汽车概论——第3章发动机之曲柄连杆机构
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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
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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。
汽车概论之发动机之曲柄连杆机构
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机体工作条件、要求及材料
（1）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀、 适当冷却（以免损坏和变形）
• 发动机中最大的零件 • 承受拉、压、弯、扭等机械负荷 • 承受高温燃气很大的热负荷 • 发动机大部分零件安装在机体上 （2）力求结构紧凑、质量轻 • 尽量减小整机的重量（发动机最大的零件） • 加强肋（减小质量、保证刚度与强度） （3）机体材料 • 一般高强度灰铸铁、铝合金 • 合金铸铁
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气缸的排列方式（发动机形式）
•直列式
•对置式
•V型式
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➢气缸W型式
大众W12 •由两个夹角为 15°的V6发动 机，以72°的夹 角组成 •拥有5.6升的 排量
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A8L6.0及其W12发动机
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气缸的结构形式（气缸套）
0.05~0.15
C B
5~9
A
•AB环带：径向定位 •凸缘C：轴向定位 缸套顶 面略高于缸体平面：
0.05~0.15mm •密封圈：下部1~3道密封 圈
普通铸铁或铝合金缸体
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➢干、湿式缸套比较
和冷却水 直接接触
与缸体配 合较松
壁厚 5～9mm
不直接 和冷却 水接触
与缸体 紧配合
2、活塞连杆组 活塞 活塞环 活塞销 连杆等
3、曲轴飞轮组 曲轴 飞轮等
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• 1. 机体组的功用 • 机体组是发动机的支架 • 是各机构与系统的装配机体 • 气缸盖密封气缸、形成燃烧室 • 机体与气缸盖内水套—冷却系统 • 机体与气缸盖内油道—润滑系统
《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。
汽车发动机构造-曲柄连杆机构
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。
20
油底壳安 装平面低 于曲轴的 旋转中心。
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
名称 性能 应用
492Q汽油机，90系 一般式 机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于 列柴油机。（中小 加工拆卸。刚度和强度差。 （平分式） 型） 强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、捷达轿车、富康轿 加工困难。（大中型发动机） 车、桑塔纳轿车
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。
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高 度较大。
18
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
高度小，总 体布置方便。
19
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
干式气缸套
5~9 mm
25
外表面直接与冷却水直接接触；壁厚5～ 9mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水 密封装置；冷却效果优于干式；刚性差； 多用于车用柴油机上。
湿式气缸套
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 三、气缸盖
1、作用
封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室； 是配气机构的多数零件的安装机体。
半球形燃烧室
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
（4）双球形燃烧室：
由两个球形构成。可布置 较大直径的气门或采用多 气门形式，很容易获得压 缩涡流。缺点是燃烧室形 状复杂，散热面积较大， 经济性差。
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气缸体 上曲轴 的主轴 承孔为 整体式。
20
油底壳安 装平面低 于曲轴的 旋转中心。
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
名称 性能 应用
492Q汽油机，90系 一般式 机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于 列柴油机。（中小 加工拆卸。刚度和强度差。 （平分式） 型） 强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、捷达轿车、富康轿 加工困难。（大中型发动机） 车、桑塔纳轿车
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。
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高 度较大。
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汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
高度小，总 体布置方便。
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汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
干式气缸套
5~9 mm
25
外表面直接与冷却水直接接触；壁厚5～ 9mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水 密封装置；冷却效果优于干式；刚性差； 多用于车用柴油机上。
湿式气缸套
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 三、气缸盖
1、作用
封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室； 是配气机构的多数零件的安装机体。
半球形燃烧室
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
（4）双球形燃烧室：
由两个球形构成。可布置 较大直径的气门或采用多 气门形式，很容易获得压 缩涡流。缺点是燃烧室形 状复杂，散热面积较大， 经济性差。
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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。
汽车构造课件-第三章曲柄连杆机构
工作性能优化
优化曲柄连杆机构的工作性能，如提 高压缩比、增强燃油喷射效果等，以 提高发动机的功率和扭矩输出。
通过改进润滑系统、优化燃油喷射和 点火正时等措施，降低发动机的振动 和噪音，提高曲柄连杆机构的工作平 稳性和可靠性。
05 曲柄连杆机构的故障诊断 与维护
常见故障与原因分析
曲轴轴颈磨损
由于润滑不良或承受过 大的压力，导致曲轴轴
活塞在气缸内的运动规律与发动机的 工作循环密切相关，是实现发动机工 作过程的基础。
曲轴的旋转运动
曲轴是发动机中最重要的部件之一，其旋转运动 是实现能量转换的关键环节。
曲轴的旋转方向取决于发动机的工作循环，在四 冲程发动机中，曲轴的旋转方向在吸气和压缩冲 程中与活塞运动方向相反，而在做功和排气冲程 中与活塞运动方向相同。
曲轴通过连杆将活塞的往复运动转化为自身的旋 转运动，进而将热能转化为机械能。
曲轴的旋转速度决定了发动机的转速，是衡量发 动机性能的重要参数。
连杆的摆动与传递
连杆是连接活塞与曲轴的关键 部件，其摆动与传递是实现能
量转化的重要环节。
连杆通过上下摆动将活塞的往 复运动传递给曲轴，使曲轴能
够实现旋转运动。
飞轮等部件，下曲轴箱用于安装曲轴、
气压力和惯性力等载荷。
连杆等部件。
03 曲柄连杆机构的工作原理
活塞的运动规律
活塞在气缸内的运动是由连杆带动实 现的，其运动规律包括上下往复运动 和左右旋转运动。
活塞在气缸内的运动轨迹呈椭圆形， 其长轴与曲轴的旋转轴线平行，短轴 与曲轴的旋转轴线垂直。
活塞上行的速度较快，下行的速度较 慢，这是由于曲轴的旋转运动产生的 惯性力和重力作用的结果。
转。
活塞通常由活塞头、活塞裙和活 塞销座等组成，活塞头上有若干 个环槽，用于安装活塞环，以保
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。
03 曲柄连杆机构
活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是 燃烧室的组成部分。 活塞在高温、高压、热膨胀系数大。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
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汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
活塞
活塞销 连杆 组
曲轴 飞轮 组
活塞连杆组
活 塞
活塞
环 活塞环
活塞销
连杆组
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
活塞
活塞功用 （1）承受气缸中的燃气压力 （2）将燃气作用力通过活塞销和连 杆传给曲轴，推动曲轴旋转 （3）参与组成燃烧室
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
（2）风冷气缸体
•缸体与 曲轴箱 分 开铸 缸体 和缸盖铸 有 散热片 如有风扇 可加强 散 热
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
气缸盖
• 1. 气缸盖的组成 • 密封气缸上部形成燃烧室 • 冷却水套与缸体水套相通 • 设有进排气座、气门导管孔 • 设有进排气通道 • 汽油机缸盖：设有火花塞座孔 • 柴油机缸盖：设有喷油器座孔
连杆体能从缸体上端取出
多用于柴油机
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
4. V型发动机连杆 （1）并列连杆
优 前后连杆可通用 点 左右两列活塞运
动规律相同
缺 增加了曲轴和发动机长度 点
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
（2）主副连杆
主连杆
主副连杆 缺 不能互换 点 两列活塞运动规律和
上止点位置不相同
汽车概论——第3章发动 机之曲柄连杆机构
2020/11/23
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
曲柄连杆机构的功用
热能
机械能
燃气压力
转矩
活塞 连杆 曲轴
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
曲柄连杆机构能量转换
热能 转变为 机械能 向工作
机构 输出 机械能
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
和冷却水 直接接触
与缸体配 合较松
壁厚 5～9mm
不直接 和冷却 水接触
与缸体 紧配合
壁厚 1～ 3mm
缸套材料：合金铸铁或合金钢
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
6. 水冷和风冷气缸体
（1）水冷气缸体
利用水套 中的冷却 水流过高 温零件的 周围带走 多余热量
•组合式 曲轴
滚动轴承 配用隧道 曲柄臂兼 (主轴承) 式机体 作主轴颈
概 单元曲拐
念 由单元曲拐 特 方便制造和更换 组合装配 点 结构复杂 拆装不便
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
②按主轴颈数分类
•全支承 曲轴
概 念
相邻两个 曲拐间都 有主轴颈
优 点
抗弯曲能力强
可减轻主轴颈载荷
缺 点
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
成型方法
铸造：高温强度下降较小、成本低， 易出现气孔、缩松等铸造缺陷。
锻造：强度比铸造高、导热性较好， 适用于强化发动机，制造成本高。
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
活塞构造
活塞 顶部
活塞 头部
活塞 裙部
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
（1）活塞顶部（燃烧室组成部分）
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
• 1. 机体组的功用 • 机体组是发动机的支架 • 是各机构与系统的装配机体 • 气缸盖密封气缸、形成燃烧室 • 机体与气缸盖内水套—冷却系统 • 机体与气缸盖内油道—润滑系统
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
气缸的结构形式（气缸套）
（1）无气缸套式 优点：
• 缩短气缸中心距，减小 机体尺寸质量 • 机体刚度大、工艺性好 缺点： • 耐磨合金铸铁 •成本高 无气缸套式铝合金缸体 •气缸表面镀铬，提高耐 磨性
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
（2）干式缸套式 干式缸套 可卸干式缸套
平
凹
凸
顶
顶
顶
汽油机多采用平顶、有些采用凹顶
二冲程汽油机 多用凸顶
柴油机多采用各种各样的凹坑
凹
坑 汽车概论——第3章发动机之曲柄连
杆机构
（2）活塞头部（活塞环槽以上部位）
•承受气 体压力
①
主 要 作
•与活塞环 实现
气缸密封
用 •将热量通
过活塞环传
给气缸壁
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
气环 •环槽
2-5 3-4
1-4-2-6-3-5
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
➢直喷式燃烧室
燃烧室 容积 集 中于活 塞顶上 的 燃烧 室凹坑
内
汽车概论——第3章发动机之曲柄连 杆机构
➢涡流燃烧室
空气被挤 入涡流室 形成强烈 有规则涡 流运动 大 部分柴油 在涡流室 内燃烧形 成二次涡 流混合燃
烧
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思考题（续）
课 外
1.曲柄连杆机构的功用和组成？ 2.气缸体的结构形式及概念比较? 3.气缸的三种排列方式及特点? 4.比较干式和湿式缸套的特点? 5.机体组由哪些零件组成？ 6.汽油机和柴油机燃烧室的种类？
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➢活塞裙部椭圆形
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
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➢活塞销座附近裙部外表面下陷
为减少 活塞销 座附近 处的热 变形量
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④活塞销座轴线布置
活塞销对中布置
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气缸的排列方式（发动机形式）
•直列式
•对置式
•V型式
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➢气缸W型式
大众W12 •由两个夹角为 15°的V6发动 机，以72°的夹 角组成 •拥有5.6升的 排量
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A8L6.0及其W12发动机
曲
塞
轴
连
杆
往复
旋转
运动
运动
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3. 连杆构造
集油孔 小头
杆身
喷油孔
纵向 油道
大头
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（3）连杆大头
①剖分形式（连杆大头剖分，用连杆螺栓紧固）
结合面与连杆轴线垂直
•平切口
刚度大 变形小 成本低
汽油机采用平切口
•斜切口
结合面与连杆轴线成 30°~60°夹角
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（1）直列四缸发动机工作循环
•发火间隔角 720⁰/4=180⁰
1 23 4
•工作顺序 1-3-4-2 1-2-4-3
1-4 180⁰
2-3
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•工作循环表（1-3-4-2）
曲轴转角(°) 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸
曲轴正时 齿形带轮
机油泵
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•曲轴前端驱动
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（4）曲轴后端
曲轴 曲轴正时 带轮 齿形带轮
曲轴 链轮
安装飞轮 用凸缘
飞轮
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（5）曲轴润滑
机油
机体油道
主轴承
主轴颈
曲轴油孔
连杆轴承
连杆轴颈
1~3
灰铸铁或铝合金缸体
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（3）湿式缸套式
0.05~0.15
C B
5~9
A
•AB环带：径向定位 •凸缘C：轴向定位 缸套顶 面略高于缸体平面：
0.05~0.15mm •密封圈：下部1~3道密封 圈
普通铸铁或铝合金缸体
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➢干、湿式缸套比较
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➢气缸盖 气缸盖示意图
气缸盖实物
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5. 燃烧室
（1）燃烧室基本要求 • 结构经凑：（表面积/容积）要小，减小热 损失，提高热效率 • 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 • 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：应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：应与燃油喷射、空气涡流 运动进行良好配合
3. 曲轴构造
曲轴 后端 输 出 端
平衡重
连杆轴颈
单
曲柄臂 元 曲
主轴颈 拐
曲轴 前端
自由端
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（1）曲轴分类 ①按单元曲拐连接方式分类
•整体式 曲轴
概
念
曲柄臂
连杆轴颈 主轴颈
各单元曲拐锻造 特 工作可靠 质量轻 或铸造成整体 点 结构简单 加工面少
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主轴颈多 加工面多
曲轴和机体较长
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•非全支承曲轴
概 念
主轴颈数 少于全支
承曲轴
优 点缺
点
与全支承曲轴恰好相反
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（3）曲轴前端
张紧轮 导向轮 发电机
凸轮 轴正 时齿 形带
轮
水泵
空调压 缩机
曲轴 动力 带轮 转向泵
曲轴 链轮
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