第2章曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构结构与拆装
第二章曲柄连杆机构结构与装配曲柄连杆机构是发动机完成工作循环、实现能量转换的传动机构，其功用是将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴旋转运动的转矩，对外输出动力。
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部，推动活塞做往复直线运动，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。
其动力大部分经曲轴后端的飞轮输出，传给传动系乃至行驶系使车辆运动，另一小部分通过曲轴前端齿轮或带轮用于驱动发动机其他机构和系统。
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。
第一节机体组结构与装配一、机体组的结构（一）机体组的功用及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气缸套。
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。
（二）机体1.机体的工作条件及要求（1）机体的工作条件机体是发动机中最大的零件。
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。
（2）机体的材料和要求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，以免机体损坏和变形。
机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。
机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。
最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。
1.机体顶面；2.气缸；3.水套；4.主油道；5.横隔板上的加强肋；6.机体底面；7.主轴承座；8.缸间横隔板；9.机体侧臂；10侧壁上的加强肋图2-1 水冷发动机的机体1.气缸；2.散热片；3.凸轮轴孔；4.主轴承孔；5.主轴承盖横向紧固螺栓；6.气缸体安装孔；7.定时传动室图2-2 风冷发动机的气缸体与曲轴箱1．机体构造机体是结构极为复杂的箱形零件，其大部分壁厚均为铸造工艺许用的最小壁厚。
第二章曲柄连杆机构09
0
不同形式的载荷，为了保证工作
可行减少磨损，在结构上要采取
相应的措施。
第二节 机体组（气缸体曲轴箱组）
机体组：包括机体、气缸盖、缸垫、气缸盖罩、主轴承盖、 以及油底壳。
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 是冷却系和润滑系 的组成部分。
往复惯性力与离心力作用的后果：加剧发动机的振动（上下振动，水平振动）, 增加发动机曲柄连杆机构的各部件及所有轴颈、轴承的磨损。
3、摩擦力：存在于作相对运动而又相互接触的零件表面之间。如气缸壁与
活塞间等。
*上述各力作用于曲柄连杆机构
及机体的各有关零件上，使它们 受到压缩、拉伸、弯曲、扭转等
加0
速
减 vmax
3、多缸发动机的气缸排列形式： 直列式：发动机的各气缸成一字型排列。 双列式：V型 Φ<180° ； P型 Φ=180°。
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，增加了宽 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。多 用于赛车。
对置气缸式发动机
状 5)篷形燃烧室，是近年来在高性能多气门轿车发动机上广
泛应用的燃烧室。
柴油机的分隔式燃烧室有两种类型： 1)涡流室燃烧室，其主、副燃烧室之间的连接通道与副燃烧室切向
连接，在压缩行程中，空气从主燃烧室经连接通道进入副燃烧室， 在其中形成强烈的有组织的压缩涡流，因此称副燃烧室为涡流室。
2)预燃室燃烧室，其主、副燃烧室之间的连接通道不与副燃烧室切向 连接，且截面积较小。在压缩行程中，空气在副燃烧室内形成强 烈的无组织的紊流。燃油迎着气流方向喷射，并在副燃烧室顶部 预先发火燃烧，故称副燃烧室为预燃室。
发动机教案--第2章曲柄连杆机构
二、曲柄连杆机构—教案教案4教学时数：2重点：机体组的构造分析、安装使用注意事项难点：机体组的构造难点突破方法：利用课件展示构造，并利用现场教学加深印象第二章曲柄连杆机构第一节概述一、功用1、把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。
2、把飞轮的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。
教学方法：想一想，这二个功用分别通过哪些行程实现？（启发）结论：在作功行程中，曲柄连杆机构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。
二、组成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。
三、工作特点1、工作条件差（教学方法：通过工作原理分析得出结论：“三高：高温、高压、高速；而且受腐蚀性气体的作用。
”）2、受力大。
（教学方法：通过工作原简单分析说明）3、润滑困难。
（同上）四、受力分析主要承受气体作用力、往复惯性力、旋转离心力及机件摩擦力的作用。
这些力不断大小和方向不断发生变化，其作用效果可由曲——连机构对不同位置的受力进行分析得出。
教学方法：分析其中一个位置的受力，其余引导学生自主分析第二节机体组一、气缸体利用课件展示其基本构造，并对其不同部分的构造和作用进行分析1.气缸体形式（1）一般式：亦称元裙式（2）龙门式：亦称有裙式（3）隧道式：亦称整体式分别利用课件展示其基本构造，并对其特点进行分析，重点是将基本思路展示在课堂上，帮助学生在理解上基础上记忆。
2.气缸体冷却形式（1）水冷式（2）风冷式教学方法：通过课件展示，并分析其优缺点。
3.气缸的排列形式（1）直列式（2）双列式（V型）（3）对置式教学方法：利用课件演示4.气缸套（1）干式气缸套：外表面不与冷却水接触。
（课件展示）（2）湿式气缸套：外表面与冷却水直接接触。
（课件展示）1、气缸盖的功用（1）密封气缸（2）安装其他机构的零件3）组成进气道2、气缸盖的结构：一般用灰铸铁或铝合金铸造而成。
第二章 曲柄连杆机构
第二章曲柄连杆机构习题1.填空题(1)曲柄连杆机构中的机体组主要包括、、、和等。
(2)曲柄连杆机构中的活塞连杆组主要包括、、、和等。
(3)曲柄连杆机构中的曲轴飞轮组主要包括、、、、和等。
(4)汽油机燃烧室常见形状有、和。
(5)活塞环的“三隙”为、和。
(6)活塞环分为和两种,其中用来密封气缸。
(7)在活塞环选配时,应检验活塞环的，还要进行和的检验。
(8)检验气缸的磨损状况时,必须测量气缸的误差和误差。
(9)曲柄连杆机构由组、组和组等组成。
(10)曲柄连杆机构在工作中所受的力包括、、、及外界等。
(11)多缸发动机气缸的排列形式包括式、式和式。
平面平齐(12)发动机气缸套的形式包括和两种。
(13)活塞的基本结构可分为、和三部分。
(14)常见的气环包括、、、以及桶面环。
(15)发动机的连杆由、和三部分组成。
(16)发动机曲轴由、、、、以及后端凸缘等组成。
(17)曲轴的支撑方式有和两种。
(18)曲轴前端装用的摩擦式扭转减振器常见的形式有、和。
(19)连杆大头的切口分为和两种形式。
(20)斜切口连杆常用的定位方式有、和三种。
(21)V型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是安装在一个连杆轴颈上的,其布置形式有、和三种。
(22)目前,汽车发动机采用的油环有和两种结构形式。
2.判断题( )(1)活塞环的系油作用可以加强对气缸上部的润滑,因此是有益的。
( )(2)活塞环的泵油作用增加了机油的消耗量,因此是有害的。
( )(3)偏置销座的活塞,其销座的偏移方向应朝向作功行程时活塞受侧压力大的一侧。
( )(4)偏置销座的活塞,其销座的偏移方向应朝向作功行程时活塞不受侧压力的一侧。
( )(5)活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较大的一面。
( )(6)活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较小的( )(7)采用全浮式连接的活塞销,无论在装配时,还是在发动机工作时,活塞销均能在活塞销座孔中自由转动。
( )(8)采用半浮式连接的活塞销,无论在装配时,还是在发动机工作时,活塞销均能在活塞销座孔中自由转动。
第二章曲柄连杆机构2015案例
2-2. 机体组
（6）气缸的排列型式 ①单列式（直列式） 发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布 置。 特点：机体宽度小，而高度和长度大。一般 只用于6缸以下的发动机。 ② V型 发动机分为左右两列，两列的夹角一般小于 180度。 特点：机体宽度大，而高度和长度小，但机 体的刚度大，质量和外形尺寸较小。一般只 用于8缸以上的发动机。 ③对置式 发动机对置排列。 特点：重心低，平衡性好。
（3）功用 发动机的骨架，是曲柄连杆机构、配气机构 和发动机各系统主要零件的装配基体。 （3）工作条件 高温、承受交变的气体力和惯性力的作 用。 ∴ 气缸体必须有足够的强度和刚度，耐磨损和耐腐蚀； 结构紧凑、质量轻；必须冷却 。 （4）材料 灰铸铁、铝合金、优质合金铸铁、球墨铸铁。
（5）冷却方式 ①水冷---用冷却液冷却。 一般发动机多采用水冷却。 水冷却时：用水套。 ②风冷---用空气冷却。 风冷却时用散热片。
2-3. 曲柄连杆机构--活塞组
恒范活塞 自动热补偿活塞 镶桶形钢片的活塞
1 3 2
a）裙部镶筒形钢片的活塞；b）筒形钢片 形状
镶桶形钢片的活塞
a) 恒范活塞；b）自动热补偿活塞；c）钢片形状 －恒范活塞膨胀量；－全铝活塞膨胀量；－有效膨胀 量
横范活塞及自动热补偿活塞
2-3. 曲柄连杆机构--活塞组
活塞销偏心对侧压力的影响
2-3. 曲柄连杆机构--活塞组
4）活塞的冷却 高强化发动机尤其是活塞顶上有 燃烧室凹坑的柴油机，为了减轻活塞 顶部和头部的热负荷而采用油冷活塞。 用机油冷却活塞的方法有： 1）自由喷射冷却法 从连杆小头 上的喷油孔或从安装在机体上的喷油 嘴向活塞顶内壁喷射机油。 2）振荡冷却法 从连杆小头上的 喷油孔将机油喷入活塞内壁的环形油 槽中，由于活塞的运动使机油在槽中 产生振荡而冷却活塞。 3）强制冷却法 在活塞头部铸出 冷却油道或铸入冷却油管，使机油在 其中强制流动以冷却活塞。
曲柄连杆机构动力学分析
sin 1 2 sin 2 3/ 2
（精确式）
L
2 sin 1
1 2
2
1 3cos2
（近似式）
在α=90º或270º时达到极值：
Le
2 (1 2 )1/ 2
（精确式）
Le
21
1 2
2
（近似式）
摆动角速度和角加速度精确式中分母均近似等于1，因此两者均 随α近似按简谐规律变化。
2
sin
2
vI
vII
无量纲加速度（活塞加速度系数）：
（精确式） （近似式）
a
a
2R
cos( cos
)
cos2 cos3
（精确式）
a cos cos2 aI aII
（近似式）
再将不同λ值下上述无量纲量的数值列成表格，以备查用。
二、偏心曲柄连杆机构（偏置曲柄连杆机构）
1、采用偏心曲柄连杆机构的原因 凡是曲轴回转中心线或者活塞销中心线不与气缸中心线相交的曲
柄连杆机构都是偏心机构。根据偏心方向的不同，分为正偏心机构 和负偏心机构。正偏心机构（如图a、图b所示）在活塞下行时连杆 摆角较小，使得作功行程中活塞侧推力有
侧
侧
（a）曲轴正偏心 （b）活塞销正偏心 （c）活塞销负偏心
偏心曲柄连杆机构
负偏心机构广泛应用于车用汽油机中，目的是减轻活塞对气缸壁的 敲击，降低运转噪声。 正偏心机构多用于柴油机，目的是改善散热，减轻主推力边的热负 荷，使顶环隙整个圆周上不积碳。
180
arcsin 1
活塞行程：S R 1/ 12 2
1/
由近似式可得出活塞最大速度
vmax
R (sin v max
船员培训之船舶柴油机 第二章 第二、三节 曲柄连杆机构
2 曲轴的构造
曲轴的结构形式： (1)整体式曲轴：锻造、铸造 (2)套合：红套、冷套 • 全套合式曲轴 • 半套合式曲轴 (3)焊接式曲轴 (4)分段式曲轴
曲柄的排列
–气缸的排号：
由自由端排起 由动力端排起
–曲柄的排列原则
(1)柴油机的动力输出要均匀
• 二冲程柴油机为360°/i，
• 四冲程柴油机为720°/i
RTA型柴油机连杆
- 小端、大端和杆身组成
- 小端为薄壁轴瓦
- 大端直接浇铸厚壁轴瓦
- 杆身由锻钢制造
- 船用大端
14
- 有压缩比调整垫片
Ｌ-ＭＣ／ＭＣＥ 柴油机连杆
- 两端轴承座与杆身 一体制造
- 两端为薄壁轴瓦 - 车用大端
14
Wärtsilä 38 杆身为合金钢锻制 圆截面 船用大端 小端为阶梯形
疲劳损坏的断面特征
• 疲劳断面的三个区域 初始裂纹区、渐断区、突断区
• 渐断区的纹理： 波浪线状的；有螺旋线状的；两者兼备。
疲劳弯损曲坏疲的劳部损位坏和扭转疲劳损坏的原因 （• 扭1）转弯疲曲劳疲裂劳纹损发坏生在油孔或圆角处，向曲臂发展 • 弯轴曲承疲不劳均裂匀纹磨首损先引产起生；在多曲发柄生销长圆期角使或用主后轴颈圆角 (2处)扭，转向疲曲劳柄损臂坏发展 • 曲过轴大材的料附的加缺扭陷转处应力引起；一般是出现在运转初期
断面变化处以及螺纹部采用大圆角过渡
安装：必须严格按照说明书规定进行
安装预紧力的大小 预紧方法 预紧次序 对连杆螺栓的检查与换新等
三、曲轴
1 曲轴的工作条件和要求 曲轴作用： 汇集各缸动力输出；带动附属设备。
工作条件：
• 受力复杂 • 应力集中严重 • 附加应力很大 • 轴颈磨损
第二章曲柄连杆机构受力分析PPT课件
.
44
3、主轴颈负荷图
在任何时刻作用 在曲轴某一主轴 颈上的负荷决定 于此轴颈两侧曲 柄销上的负荷 Fcpi 以及曲拐旋转质 量的离心力Frc
2020/7/25
.
45
4、主轴承负荷图
• 由于轴颈与轴承上的负荷互为反作用，在任
一时刻，它们都大小相等、方向相反，所以
通过参照系的转换就可从轴颈负荷图得到轴
2019812内燃机设计432019812内燃机设计44?在任何时刻作用在曲轴某一主轴颈上的负荷决定于此轴颈两侧曲柄销上的负荷以及曲拐旋转质量的离心力frcrcicpfrcfrc2019812内燃机设计45在任何时刻作用在曲轴某一主轴颈上的负荷决定于此轴颈两侧曲柄销上的负荷以及曲拐旋转质量的离心力frccpi2019812内燃机设计46?由于轴颈与轴承上的负荷互为反作用在任一时刻它们都大小相等方向相反所以通过参照系的转换就可从轴颈负荷图得到轴承负荷图
承负荷图。
• 对于主轴承，可将对应 角的主轴颈负荷
顺曲轴旋转方向转过1800 可得主轴承
T3T1(4800 ) T4T1(1200 ) T5T1(6000 ) T6T1(3600 )
2020/7/25
.
36
各主轴颈所受转矩
• 求某一主轴颈的转 矩，只要把从第一 拐起到该主轴颈前 一拐的各单缸转矩 叠加起来即可。即 遵循各缸转矩向后 传递的原则。
T0,1 0
T1,2 T1()
T2,3T1,2T 1( 24 0)0
2020/7/25
.
8
2、活塞运动规律简化表达式
• 对于一般内燃机 1/3 式简化成
，可把上列各
x* 1 c o s (/4 )1 ( co 2 )s
汽车维修与发动机构造——第二章 机体组及曲柄连杆机构
第二章机体组及曲柄连杆机构功用：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。
工作条件：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。
组成：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。
第一节曲柄连杆机构中的作用力及力矩作用在曲柄连杆机构上的力有气体力和运动质量惯性力。
气体力作用于活塞顶上，在活塞的四个行程中始终存在，但只有作功行程中的气体力是发动机对外作功的原动力。
气体力通过连杆、曲柄销传到主轴承。
气体力同时也作用于气缸盖上，并通过气缸盖螺栓传给机体。
作用于活塞上和气缸盖上的气体力大小相等、方向相反，在机体中相互抵消而不传至机体外的支承上，但使机体受到拉伸。
曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动质量组成的当量系统。
往复运动质量包括活塞组零件质量和连杆小头集中质量，它沿气缸轴线作往复变速直线运动，产生往复惯性力；旋转运动质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量，它绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，也称离心力。
往复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发动机支承。
第二节机体组一、机体组的功用及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气缸套。
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。
4第二章 曲柄连杆机构-2 共30页
14.07.2019
内燃机 祝令新
14.07.2019
3、技术要求
足够的强度、刚度、韧性好 加工精度高包括：圆柱度、锥度、同轴度、平 行度、质量均匀性等 较轻的质量 较好的耐磨性
14.07.2019
内燃机 祝令新
14.07.2019
4、材料
曲轴广泛采用优质中碳钢或中合金碳钢 经模锻、调制处理、精加工。
第二章
将燃料燃 烧时产生的热 能转变为活塞 往复运动的机 械能，再转变 为曲轴旋转运 动而对外输出 动力。
活塞连杆组 曲轴飞轮组 14.07.2019
曲柄连杆机构
内燃机 祝令新
14.07.2019
2.1、活塞连杆组
活塞 活塞环 活塞销 连杆 连杆衬套 连杆轴瓦
14.07.2019
内燃机 祝令新
14.07.2019
连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启 的抢气现象。 • V型发动机左右两气缸尽量交替作功
14.07.2019
（2） 常用曲拐布置
①直列四冲程四缸发动机 • 曲拐对称布置于同一平面内。 • 相邻作功气缸的曲拐夹角为
7200/4=1800。 • 发动机工作顺序有
• 1—3—4—2 • 1—2—4—3
有的采用球墨铸铁，成本低、耐磨性好。
14.07.2019
内燃机 祝令新
14.07.2019
5、结构
曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、 平衡重、后端轴等，一个连杆轴颈和它两端的曲 柄及主轴颈构成一个曲拐。
14.07.2019
内燃机 祝令新
14.07.2019
a整体式曲轴
b全套式曲轴
14.07.2019 c半套合式曲轴
14.07.2019
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
第2节机体组
发动机机体组组成见表2 -2。它主要由气缸盖罩、气缸盖、气 缸垫、气缸体及油底壳等组成。镶气缸套的发动机还包括干式或 湿式气缸套。
一、气缸体
1.气缸体的工作条件及要求 气缸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，如图2一1所示。 2.气缸体材料 气缸体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。
上一页
下一页
返回
第4节曲轴飞轮组
常见多缸发动机的曲拐布置和发火顺序如下。 四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为7200/4 = 1800° 4个 曲拐在同一个平面内，如图2 -36所示。发动机的工作顺序为1 -3 -4 -2或1 -2 -4 -3。其工作循环见表2 -4
上一页
下一页
返回
第4节曲轴飞轮组
上一页
下一页
返回
第3节活塞连杆组
四、连杆
连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，变 活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。连杆在工作中要承受活塞销 传来的气体压力、活塞连杆组往复运动的惯性力和连杆大头绕曲 轴旋转产生的旋转惯性力的作用，且连杆本身又是一个较长的杆 件，因此要求连杆要有足够的强度、刚度，重量要尽量轻。 连杆一般采用45 ,40Cr等中碳钢(如上海桑塔纳发动机连杆)或 中碳合金钢(如二汽富康发动机连杆)经模锻或辊锻制成，也有少数 用球墨铸铁制成。为提高疲劳强度，连杆常进行表面喷丸处理。 对于小型发动机的连杆则常用高强度铝合金。 连杆可分为连杆小头、杆身和连杆大头三部分，如图2一25所 示。
上一页
下一页
返回
第2节机体组
三、油底壳
油底壳的作用是贮存机油并封闭曲轴箱。一般由薄钢板冲压 而成，也有的发动机为达到良好的散热效果，而采用带有散热片 的铝合金铸造而成的轻金属油底壳。 为保证发动机纵向倾斜时机油泵仍能吸到机油，油底壳中部 或后部做得较深。有时在油底壳中还设有挡油板，以减轻油面波 动。底部装有磁性的放油螺栓，以吸附润滑油中的铁屑，减少发 动机的磨损。油底壳的结构如图2一9所示
上一页 返回
第4节曲轴飞轮组
曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附 件组成，如图2 - 28所示。
一、曲轴
1.曲轴的作用与材料 曲轴的主要作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩， 用以驱动汽车的传动系统、发动机的配气机构以及其他辅助装置。 目前，曲轴多采用优质中碳钢或铬镍钢(18CrNi5 ),铬铝钢 (34CrA116)模锻而成，轴颈再经表面淬火或氮化处理，最后进行 精加工，以提高耐磨性。
二、气缸盖和气缸垫
1.气缸盖 气缸盖用来封闭气缸的上部，并与活塞顶、气缸壁共同构成燃 烧室
上一页 下一页 返回
第2节机体组
气缸盖内有与气缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔 (汽油机)或喷油器座孔(柴油机)、进排气道等。为制造和维修方便、 减小变形对密封的影响，功率较大的柴油机多采用分开式气缸盖， 即一缸、二缸或三缸一盖。而汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻， 多采用整体式气缸盖。风冷发动机均为单体式气缸盖。如图2一4 所示为各种形式的气缸盖。 2.气缸垫 气缸垫用来保证气缸体与气缸盖结合面间的密封。气缸垫因接 触高温、高压燃气，在使用中易被烧蚀，故要求它能耐热、耐腐 蚀、有足够的强度和一定的弹性，且拆装方便，能重复使用，寿 命长。按所用材料的不同，气缸垫可分为金属一石棉气缸垫、金 属一复合材料气缸垫和全金属气缸垫(图2一8)。
上一页
返回
第3节活塞连杆组
活塞连杆组主要由活塞5、活塞环1和2、活塞销6和连杆10等 机件组成，如图2一10所示。
一、活塞
活塞的工作条件及要求 活塞的主要作用是承受气缸中的燃烧压力，并将此力通过活 塞销和连杆传给曲轴;此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃 烧室。 由于活塞顶部直接与高温燃气接触，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，因此对活塞提出如下 要求。
上一页
返回
小结
1.曲柄连杆机构的功用是把燃气作用在活塞顶面上的压力转变为曲 轴的转矩，向工作机械输出机械能 2.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。 3.机体组主要包括气缸盖、气缸盖罩盖、气缸垫、机体、气缸套及 油底壳等。气缸排列可分为一般式、龙门式和隧道式气缸体;或直 列式、V形和水平对置式气缸体;或无气缸套式、干气缸套式和湿 气缸套式气缸体;或风冷和水冷发动机气缸体。 4.缸盖燃烧室的结构形式有楔形燃烧室、盆形燃烧室、半球形燃烧 室、多球形燃烧室、篷形燃烧室。 5.活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等;活塞可分为 活塞顶、活塞头和活塞裙;活塞环分为气环和油环;活塞销与活塞销 座孔和连杆小头衬套孔的连接配合方式有全浮式和半浮式;连杆可 分为连杆小头、杆身和连杆大头。
下一页
返回
第3节活塞连杆组
2.活塞的材料 发动机活塞最常用的材料是铝硅合金。除母体金属铝外，其 合金成分的质量分数是:硅11%一14%，铜、镍、镁各1%，以及 少量的(低于1%)铁、钦和锌。其中硅的成分越多，则热膨胀系数 越小，磨损也越小，但制造工艺性较差。 3.活塞构造 整个活塞可分为活塞顶、活塞头和活塞裙三部分，如图2一11所示 (1)活塞顶。活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状。 (2)活塞头。活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头。其 作用是承受气体压力、防止漏气、将热量通过活塞环传给气缸壁。 (3)活塞裙。活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙。其作用是引导活塞 在气缸中作往复运动，并承受侧压力。
上一页
下一页
返回
第3节活塞连杆组
2.油环
无论活塞上行或下行，油环都能将气缸壁上多余的润滑油刮 下来，经活塞上的回油孔流回油底壳(图2-21)。目前汽车发动机常 用的油环有两种 (1)普通油环如图2一21所示，其断面与矩形气环相似。为增强刮油 效果，提高对缸壁的压力，在其外圆上切有环形槽，槽底开有若 干回油用的小孔或狭缝。 (2)组合油环如图2 - 22所示，由上、下刮片和产生径向、轴向弹力作 用的衬簧组成。其主要优点为刮油能力强，对缸套变形的适应性 好，回油通路大。
下一页
返回
第3节活塞连杆组
(1)具有足够的强度和刚度，特别是活塞环槽区域要求有较大的强度， 以免活塞环被击碎。 (2)具有较小的质量，以保持较小的惯性力。 (3)具有耐热的活塞顶及弹性的活塞裙 (4)具有良好的导热性和极小的热膨胀性，以便有较小的安装间隙。 (5)活塞与气缸壁间有较小的摩擦因数
上一页
上一页 下一页 返回
第3节活塞连杆组
二、活塞环
按功用的不同可将活塞环分为气环和油环两种(图2-17)。气环 的主要作用是密封气缸中的高温、高压燃气，防止其大量漏入曲 轴箱，同时它还将活塞头70 %-80%的热量传导给气缸壁。 油环的作用是刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上布上 一层均匀的油膜，既可防止机油窜入燃烧室又可减小活塞及活塞 环与气缸壁的磨损。活塞环在高温、高压、高速及润滑条件极差 的条件下工作，因而是发动机所有零件中工作寿命最短的(特别是 第一道气环)。 活塞环的材料多采用合金铸铁或球墨铸铁。为改善活塞环的 滑动性能和磨合性能，其表面应涂以保护层，如经磷酸盐处理或 镀锌、镀钥。
上一页
下一页
返回
第3节活塞连杆组
三、活塞销
活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞所承受的气体 压力传给连杆。 活塞销在高温下，承受极大的周期性冲击载荷，润滑条件差。 因此要求活塞销具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量要小。 活塞销的造型为管状，如图2一23所示。 活塞销的材料一般为低合金渗碳钢(15 Cr3或16MnCr5)。
下一页
返回
第2节机体组
3.气缸体构造 气缸体是结构极为复杂的箱形零件，其大部分壁厚均为铸造 工艺许用的最小壁厚。在气缸体侧壁和前后壁的内外表面以及缸 间的横隔板上均有加强肋，旨在减小气缸体质量的同时，保证气 缸体有足够的强度和刚度。在气缸体的前后壁和缸间横隔板上铸 有支承曲轴的主轴承座或主轴承座孔以及满足润滑需要的纵、横 油道。在水冷发动机气缸的外壁铸有冷却水套和布水室，以增强 散热。
上一页 下一页 返回
第3节活塞连杆组
1.气环
气环在自由状态下的外径略大于气缸直径，随活塞装入气缸 后便产生弹力而紧贴在气缸壁上，形成所谓第一密封面，使气体 不能从活塞环外圆与缸壁之间通过。因而少量气体窜入环槽内， 形成背压力作用在活塞环的背面，加强了第一密封面的密封作用。 同时，将活塞环向下压紧环槽侧面，形成第二密封面，使其密封 性能显著提高(图2一18)。
下一页
返回
第4节曲轴飞轮组
2.曲轴构造 曲轴一般由主轴颈1、连杆轴颈2,曲柄5、平衡块4、前端轴3 和后端凸缘6(功率输出端)等组成，如图2一29所示。一个连杆轴颈 和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐曲拐的数目取决 于发动机的气缸数目及其排列方式，直列发动机的曲拐数等于气 缸数;而V形和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半。 (1)按单元曲拐连接方法的不同，曲轴可分为整体式和组合式 (2)曲轴按其主轴颈数目的多少分为全支承曲轴及非全支承曲轴。 在相邻两曲拐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。全支承曲轴刚度较好且主轴颈的负荷相 对较小，多用于柴油机和负荷较大的汽油机，如上海桑塔纳、一 汽奥迪100型轿车发动机的曲轴。非全支承结构和制造工艺简单， 多用于中小负荷的汽油机。
上一页
下一页
返回
Байду номын сангаас
第4节曲轴飞轮组
高钻度硅油。硅油一橡胶扭转减振器集中了硅油扭转减振器和橡 胶扭转减振器二者的优点，即体积小、质量轻和减振性能稳定等。
三、飞轮
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘。其主要作用是贮存做功行 程的一部分能量，以克服各辅助行程的阻力，使曲轴均匀旋转， 使发动机具有克服短时超载的能力。此外，飞轮又常作为汽车传 动系中摩擦离合器的主动盘。飞轮的外缘上镶有齿圈，起动机上 的齿轮工作时，供发动机启动用。