第二章 曲軸連桿機(jī)構(gòu)

1、1第二章第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)體組機(jī)體組 活塞連桿組活塞連桿組曲軸飛輪組曲軸飛輪組概述概述 22.1 2.1 概概 述述 將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。 1 1、機(jī)體組、機(jī)體組 2 2、活塞連桿組、活塞連桿組 3 3、曲軸飛輪組、曲軸飛輪組一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用二、組成二、組成3多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)演示多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)演示 43.2 3.2 機(jī)機(jī) 體體 組組機(jī)體

2、組組成：機(jī)體組組成：曲軸箱曲軸箱氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和水道油道和水道油底殼油底殼氣缸體氣缸體氣缸蓋罩氣缸蓋罩5一、氣缸體一、氣缸體1 1、氣缸體、氣缸體: :作用：發(fā)動(dòng)機(jī)的基體和骨架，安裝零件作用：發(fā)動(dòng)機(jī)的基體和骨架，安裝零件要求：要求：v具有足夠的強(qiáng)度和剛度具有足夠的強(qiáng)度和剛度( (承受高溫高壓的氣體作用力承受高溫高壓的氣體作用力) )v氣缸體結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕氣缸體結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕( (減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的整體重量減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的整體重量) )水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱曲軸箱6 2 2、氣缸體分類、氣缸體

3、分類（1 1）根據(jù)冷卻方式不同分）根據(jù)冷卻方式不同分：水冷、風(fēng)冷水冷、風(fēng)冷散熱片散熱片冷卻水冷卻水7油底殼油底殼安裝平安裝平面和曲面和曲軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)中心在中心在同一高同一高度度油底殼安裝平油底殼安裝平面低于曲軸的面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)中心氣缸體上曲氣缸體上曲軸的主軸承軸的主軸承孔為整體式孔為整體式（2 2）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為一般式龍門式隧道式8名名 稱稱性性 能能應(yīng)應(yīng) 用用一般式一般式機(jī)體高度小、重量輕、機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。卸。剛度和強(qiáng)度差。中小型發(fā)動(dòng)機(jī)。中小型發(fā)動(dòng)機(jī)。夏利、富康

4、、夏利、富康、北京北京BJ492QBJ492Q龍門式龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。困難。捷達(dá)轎車、富捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔康轎車、桑塔納轎車納轎車隧道式隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。曲軸拆卸不方便。采用滾動(dòng)軸承采用滾動(dòng)軸承的負(fù)荷較大的的負(fù)荷較大的柴油機(jī)上柴油機(jī)上 。性能與應(yīng)用比較性能與應(yīng)用比較9（3 3）根據(jù)氣缸的排列方式）根據(jù)氣缸的排列方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長度和高動(dòng)機(jī)長度和高度較大。度較大?？s短了機(jī)體的縮短了機(jī)體的長度

5、和高度，長度和高度，增加了剛度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量；但寬度重量；但寬度增加，形狀復(fù)增加，形狀復(fù)雜，加工困難。雜，加工困難。高度小，總高度小，總體布置方便。體布置方便。10單列式：?jiǎn)瘟惺剑阂话阋话? 6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)采用直列式，如解缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)采用直列式，如解放放CA1091CA1091型、型、CA1040CA1040型、紅旗型、紅旗CA7220CA7220型和型和北京北京BJ2023BJ2023型等型等V V型：一般用于型：一般用于6 6缸以上的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)缸以上的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)置式：適用于摩托車及發(fā)動(dòng)機(jī)中置的對(duì)置式：適用于摩托車及發(fā)動(dòng)機(jī)中置的大客車大客車111213n

6、氣缸：氣缸：v作用：氣缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓柱形作用：氣缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓柱形空腔?？涨?。v要求：工作面須耐高溫、高壓、耐磨損和耐化要求：工作面須耐高溫、高壓、耐磨損和耐化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕n氣缸套：氣缸套：提高氣缸的耐磨性：提高氣缸的耐磨性：(1)(1)采用優(yōu)質(zhì)的合金鑄鐵材料或采用表面處理采用優(yōu)質(zhì)的合金鑄鐵材料或采用表面處理( (表表面淬火、鍍鉻面淬火、鍍鉻)-)-成本高成本高(2)(2)氣缸套氣缸套( (鋁合金氣缸體鋁合金氣缸體) )：使用壽命長、耐磨：使用壽命長、耐磨 性好、檢修方便及費(fèi)用低性好、檢修方便及費(fèi)用低14（4 4）干式氣缸套和濕式氣缸套）干式氣缸套和濕式氣缸套名稱名

7、稱特特 點(diǎn)點(diǎn)示意圖示意圖干缸套干缸套外壁外壁不直接不直接與冷卻水與冷卻水接觸。壁厚接觸。壁厚1 13 3mmmm。濕缸套濕缸套外壁外壁直接直接與冷卻水接與冷卻水接觸。壁厚觸。壁厚5 59 9mmmm。強(qiáng)度和剛強(qiáng)度和剛度都較好，度都較好，加工復(fù)雜，加工復(fù)雜，拆裝不便，拆裝不便，散熱不良散熱不良。散熱良好、散熱良好、冷卻均勻、冷卻均勻、易制造、易制造、易拆卸。易拆卸。 強(qiáng)度和剛強(qiáng)度和剛度不如干度不如干缸套，易缸套，易漏水、漏漏水、漏氣氣廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用于汽車柴于汽車柴油機(jī)上。油機(jī)上。15三、氣缸蓋、氣缸墊和氣缸蓋罩三、氣缸蓋、氣缸墊和氣缸蓋罩功用：功用：密封氣缸的上部，與活塞頂、氣缸壁等共同構(gòu)成燃

8、燒室。密封氣缸的上部，與活塞頂、氣缸壁等共同構(gòu)成燃燒室。 材料：材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金?；诣T鐵或合金鑄鐵，鋁合金。 注：鋁合金的氣缸蓋：有利于提高散熱性能和壓縮比注：鋁合金的氣缸蓋：有利于提高散熱性能和壓縮比工作條件：工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。由于接觸溫度很高的燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。1 1、氣缸蓋、氣缸蓋16分類分類：v整體式：汽油機(jī)因缸徑較小、缸蓋負(fù)荷較整體式：汽油機(jī)因缸徑較小、缸蓋負(fù)荷較 輕，一般采用整體式氣缸蓋輕，一般采用整體式氣缸蓋v分開式：功率較大、缸徑較大的柴油機(jī)多采用分開式：功率較大、缸徑較大的柴油機(jī)多采用分開式氣缸蓋，即一缸、二缸或三

9、缸一蓋。分開式氣缸蓋，即一缸、二缸或三缸一蓋。優(yōu)點(diǎn)：制造和維修方便、減小變形對(duì)密封的影響優(yōu)點(diǎn)：制造和維修方便、減小變形對(duì)密封的影響結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 內(nèi)有與氣缸體相通的冷切水套、燃燒室、火花內(nèi)有與氣缸體相通的冷切水套、燃燒室、火花塞座孔塞座孔( (汽油機(jī)汽油機(jī)) )或噴油器座孔或噴油器座孔( (柴油機(jī)柴油機(jī)) )、進(jìn)排、進(jìn)排氣道氣道17氣缸墊氣缸墊：功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。的密封，防止漏氣，漏水和漏油。氣缸蓋氣缸蓋氣缸蓋罩氣缸蓋罩襯墊襯墊安裝火花塞安裝火花塞2 2、氣缸蓋罩和氣缸墊、氣缸蓋罩和氣缸墊18n氣缸墊：氣缸墊：(1)(1)作用

10、：氣缸蓋與氣缸體之間的密封件，保證作用：氣缸蓋與氣缸體之間的密封件，保證燃燒室不漏氣。燃燒室不漏氣。(2)(2)要求：要求：v在高溫、高壓燃?xì)庾饔孟戮哂凶銐虻膹?qiáng)度，不在高溫、高壓燃?xì)庾饔孟戮哂凶銐虻膹?qiáng)度，不宜損壞。宜損壞。v耐熱和耐腐蝕，即在高溫、高壓燃?xì)庀禄蛴袎耗蜔岷湍透g，即在高溫、高壓燃?xì)庀禄蛴袎毫Φ臋C(jī)油和冷切液的作用下不燒損、不變質(zhì)力的機(jī)油和冷切液的作用下不燒損、不變質(zhì)v具有一定彈性，能補(bǔ)償接合面的表面粗糙度、具有一定彈性，能補(bǔ)償接合面的表面粗糙度、不平度以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的變形，以不平度以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的變形，以保證密封。保證密封。v拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長拆裝方便

11、，能重復(fù)使用，壽命長19(3)(3)材料：材料：v金屬金屬石棉氣缸墊石棉氣缸墊v純金屬氣缸墊純金屬氣缸墊: :由單層或多層金屬片制成由單層或多層金屬片制成 國外有些發(fā)動(dòng)機(jī)開始使用耐熱密封膠取代傳統(tǒng)國外有些發(fā)動(dòng)機(jī)開始使用耐熱密封膠取代傳統(tǒng)的氣缸墊，要求氣缸蓋和氣缸體的接合面有更的氣缸墊，要求氣缸蓋和氣缸體的接合面有更高的加工精度高的加工精度氣缸蓋罩：起封閉和防塵作用。由薄鋼板沖壓氣缸蓋罩：起封閉和防塵作用。由薄鋼板沖壓而成，上設(shè)機(jī)油加注口和曲軸箱通風(fēng)口而成，上設(shè)機(jī)油加注口和曲軸箱通風(fēng)口213 3、燃燒室、燃燒室 形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大(1)(1)要求：要求：v結(jié)構(gòu)盡

12、可能緊湊，冷卻面積小，以減少熱量損結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，冷卻面積小，以減少熱量損失及縮短火焰行程失及縮短火焰行程v使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)，使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒充分燃燒(2)(2)形狀分類形狀分類22名稱名稱 特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖應(yīng)用應(yīng)用半球形半球形結(jié)構(gòu)最緊湊、火焰行程結(jié)構(gòu)最緊湊、火焰行程段、燃燒速率高、熱損段、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高。但配失小、熱效率高。但配氣機(jī)構(gòu)復(fù)雜氣機(jī)構(gòu)復(fù)雜桑塔納桑塔納 夏利夏利 富康富康楔形楔形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱面積小、熱

13、損失少；火面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長切諾基切諾基盆形盆形工藝性好、成本低、便工藝性好、成本低、便于維修、進(jìn)排氣效果不于維修、進(jìn)排氣效果不如半球形燃燒室如半球形燃燒室捷達(dá)捷達(dá) 奧迪奧迪23汽油機(jī)燃燒室形狀汽油機(jī)燃燒室形狀24三、油底殼三、油底殼1 1、概念：、概念： 貯存機(jī)油并封閉曲軸箱，又稱為下曲軸箱。貯存機(jī)油并封閉曲軸箱，又稱為下曲軸箱。2 2、使用特點(diǎn)：、使用特點(diǎn)： (1)設(shè)有擋油板設(shè)有擋油板減輕油面的波動(dòng)。減輕油面的波動(dòng)。(2)油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，

14、以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損動(dòng)機(jī)的磨損、3 3、材料：、材料： (1)(1)薄鋼板沖壓薄鋼板沖壓 (2)(2)采用帶有散熱肋片采用帶有散熱肋片的鋁合金鑄造而成的輕金屬油底殼的鋁合金鑄造而成的輕金屬油底殼3 32526四、發(fā)動(dòng)機(jī)的支承：四、發(fā)動(dòng)機(jī)的支承：1 1、三點(diǎn)支承：可布置成一前兩后或二前一后。、三點(diǎn)支承：可布置成一前兩后或二前一后。2 2、四點(diǎn)支承：前后各有兩個(gè)支承點(diǎn)。、四點(diǎn)支承：前后各有兩個(gè)支承點(diǎn)。273.3 3.3 活塞連桿組活塞連桿組氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋28點(diǎn)此觀

15、看活塞連桿組的錄像點(diǎn)此觀看活塞連桿組的錄像291 1、功用：、功用：(1)(1)承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)(2)(2)與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室 2 2、工作環(huán)境：、工作環(huán)境：高溫、散熱及潤滑條件差；頂部工作溫度高達(dá)高溫、散熱及潤滑條件差；頂部工作溫度高達(dá)600600700K700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到10m/s10m/s， 承承受很大的慣性力。活塞頂部承受最高可達(dá)受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_(dá)3 35MPa5MPa（汽油機(jī)）（汽油機(jī)）的壓力，使之變

16、形，破壞配合聯(lián)結(jié)。的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3 3、要求、要求活塞應(yīng)具活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)備的特點(diǎn) A A 剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。 B B 良好的導(dǎo)熱性和合理的熱膨脹性，以便有合理良好的導(dǎo)熱性和合理的熱膨脹性，以便有合理的安裝間隙，耐高壓、高溫、磨損的安裝間隙，耐高壓、高溫、磨損 C C 質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力 D D 耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙 E E 活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)一、活一、活 塞塞30n3 3、材料：、材料：(1)(1)汽油機(jī)：汽油機(jī)： 鋁

17、硅合金，硅的成分越多，熱鋁硅合金，硅的成分越多，熱膨脹系數(shù)越小，磨損越小，但制造工藝性膨脹系數(shù)越小，磨損越小，但制造工藝性較差。較差。(2)(2)柴油機(jī)：合金鑄鐵和耐熱鋼制造柴油機(jī)：合金鑄鐵和耐熱鋼制造( (熱、機(jī)熱、機(jī)械負(fù)荷大械負(fù)荷大) )314 4、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 頂部：頂部：構(gòu)成燃燒室，承構(gòu)成燃燒室，承 受氣體壓力。受氣體壓力。頭部頭部: :安裝活塞環(huán)，制作安裝活塞環(huán)，制作 較厚。較厚。 裙部：裙部：導(dǎo)向，傳力。承受側(cè)壓導(dǎo)向，傳力。承受側(cè)壓力銷座孔處制有加強(qiáng)筋。力銷座孔處制有加強(qiáng)筋。 32（1）活塞頂部）活塞頂部功用：功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓

18、力。受氣體壓力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、散熱面積小、易、散熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換用、有利于改善換氣過程。常用于二氣過程。常用于二沖程汽油機(jī)沖程汽油機(jī)凹坑的形狀、位置必凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣須有利于可燃混合氣的形成與燃燒；提高的形成與燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。壓縮比，防止碰氣門。33頭部頭部（2 2）活塞頭部）活塞頭部位置：位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。工作條件最工作條件最惡劣，應(yīng)離惡劣，應(yīng)離頂

19、部遠(yuǎn)些。頂部遠(yuǎn)些。1 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。4 4、承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿。、承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿。作用：作用：34（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：位置：活塞環(huán)槽以下的所有部分，包括銷座孔?；钊h(huán)槽以下的所有部分，包括銷座孔。 作用：作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力， 防治破壞油膜。防治破壞油

20、膜。裙裙部部35活活塞塞裙裙部部的的橢橢圓圓變變形形演演示示36（1 1）預(yù)先做成階梯形、錐形）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。階梯形、錐形。 5 5、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞

21、是通常采取下列封和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：結(jié)構(gòu)措施：（2 2）預(yù)先做成橢圓形。將銷座外端面在鑄造時(shí)凹陷）預(yù)先做成橢圓形。將銷座外端面在鑄造時(shí)凹陷0.5-1mm0.5-1mm，或截去一小，或截去一小部分。部分。 橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。趨近正圓。37（3 3）活塞裙部開槽）活塞裙部開槽橫向絕熱槽橫向絕熱槽減少活塞頭的熱量向裙部擴(kuò)散減少活塞頭的熱量向裙部擴(kuò)散有的兼作油環(huán)回油孔有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽縱向膨脹槽留有膨脹余地留有膨脹余地活塞強(qiáng)度降低活塞強(qiáng)度降低絕熱槽絕熱槽膨脹

22、槽膨脹槽38（4 4）采用雙金屬活塞：）采用雙金屬活塞：為了減小鋁合金活塞裙為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)鑄入或嵌入膨脹銷座內(nèi)鑄入或嵌入膨脹系數(shù)低的鋼片。系數(shù)低的鋼片。 恒范鋼片式活塞的恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳由于恒范鋼為含鎳33%33%36%36%的低碳鐵鎳合的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的合金的1/101/10，而銷座通，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變牽制了裙部的熱膨脹變形量。形量。396 6、活塞在

23、工作時(shí)的保護(hù)措施、活塞在工作時(shí)的保護(hù)措施（1 1）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性； 主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。（2 2）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向 時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損；時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損； 有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的， 向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1 12mm2mm。40（二）活

24、塞環(huán)（二）活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，分為是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)氣環(huán)和和油環(huán)油環(huán)。 工作條件：工作條件： 高溫、高壓、高速、潤滑條件差高溫、高壓、高速、潤滑條件差( (第一道氣環(huán)第一道氣環(huán)) )。 平均壽命：平均壽命： 6 6萬公里萬公里材料：材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵合金鑄鐵或球墨鑄鐵注意點(diǎn)：注意點(diǎn)：1 1、有時(shí)表面涂有保護(hù)層：改善活塞環(huán)的滑動(dòng)性能入耐磨性能、有時(shí)表面涂有保護(hù)層：改善活塞環(huán)的滑動(dòng)性能入耐磨性能2 2、第一道氣環(huán)、第一道氣環(huán)( (承受壓力最大承受壓力最大) )：表面常鍍上多孔性鉻，硬度：表面常鍍上多孔性鉻，硬度高，能貯存少量的潤滑油，改善潤滑條件，延長活塞環(huán)的高，能貯存少量的

25、潤滑油，改善潤滑條件，延長活塞環(huán)的使用壽命。使用壽命。 41（1 1）氣環(huán)）氣環(huán) 作用：密封和傳導(dǎo)熱量作用：密封和傳導(dǎo)熱量保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。切口切口氣環(huán)氣環(huán)42氣環(huán)的密封原理：氣環(huán)的密封原理：將將2 23 3道氣環(huán)的切口相互錯(cuò)開形成道氣環(huán)的切口相互錯(cuò)開形成“迷宮式迷宮式”封氣裝置。封氣裝置。氣環(huán)的泵油原理：氣環(huán)的泵油原理：動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)演演示示點(diǎn)此觀看錄像點(diǎn)此觀看錄像43氣環(huán)斷面形狀：氣環(huán)斷面形狀：形狀形狀特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖矩

26、形環(huán)矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣用面廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲扭曲錐面環(huán)錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)梯形環(huán) 加工困難，精度要求高加工困難，精度要求高桶面環(huán)桶面環(huán) 外圓為凸圓弧形外圓為凸圓弧形44（2 2）油環(huán)）油環(huán)n作用：作用：v布油布油( (活塞上行活塞上行) )v刮油刮油v潤滑油潤滑油v密封密封( (輔助作用輔助作用) )45（2）油環(huán)種類普通油環(huán)組合式油環(huán)示意圖刮油片軸向襯

27、環(huán)徑向襯環(huán)刮油片46油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用47（三）活塞銷（三）活塞銷作用：作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣 體壓力傳遞給連桿。體壓力傳遞給連桿。要求：要求：具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，且質(zhì)量具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，且質(zhì)量小。小。(在高溫下，承受極大的周期性沖擊載荷，在高溫下，承受極大的周期性沖擊載荷，潤滑條件差潤滑條件差)材料與工藝材料與工藝: :優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。48構(gòu)造：構(gòu)造：活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形， 以及兩段截錐與一段圓柱的

28、組合形。以及兩段截錐與一段圓柱的組合形。活 塞 銷圓柱形兩段截錐與一段圓柱結(jié)合兩段截錐形49連桿連桿活塞銷活塞銷全浮式：全浮式：活活塞銷能在連塞銷能在連桿襯套和活桿襯套和活塞銷座中自塞銷座中自由擺動(dòng)，使由擺動(dòng)，使磨損均勻。磨損均勻。半浮式：半浮式：活塞中部活塞中部與連桿小與連桿小頭采用緊頭采用緊固螺栓連固螺栓連接，活塞接，活塞銷只能在銷只能在兩端銷座兩端銷座內(nèi)作自由內(nèi)作自由擺動(dòng)。多擺動(dòng)。多用于小轎用于小轎車車形式形式: :全浮式（工作時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）、半浮式。全浮式（工作時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）、半浮式。50（四）連桿（四）連桿作用：作用：連接連接活塞活塞與與曲軸曲軸，并把活塞承受的氣體壓，并把活塞承受的氣體

29、壓力傳給曲軸，使活塞的力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸的運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。連連桿桿組組件件分分解解圖圖連桿小頭連桿小頭桿身?xiàng)U身連桿連桿大頭大頭51要求要求：有足夠的強(qiáng)度和剛度，質(zhì)量要盡量小有足夠的強(qiáng)度和剛度，質(zhì)量要盡量小(承受各種交變載荷，而連桿本身又是一個(gè)較承受各種交變載荷，而連桿本身又是一個(gè)較長的桿件長的桿件)材料：一般采用中碳鋼或中碳合金鋼、少數(shù)用一般采用中碳鋼或中碳合金鋼、少數(shù)用球墨鑄鐵。球墨鑄鐵。 小型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿，用高強(qiáng)度鋁合金制小型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿，用高強(qiáng)度鋁合金制造。造。組成組成：連桿小頭、桿身、大頭：連桿小頭、桿身、大頭52連桿大頭的連接形式連桿大頭的連接

30、形式平切式平切式斜切式斜切式53連桿軸瓦連桿軸瓦54V V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式553.4 3.4 曲軸飛輪組曲軸飛輪組一、曲軸飛輪組的組成一、曲軸飛輪組的組成起動(dòng)爪起動(dòng)爪正時(shí)齒輪正時(shí)齒輪主軸瓦主軸瓦皮帶輪皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪曲軸曲軸56二、曲軸二、曲軸1 1、功用：、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。還用來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置。出。還用來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置。2 2、工作條件：、工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變

31、受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。因此曲軸要有足夠的剛度、強(qiáng)度，很好的潤載荷的沖擊。因此曲軸要有足夠的剛度、強(qiáng)度，很好的潤滑和耐磨性、較高的動(dòng)平衡精度滑和耐磨性、較高的動(dòng)平衡精度57 3 3、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：前端軸前端軸連桿軸頸連桿軸頸曲軸軸頸曲軸軸頸后端軸后端軸平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一個(gè)連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成曲拐：由一個(gè)連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成曲柄曲柄58曲拐數(shù)決定因素：曲拐數(shù)決定因素：1 1、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)2 2、發(fā)動(dòng)機(jī)的排列方式、發(fā)動(dòng)機(jī)的排列方式故：故：1 1、直列發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)、直列發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)2 2、V V型

32、和對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)為氣缸數(shù)的一半型和對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)為氣缸數(shù)的一半594 4、材料：、材料：中碳鋼（汽）、合金鑄鐵（柴）、球墨鑄鐵。中碳鋼（汽）、合金鑄鐵（柴）、球墨鑄鐵。5 5、分類：、分類：整體式（常用）整體式（常用） 組合式（長用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和組合式（長用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和 以滾動(dòng)軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)上）以滾動(dòng)軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)上）6 6、組成：、組成：（1 1）主軸頸）主軸頸相鄰兩個(gè)曲拐間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸相鄰兩個(gè)曲拐間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸全支承：全支承：非全支承：非全支承：用于支撐曲軸。按曲軸主軸頸的數(shù)目用于支撐曲軸。按曲軸

33、主軸頸的數(shù)目可分為：可分為：否則否則60n全支承曲軸：全支承曲軸：(1)(1)直列式：主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)多一個(gè)；直列式：主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)多一個(gè)；V V型：主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)的一半多一個(gè)。型：主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)的一半多一個(gè)。(2)(2)特點(diǎn)：剛度較好、負(fù)荷相對(duì)較小，但曲軸和特點(diǎn)：剛度較好、負(fù)荷相對(duì)較小，但曲軸和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體長度增加發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體長度增加(3)(3)應(yīng)用：多用于柴油機(jī)和負(fù)荷較大的汽油機(jī)應(yīng)用：多用于柴油機(jī)和負(fù)荷較大的汽油機(jī)n非全支承曲軸非全支承曲軸特點(diǎn)：長度短，結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單特點(diǎn)：長度短，結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單應(yīng)用：中小負(fù)荷的汽油機(jī)應(yīng)用：中小負(fù)荷的汽油機(jī)61（2 2）連桿軸頸）連桿軸頸( (曲柄

34、銷曲柄銷) )（3 3）曲柄）曲柄曲軸臂，用于曲軸臂，用于連接主軸頸和連桿連接主軸頸和連桿軸頸軸頸（4 4）平衡塊）平衡塊平衡離心力偶平衡離心力偶減輕或消除彎曲減輕或消除彎曲變形變形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安裝連桿大頭安裝連桿大頭中空連桿軸徑平衡重平衡重曲柄曲柄62（5 5）前端軸和后端軸）前端軸和后端軸前端軸：安裝正時(shí)齒輪及附件（皮帶盤等）前端軸：安裝正時(shí)齒輪及附件（皮帶盤等）1. . 2止推軸承止推軸承3. .止推片止推片4. .正時(shí)齒輪正時(shí)齒輪5. .甩油盤甩油盤6. .油封油封7. .皮帶輪皮帶輪8. .起動(dòng)爪起動(dòng)爪曲軸的前端7兩止推兩止推軸承軸承白金合面相背白金合面相背曲軸向

35、前移曲軸向前移動(dòng)，后止推軸承動(dòng)，后止推軸承與曲軸臂端面摩與曲軸臂端面摩擦；軸向后移動(dòng)，擦；軸向后移動(dòng)，前止推軸承與正前止推軸承與正時(shí)齒輪端面摩擦。時(shí)齒輪端面摩擦。418632563后端軸：安裝飛輪后端軸：安裝飛輪前后端軸都設(shè)有防漏裝置：前后端軸都設(shè)有防漏裝置：擋油盤、回油螺紋、油封等。擋油盤、回油螺紋、油封等。曲軸后端回油螺紋64（6 6）曲軸的軸向限位）曲軸的軸向限位通常是通過在曲軸的前部、中部或后部安裝止推通常是通過在曲軸的前部、中部或后部安裝止推軸承來實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）。軸承來實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）。主軸頸主軸頸止推墊片止推墊片止推墊片止推墊片連桿軸頸連桿軸頸主軸承蓋主軸承蓋65三、曲拐的布

36、置三、曲拐的布置1 1） 各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。平穩(wěn)。 2 2） 連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動(dòng)連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動(dòng)機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。 比如：比如：四缸機(jī)：四缸機(jī)：1-3-4-21-3-4-2或或1-2-4-31-2-4-3 六缸機(jī)：六缸機(jī)：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4； 3 3） V V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。 4 4） 曲拐布置盡可能對(duì)稱、均勻以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平曲拐布置盡可能對(duì)稱、均勻以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平衡性好。衡

37、性好。（1 1）一般規(guī)律）一般規(guī)律66（2 2）常見曲軸曲拐的布置）常見曲軸曲拐的布置對(duì)缸數(shù)為對(duì)缸數(shù)為i i的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，其發(fā)火順序?yàn)椋旱陌l(fā)動(dòng)機(jī)而言，其發(fā)火順序?yàn)椋?四行程：四行程：720720/i/i 二行程：二行程：360360/i/i 四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置點(diǎn)火順序：點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。各缸完成同名行程的次序。曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓1 13 34 42 267四缸四行程發(fā)動(dòng)

38、機(jī)的曲拐布置四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置68直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火順序和曲拐布置直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火順序和曲拐布置曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角（度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排進(jìn)進(jìn)壓壓進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排發(fā)火順序：發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功69六缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置六缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置70八缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置（紅旗轎車八缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置（紅旗轎車SV100SV100型發(fā)動(dòng)機(jī)）型發(fā)動(dòng)機(jī)）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-