器.
图6 曲轴前端断裂
3、烧化瓦引起的曲轴断裂 现象：轴颈烧化瓦严重，造成断轴；轴颈表面有明显拉痕 ；轴颈局部变黑，断口疲劳纹理不明显，如图2-48所示 。 原因：烧瓦、化瓦没有及时停车。
环有气环和油环两种。 气环的作用是：密封和导热；
油环的作用是：刮油和布油。 气环根据截面形状不同有多种，如图2-6 所示。
图2-6 活塞环的断面形状
a）矩形环 b）锥面环 c）正扭曲内切环 d）反扭曲内切环 e）梯形环 f）桶面环
矩形环也叫平环，多用于发动机第一道环， 其表面多采用多孔镀铬，增加硬度耐磨。
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
图2-1 活塞连杆及曲轴飞轮组的组成 1-气缸套 2-气缸体 3-活塞 4-活塞销 5-连杆 6-曲轴主轴颈 7-曲轴 8-连杆轴颈 9-曲柄 10-飞轮
第一节 机体组
机体零件包括：气缸体、气缸套、气缸垫、气缸盖和油 底壳等主要零件将这些零件用螺栓、螺母连结成一整体。
图2 活塞倾斜运行
3、活塞销孔周围损伤 现象：销孔周围出现抛击状（类似熔化 状）损伤痕迹，气缸壁相应被损伤，如 图3所示。
原因：该损伤是由于活塞销挡圈脱落或断 裂所引起，其原因可能是：安装了旧的受 损的挡圈；挡圈在槽中刚度不够或位置不 对；连杆弯曲；曲轴轴向间隙过大；连杆 轴颈或曲轴回转中心与气缸不垂直等。 图3 活塞销孔周围损伤
曲柄连杆机构的构造与维修
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三、汽缸垫
作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气。 构造：(1)金属—石棉垫 (2)金属骨架—石棉垫 (3)纯金属垫 目前应用较多的是金属皮的金属—石棉垫，在水道孔、油道孔 和气缸孔周围卷边加固。金属卷边的作用：提高强度，提高耐烧蚀 和传热能力。
34
安装注意： 由于缸垫在卷边处高出一层铜皮（或钢皮），所以与之接触的 一面容易产生局部压痕变形。金属卷边一面应朝向易修整接触面或 硬平面。 1、当气缸盖与气缸体同为铸铁时，卷边应朝向汽缸盖； 2、当采用铝合金气缸盖、铸铁气缸体时，卷边应朝向气缸体； 3、当气缸盖与气缸体同为铝合金时，卷边应朝向湿式缸套的凸沿。
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整体式：能覆盖全部气缸，缩短气缸中心距，适合于缸径 小于105mm，缸数小于6的发动机。可缩短发动机总长度， 刚性较差。 分块式：两个气缸或三个气缸采用一个气缸盖。 单体式：每个气缸都采用一个气缸盖，一般缸径大于140mm 或风冷发动机采用。（缸径较大的发动机常采用单体气缸盖 或块状气缸盖）。
二、气缸盖
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1、气缸盖的功用：
气缸盖密封燃烧室，和其他各部分共同形成燃烧空间。其 上安装配气机构的大部分零件和喷油器或火花塞，内设冷却水 路和润滑油道，进、排气道。
2、气缸盖的工作条件与要求：
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。为保证良好密 封，气缸盖既不能损坏，也不能变形。为此，气缸盖要有足够的 强度和刚度。为使温度分布均匀，冷却要良好。
8
3、离心力（旋转惯性力）： 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。其大小与运动件的质量、 旋转半径、角速度的平方成正 比，其方向总是背离曲轴中心 向外，离心力使连杆大头的轴 瓦和曲柄销、曲轴主轴颈及轴 承受到又一附加载荷，增加他 们的变形和磨损。
模块2曲柄连杆机构的构造与维修
调整曲柄连杆机构的间隙，确保各部件之间的配合良好。
根据磨损情况更换相应的部件，如曲轴、连杆、轴承、 活塞环等。
进行必要的润滑保养，保证曲柄连杆机构的正常运行。
曲柄连杆机构维修注意事项
在拆卸和安装曲柄连杆机构时 ，要使用正确的工具和方法，
避免损坏部件。
在更换部件时，要选用符合规 格和要求的部件，确保维修质
组成
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组主要由 气缸体、气缸盖和油底壳等组成；活塞连杆组主要由活塞、活塞环、连杆等组 成；曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和扭转减震器等组成。
工作原理与特点
工作原理
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内做往复直线运动，通过连 杆将这个运动传递给曲轴，使曲轴能够绕其轴线旋转。同时 ，曲轴的旋转运动又通过飞轮等构件将动力输出到外部。
特点
曲柄连杆机构是发动机的核心部分，其工作特点是承受着高 温、高压和交变载荷，因此需要具有良好的强度、刚度和耐 磨性。此外，曲柄连杆机构还需要具备一定的灵活性，以保 证发动机的正常运转。
应用领域与发展趋势
要点一
应用领域
曲柄连杆机构广泛应用于汽车、摩托车和其他内燃机领域 ，是发动机的核心部分。
要点二
曲轴原因导致曲轴轴承损坏。
连杆断裂
由于连杆材料疲劳、受力不均、超载等原因 导致连杆断裂。
活塞环断裂
由于活塞环材料疲劳、超速运转、润滑不良 等原因导致活塞环断裂。
曲柄连杆机构维修流程
检查曲柄连杆机构各部件的磨损情况，如曲轴、连杆、 轴承、活塞环等。
02
曲柄连杆机构构造
曲柄的构造
曲柄是曲柄连杆机构中的重要组成部分，通常由高强度钢材制成，具有足够的刚度 和强度，能够承受发动机运转过程中的各种力和力矩。
根据磨损情况更换相应的部件，如曲轴、连杆、轴承、 活塞环等。
进行必要的润滑保养，保证曲柄连杆机构的正常运行。
曲柄连杆机构维修注意事项
在拆卸和安装曲柄连杆机构时 ，要使用正确的工具和方法，
避免损坏部件。
在更换部件时，要选用符合规 格和要求的部件，确保维修质
组成
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组主要由 气缸体、气缸盖和油底壳等组成；活塞连杆组主要由活塞、活塞环、连杆等组 成；曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和扭转减震器等组成。
工作原理与特点
工作原理
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内做往复直线运动，通过连 杆将这个运动传递给曲轴，使曲轴能够绕其轴线旋转。同时 ，曲轴的旋转运动又通过飞轮等构件将动力输出到外部。
特点
曲柄连杆机构是发动机的核心部分，其工作特点是承受着高 温、高压和交变载荷，因此需要具有良好的强度、刚度和耐 磨性。此外，曲柄连杆机构还需要具备一定的灵活性，以保 证发动机的正常运转。
应用领域与发展趋势
要点一
应用领域
曲柄连杆机构广泛应用于汽车、摩托车和其他内燃机领域 ，是发动机的核心部分。
要点二
曲轴原因导致曲轴轴承损坏。
连杆断裂
由于连杆材料疲劳、受力不均、超载等原因 导致连杆断裂。
活塞环断裂
由于活塞环材料疲劳、超速运转、润滑不良 等原因导致活塞环断裂。
曲柄连杆机构维修流程
检查曲柄连杆机构各部件的磨损情况，如曲轴、连杆、 轴承、活塞环等。
02
曲柄连杆机构构造
曲柄的构造
曲柄是曲柄连杆机构中的重要组成部分，通常由高强度钢材制成，具有足够的刚度 和强度，能够承受发动机运转过程中的各种力和力矩。
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。
2.曲柄连杆机构构造与维修
功用 把燃气作用在活塞顶上的压力转化为曲轴的旋转运动而对 外输出动力。
组成
• 机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、 气缸衬垫和油底壳等；
• 活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等；
• 曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。
曲柄连杆机构中部分主要零件如图所示
1 概述 1.2 工作原理与工作条件
• 类型：整体气缸盖、分开式气缸盖。 • 材料： 灰铸铁、合金铸铁、铝合金。
燃烧室：由活塞顶部和气缸盖上相应的凹坑所组成。
汽油机常用的几种典型燃烧室： • 半球型：结构紧凑。气门成横向V型排列，可做得较大， 换气好。火花塞位于燃烧室中部，燃烧速度快。但配 气机构复杂，工作较粗暴，多用于高速汽油机。 • 楔型：结构简单。充气效率高，燃烧质量好。CA6102 采用此种燃烧室。
上部：第一道活塞环在上止点时对应的缸壁； 下部：为距离气缸下边缘10~20mm处； 中部：为上、下止点间中间的位置。 测量过程
评价指标
圆度：指同一横截面上磨损的不均匀性；圆度公差：汽 油机为0.05mm，柴油机为0.065mm。 圆柱度：指沿气缸轴线的轴向横截面上磨损的不均匀性； 圆柱度公差：汽油机为0.20mm，柴油机为0.25mm。
工作条件： 高温：最高可达 2500K以上。 高压：最高可达 3MPa—5MPa。 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。
受力复杂：气体作用力、运动质量惯性力、旋转运动的离 心力、摩擦力等。
1.2.1 气体作用力
在每个工作循环中，气体压力始终存在并不断变化。这 里主要研究作功和压缩行程中气体作用力。
第2章曲柄连杆机构的构造与维修
第2章曲柄连杆机构的构造与维修学习目标1 掌握曲柄连杆机构的作用与组成;2 掌握机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组主要零部件的构造和装配连接关系;3 掌握主要零部件的检测方法和维修方法;4 掌握曲柄连杆机构的装配与调整方法和要求;5 掌握曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除。
一、曲柄连杆机构的作用、组成和工作原理曲柄连杆机构的功用是:将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动而对外输出的动力。
曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转换为机械能的主要机构。
在发动机工作过程中,燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上,推动活塞作往复直线运动,经活塞销、连杆和曲轴,将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。
发动机产生的动力,大部分经由曲轴后端的飞轮输出,一部分用于驱动本机其他机构和系统。
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。
1 机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套和气缸垫等不动件。
2 活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。
3 曲轴飞轮组主要包括曲轴和飞轮等机件。
二、工作条件与受力分析发动机工作时,气缸内最高温度可达2500℃以上,最高压力可达5～9MPa。
现代发动机的最高转速一般可达4000～6000r/min,其线速度是很高的。
此外,与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖、活塞组等)还将受到化学腐蚀和电化学腐蚀。
因此,曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和有腐蚀的条件下工作的。
由于曲柄连轩机构是在高压下作变速运动,因此,它在工作中的受力情况很复杂,其中主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转运动件的离心力以及相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。
1 气体作用力在每个工作循环的四个行程中,气体压力始终存在。
但由于进气、排气两个行程中的气体压力较小,对机件影响不大,故这里主要分析作功和压缩两个行程中气体的作用力。
在作功行程中,气体压力推动活塞向下运动,如图2-1a所示。
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材料：灰铸铁或合金铸 铁，铝合金（散热 好）。
2/28/2021
缸
盖
气缸盖
气缸盖罩
衬垫
气缸盖
气缸垫
2/28/2021
安装火花塞
燃烧室
名称
特点
结构紧凑、火焰行程段、
半球形 燃烧速率高、热损失小、
热效率高
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
示意图
盆形
1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用
来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成
一体 下轴箱 贮存润滑油
2/28/2021
二、曲轴箱
油底壳 材料：
薄钢板冲压
2/28/2021
气
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。
气缸垫 油道和水
道 曲轴箱
油底壳
汽车发动机气缸体简图
气缸体与曲轴箱
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。
2/28/2021
油底壳安装平面 低于曲轴的旋转 中心。
2/28/2021
气缸体结构形式
油底壳安装平面 和曲轴旋转中心 在同一高度。
气缸体上曲轴 的主轴承孔为 整体式。
整体式气缸体和镶嵌式气缸体
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 镶嵌式
2/28/2021
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。
用耐磨优质材 降低了制造成
料制成气缸套，再 本，便于修理和更
装到一般材料制成 换气缸套，延长了
发动机支撑
三点或四点支承
2/28/2021
机体组的检修
1.裂纹检查 2.变形检查 3.磨损检查
2/28/2021
汽缸体与气缸盖的损伤形式
1.裂纹பைடு நூலகம்生的原因
2.变形产生的原因
3.磨损产生的原因
2/28/2021
气缸体外观的检查内容
气缸体外观检查主要是： 检查气缸体有无机械损伤和化学腐蚀，有无裂纹和气孔、砂眼 造成的漏油、漏水部位等。 检修气缸体接合平面 气缸体上平面平面度误差标准值为0.03mm，极限值为0.05mm。 其检查与修理方法与气缸盖下平面的检修方法相同
工艺性好、成本低、进 排气效果不如半球形燃 烧室
2/28/2021
应用
桑塔纳 夏利 富康
北京切 诺基
捷达 奥迪
气缸垫
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：要有弹性、耐热性、耐压性（铜、钢复合） 3、安装时注意上下方向
2/28/2021
2/28/2021
2/28/2021
曲柄连杆机构工作环境
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。
2/28/2021
一、机 体 组
2/28/2021
机体组功用
机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构 和发动机各系统主要零部件的装配基体。
气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起 形成燃烧室。
另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分 别是冷却系统和润滑系统的组成部分。
2/28/2021
机体组组成
现代汽车发动机机体 组主要由机体、气缸盖、 气缸盖罩、气缸衬垫、主 轴承盖以及油底壳等组成。
镶气缸套的发动机， 机体组还包括干式或湿式
2/28/2021
机体组组成
气缸盖 气缸体
气缸
2/28/2021
2/28/2021
汽缸体与气缸盖的裂纹检查
1.缸盖裂纹一般发生在气门座附近和水套薄壁处。对 裂纹的检查可采用目测和机械液压试验来发现。
2.试检方法： 在气缸盖和缸体的水套中，加入足够的水，用294392kPa的压力，并保持5min以上，应无任何渗漏；或者用 汽油或煤油注入气缸体和气缸盖的水套内，30min后，观 察有无渗漏。 3.若气缸盖存在渗漏现象，则应对裂纹进行修理，可 采用粘结修补和焊接修补；若裂纹过长过大，则应更换新 气缸盖。
2/28/2021
汽缸体与气缸盖的裂纹检查
检查气缸盖有无裂纹、机械损伤、化学腐蚀及变形；如有造成漏水、 漏气的裂纹和损伤，则应及时修理或更换气缸盖。
检查气缸盖排气道、燃烧室和气门座处的积炭情况。根据情况予以清 除干净，以保持发动机不致因积炭严重而发生过热现象。
清除气缸盖内的积炭 机械方法：用专用金属丝刷装在电动或气动工具上，通过丝刷的旋转 来刷洗积炭部位，或用软金属刮刀、小铲小心地刮出积炭，不允许使用尖 锐的金属刀具去清除积炭，以免刮伤或划伤金属表面。 化学方法：利用化学溶剂与积炭层发生化学和物理作用，使炭层松软 再通过机械方法清除。一般应使气缸盖在化学溶剂中浸泡2-3h
的气缸体内。
气缸体的使用寿命。
干式缸套和湿式缸套
名称
特点
干式缸套
外壁不直接与冷却 水接触。壁厚1~3mm。
湿式缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
示意图
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。
2/28/2021
2/28/2021
检修缸体裂纹
1. 水压试验：当缸体或缸盖水腔内的水压加到30-40kPa时，保持5min，有裂 纹和砂眼的地方就会有水渗出。
2. 渗漏法：将汽油或煤油注入水腔内，经过20-30min，看看是否有油渗出。 修理：根据检查出的裂纹产生的部位和程度，应采用不同的方法修复。 涂胶法：在裂纹两端钻止裂孔，孔径视裂纹部位及程度而定。对裂纹开60° 坡口，坡口深度是壁厚的2/3。除油时，先用汽油洗，再用酒精清洗，并以空气 吹干。 涂胶时，先把6101环氧树脂(100份)(质量，后同)同苯二甲酸二丁酯(15份)混 合后，略加热并不断搅匀，然后加入石英粉15份，石棉粉10份，铁粉(或铝粉)20 份等填料，并搅拌均匀，将需涂胶的缸体盖加热到40℃，把配制好的胶粉涂上。 涂胶多少视裂纹状况而定。
内
2/28/2021
容
概述 机体的构造与工作原理
机体的检修 活塞连杆组的构造与工作原理
活塞连杆组的检修 曲轴飞轮组的构造与工作原理
曲轴飞轮组的检修 曲柄连杆机构常见故障诊断与排除
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
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缸
盖
气缸盖
气缸盖罩
衬垫
气缸盖
气缸垫
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安装火花塞
燃烧室
名称
特点
结构紧凑、火焰行程段、
半球形 燃烧速率高、热损失小、
热效率高
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
示意图
盆形
1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用
来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成
一体 下轴箱 贮存润滑油
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二、曲轴箱
油底壳 材料：
薄钢板冲压
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气
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。
气缸垫 油道和水
道 曲轴箱
油底壳
汽车发动机气缸体简图
气缸体与曲轴箱
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。
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油底壳安装平面 低于曲轴的旋转 中心。
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气缸体结构形式
油底壳安装平面 和曲轴旋转中心 在同一高度。
气缸体上曲轴 的主轴承孔为 整体式。
整体式气缸体和镶嵌式气缸体
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 镶嵌式
2/28/2021
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。
用耐磨优质材 降低了制造成
料制成气缸套，再 本，便于修理和更
装到一般材料制成 换气缸套，延长了
发动机支撑
三点或四点支承
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机体组的检修
1.裂纹检查 2.变形检查 3.磨损检查
2/28/2021
汽缸体与气缸盖的损伤形式
1.裂纹பைடு நூலகம்生的原因
2.变形产生的原因
3.磨损产生的原因
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气缸体外观的检查内容
气缸体外观检查主要是： 检查气缸体有无机械损伤和化学腐蚀，有无裂纹和气孔、砂眼 造成的漏油、漏水部位等。 检修气缸体接合平面 气缸体上平面平面度误差标准值为0.03mm，极限值为0.05mm。 其检查与修理方法与气缸盖下平面的检修方法相同
工艺性好、成本低、进 排气效果不如半球形燃 烧室
2/28/2021
应用
桑塔纳 夏利 富康
北京切 诺基
捷达 奥迪
气缸垫
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：要有弹性、耐热性、耐压性（铜、钢复合） 3、安装时注意上下方向
2/28/2021
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曲柄连杆机构工作环境
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。
2/28/2021
一、机 体 组
2/28/2021
机体组功用
机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构 和发动机各系统主要零部件的装配基体。
气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起 形成燃烧室。
另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分 别是冷却系统和润滑系统的组成部分。
2/28/2021
机体组组成
现代汽车发动机机体 组主要由机体、气缸盖、 气缸盖罩、气缸衬垫、主 轴承盖以及油底壳等组成。
镶气缸套的发动机， 机体组还包括干式或湿式
2/28/2021
机体组组成
气缸盖 气缸体
气缸
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2/28/2021
汽缸体与气缸盖的裂纹检查
1.缸盖裂纹一般发生在气门座附近和水套薄壁处。对 裂纹的检查可采用目测和机械液压试验来发现。
2.试检方法： 在气缸盖和缸体的水套中，加入足够的水，用294392kPa的压力，并保持5min以上，应无任何渗漏；或者用 汽油或煤油注入气缸体和气缸盖的水套内，30min后，观 察有无渗漏。 3.若气缸盖存在渗漏现象，则应对裂纹进行修理，可 采用粘结修补和焊接修补；若裂纹过长过大，则应更换新 气缸盖。
2/28/2021
汽缸体与气缸盖的裂纹检查
检查气缸盖有无裂纹、机械损伤、化学腐蚀及变形；如有造成漏水、 漏气的裂纹和损伤，则应及时修理或更换气缸盖。
检查气缸盖排气道、燃烧室和气门座处的积炭情况。根据情况予以清 除干净，以保持发动机不致因积炭严重而发生过热现象。
清除气缸盖内的积炭 机械方法：用专用金属丝刷装在电动或气动工具上，通过丝刷的旋转 来刷洗积炭部位，或用软金属刮刀、小铲小心地刮出积炭，不允许使用尖 锐的金属刀具去清除积炭，以免刮伤或划伤金属表面。 化学方法：利用化学溶剂与积炭层发生化学和物理作用，使炭层松软 再通过机械方法清除。一般应使气缸盖在化学溶剂中浸泡2-3h
的气缸体内。
气缸体的使用寿命。
干式缸套和湿式缸套
名称
特点
干式缸套
外壁不直接与冷却 水接触。壁厚1~3mm。
湿式缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
示意图
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。
2/28/2021
2/28/2021
检修缸体裂纹
1. 水压试验：当缸体或缸盖水腔内的水压加到30-40kPa时，保持5min，有裂 纹和砂眼的地方就会有水渗出。
2. 渗漏法：将汽油或煤油注入水腔内，经过20-30min，看看是否有油渗出。 修理：根据检查出的裂纹产生的部位和程度，应采用不同的方法修复。 涂胶法：在裂纹两端钻止裂孔，孔径视裂纹部位及程度而定。对裂纹开60° 坡口，坡口深度是壁厚的2/3。除油时，先用汽油洗，再用酒精清洗，并以空气 吹干。 涂胶时，先把6101环氧树脂(100份)(质量，后同)同苯二甲酸二丁酯(15份)混 合后，略加热并不断搅匀，然后加入石英粉15份，石棉粉10份，铁粉(或铝粉)20 份等填料，并搅拌均匀，将需涂胶的缸体盖加热到40℃，把配制好的胶粉涂上。 涂胶多少视裂纹状况而定。
内
2/28/2021
容
概述 机体的构造与工作原理
机体的检修 活塞连杆组的构造与工作原理
活塞连杆组的检修 曲轴飞轮组的构造与工作原理
曲轴飞轮组的检修 曲柄连杆机构常见故障诊断与排除
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