发动机曲轴连杆机构
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识解读
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识发动机曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴1、机体组1-1、汽缸体是发动机机体组的重要组成部分，在气缸盖和油底壳之间，严格的来说，该部分要称为气缸体--曲轴箱！因为它上部是一个或若干个汽缸，下半部分是支承曲轴的曲轴箱！这两部分一般都铸造在一起，我们通常简称汽缸体。
因其工作条件高温高压、且活塞在其中往复运动，摩擦很大，所以气缸体必须能耐高温、耐腐蚀、耐磨损。
一般的说，为了满足以上要求可以采取以下几个措施：气缸体材料、加工精度、结构。
在冷却方面，气缸体一般有水冷、风冷。
像我们摩托车上的发动机就是风冷，一般汽车上的都是以水冷为主，但也装有风扇辅助降温1-2、汽缸垫气缸垫位于气缸盖与气缸体之间又称气缸床. 其功用是填补气缸体和气缸盖之间的微观孔隙,保证结合面处有良好的密封性,进而保证燃烧室的密封防止气缸漏气和水套漏水。
常见的金属---石棉气缸垫，这种石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮。
这种钢垫厚度为1.2~2mm，有很好的弹性和耐热性，能反复使用，但强度较差，厚度和质量也不均匀。
当发现以下现象时，就要考虑汽缸是否烧损：①汽缸盖与汽缸体接缝处有局部漏气现象，特别是排气管口附近常会出现此情况。
②工作时水箱冒水泡，气泡越多，说明漏气越严重。
不过这一现象当汽缸垫破损不太厉害时，往往不易察觉。
为此可在汽缸体与汽缸盖接缝处的周围抹些机油，然后观察接合处是否也有气泡冒出，如冒气泡就说明汽缸垫漏气。
通常情况下汽缸垫并没有破损，在此时，可以将汽缸垫在火焰上均匀地烤一下，由于加热之后石棉纸膨胀复原，在装回到机器上后就不再漏气了。
这种修理方法可以多次反复使用，从而延长汽缸垫的使用期限。
《曲柄连杆机构》课件
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
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03
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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。
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
一、曲轴断裂
故障表现：曲轴断裂是一个非常严重的故障，常见于金属疲劳导致的断裂。
诊断与排查：
1. 检查曲轴是否有裂纹或损伤，特别是在曲柄与轴颈的连接处。
2. 确保曲轴的平衡达到标准，不平衡可能导致额外的应力。
3. 检查曲轴轴承和轴颈的磨损情况，过度磨损可能导致曲轴断裂。
二、连杆弯曲或断裂
故障表现：连杆弯曲可能会导致发动机振动或噪音，而连杆断裂则会导致发动机停止工作。
诊断与排查：
1. 检查连杆的直线度和弯曲度，确保其符合标准。
2. 检查连杆的轴承和衬套的磨损情况，过度磨损可能导致连杆断裂。
3. 检查连杆螺栓和螺母的紧固情况，确保其牢固。
三、活塞卡滞
故障表现：活塞卡滞会导致发动机运行不平稳，严重时可能导致发动机停机。
诊断与排查：
1. 检查活塞与缸套之间的间隙，确保其符合标准。
2. 检查活塞环的安装和磨损情况，确保其正常工作。
3. 检查机油的清洁度和粘度，不合适的机油可能导致活塞卡滞。
四、活塞环磨损
故障表现：活塞环磨损会导致发动机漏气和机油消耗增加。
诊断与排查：
1. 检查活塞环的磨损情况，特别是开口间隙和漏光度。
2. 检查活塞环的材料和硬度，确保其符合标准。
3. 检查缸套的磨损情况，过度磨损可能导致活塞环断裂。
五、缸体磨损
故障表现：缸体磨损会导致发动机漏气和压缩比下降。
诊断与排查：
1. 使用内窥镜检查缸体的磨损情况，特别是缸套和气缸壁。
曲柄连杆机构常见故障诊断与排除
故障原因
3. 使用不当
使用不当也会导致曲 柄连杆机构的故障。 例如，使用劣质燃油 、机油等会加剧部件 的磨损。此外，驾驶 习惯也会影响曲柄连 杆机构的使用寿命
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3故障诊断与排
除
故障诊断与排除
1. 活塞环磨损
诊断：检查活塞环的磨损程度，通常使用内窥镜检查气缸内壁的磨损情况。如 果发现活塞环磨损严重，建议更换活塞环
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4
预防措施
预防措施
为了减少曲柄连 杆机构的故障， 可以采取以下预
防措施
预防措施
定期更换机油和空气滤清器：保持发动机的清 洁和良好运转
定期检查曲柄连杆机构的磨损情况：及时更换 磨损部件
保持发动机处于正常温度和压力范围内运转： 避免长时间处于高温高压状态
使用适合车辆的燃油和机油：避免使用劣质燃 油和机油
故障现象
2. 气缸壁磨损
气缸壁磨损也会影响发动机性能。气缸壁 磨损会导致气缸与活塞之间的间隙增大， 进而影响发动机的密封性和性能。气缸壁 磨损通常伴随着发动机噪音、振动等问题
故障现象
3. 曲轴轴承磨 损
曲轴轴承磨损会导致 曲轴的旋转阻力增大 ，进而影响发动机的 性能。曲轴轴承磨损 通常伴随着发动机噪 音、振动等问题
注意：在更换气缸套时，需要注意气缸套的材质和尺寸是否与原车相同，以确 保良好的密封性。此外，需要注意维修或更换过程中的清洁和润滑，以确保发 动机的良好运转。在驾驶时，需要注意驾驶习惯和行驶路况，以减少对发动机 的冲击和磨损
故障诊断与排除
3. 曲轴轴承磨损
诊断：检查曲轴轴承的磨损情况，通常使用千分尺测量曲轴轴承的直径和跳动量。如 果发现曲轴轴承磨损严重，建议更换曲轴轴承或进行修复
发动机曲柄连杆机构的组成
发动机曲柄连杆机构的组成发动机曲柄连杆机构是汽车发动机内部最重要的组成部件之一，有可能确保发动机在高压状况下正常运行。
本文将介绍发动机曲柄连杆机构的组成。
发动机曲柄连杆机构由曲柄轴、曲轴、曲柄、连杆、连杆支架、衬套、活塞环、曲柄轴承等部件组合而成。
曲柄轴是由钢制成，它是连接活塞和曲轴的核心部件。
曲柄轴一般为两种类型，一种是由钢材定型而成的，另一种是由铸铁制成的。
曲柄轴会把活塞顶部的活塞环形成的两个轴承支撑住，从而保证活塞的正常工作。
它们有时也用于确保发动机在高压状况下的均匀运转。
曲轴由钢制成，它的特点是曲率较大，比普通轴要大得多。
曲轴是一种双螺旋形结构，曲柄和曲轴之间的接触面由轴承承载，保证曲轴的正常使用。
曲柄是由钢铸造成的，它们是连接活塞和曲轴的关键部件。
曲柄的表面有多种形状，如齿形、椭圆形、环形等，在弯曲度上可以做出不同的要求，它们是用来激活活塞活动的重要组成部分。
连杆是曲柄和曲轴之间的联接部件，由钢材制成。
它的作用是传动曲柄，使其和曲轴之间的关系更加牢固。
连杆支架是一种支撑装置，它由钢材制成，把连杆和曲柄固定在一起，使其有足够的强度和稳定性，以便长期使用。
衬套是一种用于曲柄轴和曲轴之间的衬衣，它由橡胶或塑料组成，填充活塞内部的空隙，使活塞环和曲柄轴和曲轴之间能够保持有效的接触。
活塞环是用来定位曲柄和曲轴的重要部件，它是由金属制成的，它的内径和外径都有特定的尺寸，需要严格按照规定进行检查校准。
曲柄轴承是用来支撑曲轴和相应的活塞环的，它们由轴承钢制成，有时也会使用金属材料，以确保曲轴和曲柄轴的稳定性和准确性。
以上就是发动机曲柄连杆机构的组成部件。
它们组合在一起可以形成一个高强度、高精度连杆机构，保证发动机在高压状况下正常运行。
为了确保发动机曲柄连杆机构的可靠性和安全性，对于它们的组成部件应进行定期检查和维护。
参考文献[1]兰梅，汽车机械原理，北京：机械工业出版社，2015年。
[2]明，汽车车辆发动机，西安：西安交通大学出版社，2012年。
发动机曲柄连杆机构的常见故障及维修措施
发动机曲柄连杆机构是引擎中最重要的零件之一，负责将活塞运转转化为引擎的动力。
由于长期运转及使用不当等原因，曲柄连杆机构也容易出现故障。
本文将介绍发动机曲柄连杆机构的常见故障及维修措施，以帮助人们更好地维护车辆。
一、故障种类1.连杆垂直间隙不足若连杆垂直间隙不足，就会导致引擎活塞与连杆受到无法消除的挤压力，从而出现回路、跑油等故障。
2.连杆螺栓脱落连杆螺栓一旦脱落，就会导致连杆脱离曲轴，引发额外的故障。
3.曲轴解体若曲轴不均衡，就容易发生断裂或开裂情况。
此时，就要进行更换或修理曲轴，否则会进一步损坏连杆和活塞。
4.连杆铜套磨损连杆铜套磨损也是常见故障之一，这是因为连杆铜套的磨损程度可能会影响连杆接触面形状。
这种故障影响某些受力部位的寿命和使用效果。
5.活塞环损坏活塞环主要承受活塞的热膨胀和油膜的润滑和密封作用。
若活塞环损坏，会严重影响引擎的性能和油耗，并有可能引发更严重的事故。
二、维修措施1.检查连杆垂直间隙检查连杆垂直间隙是保持引擎正常运转的重要工作。
对于垂直间隙不足的曲柄连杆机构，可以采用金属线或薄膜，将两个铜垫片插入找到的缝隙。
其目的是在提高间隙大小时，使螺钉迅速固定和扭紧。
2.更换连杆螺栓对于连杆螺栓脱落的情况，需要将其更换。
更换连杆螺栓是一个繁琐而且费用较高的工作，可以考虑使用更高质量的螺栓，并进行预防措施，如安装飞机锁和loctite。
3.修理曲轴若曲轴损坏或受损，需要进行修理或更换。
曲轴的价格较高，更换曲轴的工作较复杂。
如果曲轴出现了小故障，可以考虑进行更改和修复，并采取预防措施。
4.更换连杆铜套替换连杆铜套是另一个防止发动机出现故障的方法。
如果连杆铜套的磨损很严重，则只能将其更换为新的套子。
5.更换活塞环更换活塞环是一项需要提前准备的工作，因为活塞环的价格较高，更换工作较复杂。
可以考虑使用更高质量的活塞环保证其耐久性。
三、结论在维护发动机的过程中，维护曲柄连杆机构是非常重要的。
对于长期运转和使用不当等原因导致的曲柄连杆机构的故障，应采取相应的维修措施。
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等部分组成。
1. 机体组：包括气缸体、气缸盖、气缸垫、气缸罩盖和油底壳等部分。
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机体，它把发动机的各个机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系。
2. 活塞连杆组：包括活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆轴瓦、连杆盖和连杆螺栓等部分。
活塞连杆组将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出转矩，以驱动汽车车轮转动，是发动机的传动件，把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。
3. 曲轴飞轮组：包括曲轴、飞轮、扭转减震器、曲轴主轴承、曲轴皮带轮和正时齿轮等部分。
曲轴飞轮组的作用是把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其他需要动力的机构输出扭矩，同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。
总之，曲柄连杆机构是发动机的核心部分，承担着将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的任务，从而为汽车提供动力。
发动机主要部件的材质材料简单介绍
发动机主要部件的材质材料简单介绍发动机由发动机机体、曲轴连杆机构、配气机构、润滑系、冷却系、燃料供给系、点火系、（柴油机没有点火系）和启动装置组成.1、机体：包括汽缸盖、汽缸体、汽缸垫、曲轴箱、油底壳等.机体是发动机各机构、各系统和部件的安装基础.2、曲轴连杆机构：包括活塞、活塞环、活塞、连杆、曲轴、轴瓦、飞轮等.它是将热能转换成机械能的机构,并把活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动输出动力.3、配气机构：包括进气门、排气门、摇臂、推杆、挺杆、凸轮轴、曲轴齿轮及凸轮轴正时齿轮等.4、润滑系：包括机油泵、集滤器、限压阀、机油粗滤清器、机油细滤清器、油道、机油压力表、油管和机油冷却系等.5、冷却系：包括水泵、风扇、散热器、分水管、汽缸体及盖的水套、节温器、百叶窗、水温表、放水阀等.6、供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、汽油表、排气管、排气消声器等.7、点火系：包括蓄电池、发电机、断电器、分电器、点火线圈,点火开关、电流表、高压线、火花塞等.8启动装置：包括起动机及其附属装置.下面要说的只是1、2、3、这三个方面的内容：缸体：缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性，且价格要低，因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。
铸铁有着很多先天的不足，重量大、散热性差、摩擦系数高等等。
铝合金缸体重量轻，导热性良好，冷却液的容量可减少。
启动后，缸体很快达到工作温度，并且和铝活塞热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗。
而且和铝合金缸盖热膨胀相同，工作可减少冷热冲击所产生的热应力。
同样铝也存在着缺点，就是容易和燃烧时产生的水发生化学反应，耐腐性不及铸铁缸体。
汽缸与汽缸套水冷式式发动机汽缸有三种结构型式：无缸套、干式缸套、湿式缸套。
无缸套汽缸：汽缸筒与缸体制成一体，与活塞接触的内表面没有镶套，多数铸铁缸体汽油机采用这种型式，它结构简单，加工面少，汽缸刚度也较好。
干式缸套的外表不直接和冷却液接触，缸套的强度和刚度大，但缸套与缸体采用过盈配合，拆装不方便。
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曲轴连杆机构的作用是什么
1.将气体的压力变为曲轴的转矩 2.将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动 3.把燃料作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能
机体组
汽缸体、汽缸垫、汽缸盖、曲轴箱、气缸套和油底壳
活塞连杆组
活塞、活塞环、活塞销、连杆
曲轴飞轮组
曲轴、飞轮、扭转减震器、平衡轴
工作原理：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换 的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机 构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外 输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又 把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连 杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧 后发出的热能转变为机械能。
损坏形式
连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高 应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的 钢性和韧性。 传统连杆加工工艺中其材料一般采用45钢、40Cr或40MnB等调质钢， 硬度更高
连杆
连杆组由连杆体、连杆大头盖、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓（或螺钉）等组成。连杆组 承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周 期性变化的。因此连杆受到压缩、拉伸等交变载荷作用。连杆必须有足够的疲劳强度和结构刚度。疲 劳强度不足，往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂，进而产生整机破坏的重大事故。若刚度不足，则会 造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形，导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨
曲轴
曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动 发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的 共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需 耐磨、工作均匀、平衡性好。
熔炼 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水 未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感 应电炉中升温并调整成分。在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 锻造 以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪 切下料、辊锻（楔横轧）制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送 带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统（FMS）。通过FMS可自动更换工件和模具以及 自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较， 选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。此锻造方法锻造的 曲轴，具有内部金属流线的全纤维性，可以提高20%以上的疲劳强度。
结构组成
连杆体由三部分构成，与活塞销连接的部分称连杆小头；与曲轴连接的部分称连杆大头，连接小头与 大头的杆部称连杆杆身。连杆小头多为薄壁圆环形结构，为减少与活塞销之间的磨损，在小头孔内压 入薄壁青铜衬套。在小头和衬套上钻孔或铣槽，以使飞溅的油沫进入润滑衬套与活塞销的配合表面。 连杆杆身是一个长杆件，在工作中受力也较大，为防止其弯曲变形，杆身必须要具有足够的刚度。为此 ，车用发动机的连杆杆身大都采用Ⅰ形断面， Ⅰ形断面可以在刚度与强度都足够的情况下使质量最小， 高强化发动机有采用H形断面的。有的发动机采用连杆小头喷射机油冷却活塞，须在杆身纵向钻通孔。 为避免应力集中，连杆杆身与小头、大头连接处均采用大圆弧光滑过渡。为降低发动机的振动，必须把 各缸连杆的质量差限制在最小范围内，在工厂装配发动机时，一般都以克为计量单位按连杆的大、小头 质一个曲柄销，连杆有并列连杆、叉形连杆及主副连杆三种 型式。
曲轴连杆机构
机制1404 ：秦彬
柴油发动机的机构
两大结构
1.曲轴连杆机构 2.配气机构
五大系统
1.燃油系统
2.润滑系统
3.冷却系统 4.进排气系统 5.启动系统
什么是曲轴连杆机构
是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将活塞上的力转变为曲轴对外输出的 转矩，以驱动汽车车轮转动。曲轴连杆机构由活塞、连杆组和曲轴、飞轮组等等部件组 成