第二章曲柄連桿機(jī)

1、第二章第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)：n1.了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成及功用；了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成及功用；n2.結(jié)合四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作特點(diǎn)分析曲柄連桿機(jī)結(jié)合四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作特點(diǎn)分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力情況；構(gòu)受力情況；n3.理解水冷發(fā)動(dòng)機(jī)各種機(jī)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理解水冷發(fā)動(dòng)機(jī)各種機(jī)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ；n4.熟知活塞連桿組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣環(huán)密封原理；熟知活塞連桿組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣環(huán)密封原理；n5.掌握曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；掌握曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；n6.了解四、六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐的布置特點(diǎn)；了解四、六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐的布置特點(diǎn)；n7.了解曲軸飛輪組的飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器的工作了解曲軸飛輪組的飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器的工作原理、結(jié)構(gòu)。原理、結(jié)構(gòu)。2

2、.1 概述概述 功用功用 曲柄連桿機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是：把構(gòu)的功用是：把燃?xì)庾饔迷诨钊細(xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變頂上的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，為曲軸的轉(zhuǎn)矩，以向工作機(jī)械輸以向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。出機(jī)械能。 單擊播放 組成組成 曲柄連桿機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件構(gòu)的主要零件可以分成三組：可以分成三組： 1.氣缸體與曲氣缸體與曲軸箱組軸箱組 2.活塞連桿組活塞連桿組 活塞組主要由活活塞組主要由活塞、活塞環(huán)和活塞銷塞、活塞環(huán)和活塞銷組成。組成。 連桿組由連桿體連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿蓋、連桿軸瓦和連桿螺栓等組成。和連桿螺栓等組成。 3.曲軸飛輪組曲軸飛輪組 曲軸飛輪組曲軸飛輪組主要由曲

3、軸、飛主要由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器輪、扭轉(zhuǎn)減振器、帶輪、正時(shí)齒、帶輪、正時(shí)齒輪（或鏈輪）等輪（或鏈輪）等組成。組成。單擊播放2.1.2受力分析受力分析2.2氣缸體與曲軸箱組氣缸體與曲軸箱組 2.2.1氣缸體氣缸體 氣缸體一般用灰鑄鐵氣缸體一般用灰鑄鐵和鋁合金鑄成。和鋁合金鑄成。 氣缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)氣缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，承受較大的機(jī)械負(fù)荷和熱的裝配基體，承受較大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，氣缸體本身應(yīng)具有足夠的剛度、負(fù)荷，氣缸體本身應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和良好的耐熱性，其具體結(jié)構(gòu)型式強(qiáng)度和良好的耐熱性，其具體結(jié)構(gòu)型式分為三種。分為三種。 (1)一般式氣缸體一般式氣缸體 缸

4、體下平面通過曲軸缸體下平面通過曲軸中心線，這種缸體剛度雖中心線，這種缸體剛度雖不如其他兩種，但缸體高不如其他兩種，但缸體高度低，重量輕，容易加工。度低，重量輕，容易加工。小轎車和輕型載貨車用汽小轎車和輕型載貨車用汽油機(jī)由于負(fù)荷率低，常采油機(jī)由于負(fù)荷率低，常采用這種結(jié)構(gòu)形式。用這種結(jié)構(gòu)形式。 (2)龍門式氣缸體龍門式氣缸體 缸體下平面低于缸體下平面低于曲軸中心線，這種結(jié)曲軸中心線，這種結(jié)構(gòu)形式的缸體雖重些，構(gòu)形式的缸體雖重些，但剛度好，一般柴油但剛度好，一般柴油機(jī)和負(fù)荷較大的汽油機(jī)和負(fù)荷較大的汽油機(jī)采用這種形式的缸機(jī)采用這種形式的缸體，大多數(shù)體，大多數(shù) V 型發(fā)型發(fā)動(dòng)機(jī)和鋁合金缸體發(fā)動(dòng)機(jī)和鋁合金

5、缸體發(fā)動(dòng)機(jī)多采用這種型式。動(dòng)機(jī)多采用這種型式。 (3)隧道式氣缸體隧道式氣缸體 缸體上的曲軸軸缸體上的曲軸軸承座為整體式，形成承座為整體式，形成隧道樣，這種缸體的隧道樣，這種缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)采用滾動(dòng)軸承發(fā)動(dòng)機(jī)采用滾動(dòng)軸承的盤形曲軸，安裝時(shí)，的盤形曲軸，安裝時(shí)，曲軸從一端插入，這曲軸從一端插入，這種缸體比較笨重，但種缸體比較笨重，但剛度最好。剛度最好。 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一般式龍門式隧道式名名 稱稱性性 能能應(yīng)應(yīng) 用用一

6、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。492Q492Q汽油機(jī)，汽油機(jī)，9090系列柴油機(jī)。系列柴油機(jī)。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。負(fù)荷較大的柴負(fù)荷較大的柴油機(jī)上油機(jī)上 。性能與應(yīng)用比較性能與應(yīng)用比較 氣缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓氣缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞做

7、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒就是氣缸。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列形筒就是氣缸。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體的剛度和強(qiáng)度也有影響，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體的剛度和強(qiáng)度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置?？煞譃椋褐辈㈥P(guān)系到汽車的總體布置?？煞譃椋褐绷惺?、列式、 V 型式、對(duì)置式三種。型式、對(duì)置式三種。 (1)直列式直列式 一般缸體是豎立一般缸體是豎立的，氣缸是垂直排的，氣缸是垂直排成單行，結(jié)構(gòu)簡單，成單行，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但高度加工方便，但高度較高，長度較長，較高，長度較長，六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多采用這種型式。采用這種型式。 (2)V 型式

8、型式 氣缸分為左右兩氣缸分為左右兩邊排列成邊排列成 V 型，其型，其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)總長度優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)總長度縮短，高度降低，結(jié)縮短，高度降低，結(jié)構(gòu)緊湊，功率增大，構(gòu)緊湊，功率增大，剛度加強(qiáng)，重量減輕剛度加強(qiáng)，重量減輕等。但發(fā)動(dòng)機(jī)寬度加等。但發(fā)動(dòng)機(jī)寬度加大，形狀復(fù)雜，加工大，形狀復(fù)雜，加工困難。一般用于八缸困難。一般用于八缸以上功率較大的發(fā)動(dòng)以上功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)上。機(jī)上。 (3)對(duì)置式對(duì)置式 把氣缸對(duì)置排列在同一水平面上，這把氣缸對(duì)置排列在同一水平面上，這樣降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度，結(jié)構(gòu)也更加緊樣降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度，結(jié)構(gòu)也更加緊湊。發(fā)動(dòng)機(jī)平衡性好，一般使用于車身底湊。發(fā)動(dòng)機(jī)平衡性好，一般使用于車身底板

9、下安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車上。板下安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車上。 氣缸工作表面由于經(jīng)常與高壓、高溫氣缸工作表面由于經(jīng)常與高壓、高溫的燃?xì)庀嘟佑|，且有活塞在其中作高速的燃?xì)庀嘟佑|，且有活塞在其中作高速往返運(yùn)動(dòng)，所以必須耐高溫、耐磨損、往返運(yùn)動(dòng)，所以必須耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。為了保證氣缸表面能在高溫下耐腐蝕。為了保證氣缸表面能在高溫下正常工作，必須隨時(shí)加以冷卻，冷卻方正常工作，必須隨時(shí)加以冷卻，冷卻方式有兩種：一種是水冷；另一種是風(fēng)冷。式有兩種：一種是水冷；另一種是風(fēng)冷。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上常采用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上常采用水冷卻。發(fā)動(dòng)機(jī)用水冷水冷卻。發(fā)動(dòng)機(jī)用水冷卻時(shí)，氣缸周圍和氣缸卻時(shí)，氣缸周圍和氣缸蓋中均有用

10、以充水的空蓋中均有用以充水的空腔，稱為水套。轎車上腔，稱為水套。轎車上常用敞開式水套和封閉常用敞開式水套和封閉式水套兩種，如圖式水套兩種，如圖 所示。所示。敞開式的水套在氣缸體敞開式的水套在氣缸體平面敞開，缸體重量輕，平面敞開，缸體重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻較好，結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻較好，變形小，壽命長。變形小，壽命長。 發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻時(shí)、在氣缸體和氣時(shí)、在氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許缸蓋外表面鑄有許多散熱片、以增加多散熱片、以增加散熱面積、保證散散熱面積、保證散熱充分。熱充分。2.2.2 氣缸套氣缸套 缸體材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、良好的澆鑄性和切削性缸體材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、良好的澆鑄性

11、和切削性且價(jià)格低廉，因此常用的缸體材料是鑄鐵或合金鑄鐵。且價(jià)格低廉，因此常用的缸體材料是鑄鐵或合金鑄鐵。但最近鋁合金使用越來越普遍，因?yàn)殇X合金缸體重量輕、但最近鋁合金使用越來越普遍，因?yàn)殇X合金缸體重量輕、導(dǎo)熱性良好，冷卻液容量可以減少。起動(dòng)后，缸體可較導(dǎo)熱性良好，冷卻液容量可以減少。起動(dòng)后，缸體可較快達(dá)到工作溫度，并且和鋁活塞膨脹系數(shù)完全一致，受快達(dá)到工作溫度，并且和鋁活塞膨脹系數(shù)完全一致，受熱后間隙變化小，可減少?zèng)_擊噪音和機(jī)油消耗，且和鋁熱后間隙變化小，可減少?zèng)_擊噪音和機(jī)油消耗，且和鋁缸蓋膨脹系數(shù)相同，工作時(shí)可減少冷熱沖擊所產(chǎn)生的熱缸蓋膨脹系數(shù)相同，工作時(shí)可減少冷熱沖擊所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。應(yīng)力。

12、 氣缸壁要求有足夠的耐磨性，其它部分的耐磨性能氣缸壁要求有足夠的耐磨性，其它部分的耐磨性能要求不高，因此，大型發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用鑲?cè)敫左w內(nèi)的要求不高，因此，大型發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用鑲?cè)敫左w內(nèi)的氣缸套，形成氣缸工作表面，常將缸套分為氣缸套，形成氣缸工作表面，常將缸套分為干式干式和和濕式濕式兩種。兩種。 (1)干式缸套干式缸套 干式缸套的特點(diǎn)是外干式缸套的特點(diǎn)是外表面不與冷卻水接觸，它表面不與冷卻水接觸，它是一個(gè)耐磨性能良好的薄是一個(gè)耐磨性能良好的薄壁套筒，壁厚一般為壁套筒，壁厚一般為 1 3.5mm ， 它具有它具有整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度和剛度都較好，但加工度和剛度都較好，但加

13、工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要進(jìn)行精加工，拆裝不需要進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。方便，散熱不良。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。 (2)濕式缸套濕式缸套 濕缸套是一個(gè)與冷卻水直濕缸套是一個(gè)與冷卻水直接接觸的厚壁套筒，壁厚應(yīng)接接觸的厚壁套筒，壁厚應(yīng)保證缸套有足夠的強(qiáng)度和剛保證缸套有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般為缸徑的度，一般為缸徑的 5% 10% ，。，。 它散熱良好，冷它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，接觸的外表面

14、不需要加工，拆裝方便，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、拆裝方便，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都不如干式氣缸套好，剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。該采取一些防漏措施。散熱良好、冷卻均散熱良好、冷卻均勻、加工容易。勻、加工容易。 強(qiáng)強(qiáng)度和剛度不如干缸度和剛度不如干缸套，易漏水。套，易漏水。不鑲缸套、散熱良好、冷不鑲缸套、散熱良好、冷卻均勻、加工容易。卻均勻、加工容易。 強(qiáng)度強(qiáng)度和剛度好，要求加工工藝和剛度好，要求加工工藝（熱處理）高（熱處理）高2.2.3 氣缸蓋氣缸蓋 氣缸蓋一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造，轎氣缸蓋一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造，轎車用的汽油機(jī)則

15、多采用鋁合金氣缸蓋。其上加工有車用的汽油機(jī)則多采用鋁合金氣缸蓋。其上加工有進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔，火花塞安裝孔（汽進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔，火花塞安裝孔（汽油機(jī)）或噴油器安裝孔（柴油機(jī)）。在氣缸蓋內(nèi)還油機(jī)）或噴油器安裝孔（柴油機(jī)）。在氣缸蓋內(nèi)還鑄有水套、進(jìn)排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。鑄有水套、進(jìn)排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。若凸輪軸安裝在氣缸蓋上，則氣缸蓋上還加工有凸若凸輪軸安裝在氣缸蓋上，則氣缸蓋上還加工有凸輪軸承孔或凸輪軸承座及其潤滑油道。輪軸承孔或凸輪軸承座及其潤滑油道。 氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室。另外，氣

16、缸蓋內(nèi)的水套缸壁一起形成燃燒室。另外，氣缸蓋內(nèi)的水套和油道也是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。和油道也是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。 氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式3種結(jié)構(gòu)種結(jié)構(gòu)形式。形式。(1)整體式缸蓋整體式缸蓋 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的整列氣缸共用一個(gè)缸蓋多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的整列氣缸共用一個(gè)缸蓋的稱為整體式氣缸蓋，一般用于缸徑較的稱為整體式氣缸蓋，一般用于缸徑較小的發(fā)動(dòng)機(jī)。缸徑小于小的發(fā)動(dòng)機(jī)。缸徑小于 110mm 的發(fā)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用整體式缸體，這種型式結(jié)構(gòu)緊機(jī)多采用整體式缸體，這種型式結(jié)構(gòu)緊湊，可縮短氣缸中心距，但剛度小，制湊，可縮短氣缸中心距，但剛度小，制造、維修不便。造、

17、維修不便。(2)分體式缸蓋分體式缸蓋 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的整列氣缸中，分開為二多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的整列氣缸中，分開為二缸一蓋或三缸一蓋的稱為分體式氣缸蓋。缸一蓋或三缸一蓋的稱為分體式氣缸蓋。缸徑大于缸徑大于 110mm 且小于且小于 150mm 的的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用分體式缸蓋。發(fā)動(dòng)機(jī)多采用分體式缸蓋。(3)單體式缸蓋單體式缸蓋 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)每缸采用一個(gè)缸蓋的稱多缸發(fā)動(dòng)機(jī)每缸采用一個(gè)缸蓋的稱為單體式氣缸蓋。單體式缸蓋剛度大，為單體式氣缸蓋。單體式缸蓋剛度大，制造、修理方便，備件存儲(chǔ)比較優(yōu)越，制造、修理方便，備件存儲(chǔ)比較優(yōu)越，但缸心距較大，且要用專門的回水管但缸心距較大，且要用專門的回水管回流缸蓋冷卻水，故結(jié)構(gòu)復(fù)雜，缸

18、徑回流缸蓋冷卻水，故結(jié)構(gòu)復(fù)雜，缸徑大于大于 150mm 的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單體式的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單體式缸蓋，風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)均采用單體式缸蓋。缸蓋，風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)均采用單體式缸蓋。 各種型式的缸蓋底面都與氣缸、活各種型式的缸蓋底面都與氣缸、活塞共同形成燃燒室，有氣道、氣門的布塞共同形成燃燒室，有氣道、氣門的布置，有火花塞或噴油器的布置，有冷卻置，有火花塞或噴油器的布置，有冷卻水套和導(dǎo)流片或?qū)艿牟贾玫?。?duì)頂水套和導(dǎo)流片或?qū)艿牟贾玫?。?duì)頂置氣門和頂置凸輪軸還要布置搖臂軸承置氣門和頂置凸輪軸還要布置搖臂軸承座、凸輪軸軸承座以及氣門座和氣門導(dǎo)座、凸輪軸軸承座以及氣門座和氣門導(dǎo)管等。管等。 燃燒室燃燒室 汽油機(jī)

19、的燃燒室是由活塞頂面和氣汽油機(jī)的燃燒室是由活塞頂面和氣缸蓋上相應(yīng)的凹坑所組成，其型式各不缸蓋上相應(yīng)的凹坑所組成，其型式各不相同，但大致有以下幾種：相同，但大致有以下幾種：(1)楔形燃燒室楔形燃燒室 燃燒室橫向剖面燃燒室橫向剖面呈楔形，有較大的擠呈楔形，有較大的擠氣面產(chǎn)生壓縮渦流，氣面產(chǎn)生壓縮渦流，使距火花塞燃燒最遠(yuǎn)使距火花塞燃燒最遠(yuǎn)處得到很好冷卻，有處得到很好冷卻，有利于抑制爆震的產(chǎn)生，利于抑制爆震的產(chǎn)生，這種燃燒室氣門多列這種燃燒室氣門多列于一側(cè)。于一側(cè)。(2)浴盆式燃燒室浴盆式燃燒室 這種燃燒室形狀這種燃燒室形狀象浴盆，燃燒室中可象浴盆，燃燒室中可適當(dāng)布置擠氣面，燃適當(dāng)布置擠氣面，燃燒溫度

20、較低，工作較燒溫度較低，工作較柔和，只是進(jìn)氣受到柔和，只是進(jìn)氣受到室壁的影響。室壁的影響。(3)半球形燃燒室半球形燃燒室 這種燃燒室的氣這種燃燒室的氣門呈橫向門呈橫向 V 形排列。形排列。因此氣門頭部直徑可因此氣門頭部直徑可以做得較大，換氣好。以做得較大，換氣好?；鸹ㄈ辔挥谌紵一鸹ㄈ辔挥谌紵业弥胁?，抗爆性好，得中部，抗爆性好，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性好。經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性好。汽油機(jī)燃燒室比較與應(yīng)用汽油機(jī)燃燒室比較與應(yīng)用名稱名稱 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)緊湊、火焰行程段、結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、燃燒速率高、熱損失小、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高熱效率高桑塔納桑塔納 夏利夏利 富康富

21、康楔形楔形結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、散熱結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；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、進(jìn)工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃排氣效果不如半球形燃燒室燒室捷達(dá)捷達(dá) 奧迪奧迪柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室（1）直接噴射式燃燒室）直接噴射式燃燒室（2）分隔式燃燒室）分隔式燃燒室柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室2.2.4 氣缸墊氣缸墊 氣缸墊置于氣缸蓋與氣缸體之間，作用是保證燃燒室的密封，氣缸墊置于氣缸蓋與氣缸體之間，作用是保證燃燒室的密封，防止漏氣、漏水。防止漏氣、漏水。 氣缸墊的材料要有一定的彈

22、性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形，不變形， 拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長。拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長。 發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)須更換氣缸墊。發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)須更換氣缸墊。 目前應(yīng)用的氣缸墊結(jié)構(gòu)大致有金屬目前應(yīng)用的氣缸墊結(jié)構(gòu)大致有金屬-石棉墊、純石棉墊、純金屬墊等幾種金屬墊等幾種 一般是襯墊卷邊的一面朝氣缸蓋，光滑面朝氣一般是襯墊卷邊的一面朝氣缸蓋，光滑面朝氣缸體缸體2.2.5 油底殼油底殼 油底殼的主要功能是儲(chǔ)存機(jī)油并封閉曲軸箱。油底殼的

23、主要功能是儲(chǔ)存機(jī)油并封閉曲軸箱。油底殼一般受力很小，多采用薄鋼板沖壓而成，油底殼一般受力很小，多采用薄鋼板沖壓而成，其形狀決定于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。其形狀決定于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱，在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱，采用了鋁合金鑄造的油底殼，在殼的底部還鑄有采用了鋁合金鑄造的油底殼，在殼的底部還鑄有相應(yīng)的散熱肋片。相應(yīng)的散熱肋片。 為了保證在發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵為了保證在發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵能夠吸到機(jī)油，油底殼后部一般做的較深。能夠吸到機(jī)油，油底殼后部一般做的較深。油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油板，防止汽車振動(dòng)時(shí)油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油

24、板，防止汽車振動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過大。油底殼底部裝有放油塞。油面波動(dòng)過大。油底殼底部裝有放油塞。多數(shù)放油塞是磁性的，能吸附機(jī)油中的金多數(shù)放油塞是磁性的，能吸附機(jī)油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件的磨損。屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件的磨損。 2.2.6發(fā)動(dòng)機(jī)支承發(fā)動(dòng)機(jī)支承 發(fā)動(dòng)機(jī)一般通過氣缸體和飛輪殼或變速發(fā)動(dòng)機(jī)一般通過氣缸體和飛輪殼或變速器殼上的支撐支承在車架上。發(fā)動(dòng)機(jī)的支承器殼上的支撐支承在車架上。發(fā)動(dòng)機(jī)的支承方法，一般有三點(diǎn)支承和四點(diǎn)支承兩種，發(fā)方法，一般有三點(diǎn)支承和四點(diǎn)支承兩種，發(fā)動(dòng)機(jī)在車架上的支承是彈性的，這是為了消動(dòng)機(jī)在車架上的支承是彈性的，這是為了消除在汽車行駛過程中車架的扭轉(zhuǎn)變形對(duì)發(fā)動(dòng)除在汽車行

25、駛過程中車架的扭轉(zhuǎn)變形對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，以減少傳給底盤和乘員的噪音和機(jī)的影響，以減少傳給底盤和乘員的噪音和振動(dòng)。振動(dòng)。2.3 活塞連桿組活塞連桿組 活塞連桿組活塞連桿組由活塞組和連桿組由活塞組和連桿組兩部分組成。兩部分組成。 氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋1 1、功用：、功用：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、工作環(huán)境：、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600600 700K700K，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，

26、承受很大承受很大的慣性力。活塞頂部承受最高可達(dá)的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_(dá)3 35MPa5MPa（汽油機(jī)）的壓（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3 3、材料：、材料： 鋁合金：質(zhì)量小鋁合金：質(zhì)量小 導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵活塞應(yīng)活塞應(yīng)具備的具備的特點(diǎn)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 導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損導(dǎo)熱性能好，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

27、小的摩擦系數(shù)活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)2.3.1.1活塞活塞 （1 1）活塞頂部）活塞頂部 功用功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。4 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。 （1）活塞頂部）活塞頂部結(jié)構(gòu)簡單、制造容結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、易、受熱面積小、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

28、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。氣過程。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燃燒；提高壓縮比，的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。防止碰氣門。 汽油機(jī)活塞頂部汽油機(jī)活塞頂部多為平頂，其優(yōu)點(diǎn)是多為平頂，其優(yōu)點(diǎn)是加工簡單，而且減少加工簡單，而且減少頂部與燃?xì)獾慕佑|面頂部與燃?xì)獾慕佑|面積，從而使應(yīng)力分布積，從而使應(yīng)力分布均勻。均勻。 現(xiàn)代高壓縮比、多氣現(xiàn)代高壓縮比、多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，為滿足燃燒室的門發(fā)動(dòng)機(jī)，為滿足燃燒室的要求也有略微凸起或凹下的要求也有略微凸起或凹下的形狀，以及為了避免活塞與形狀，以及為了避免活塞

29、與氣門碰撞而制成凹坑。氣門碰撞而制成凹坑。 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。作用：作用：（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。

30、 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。防治破壞油膜。裙裙部部1)裙部長度和類型裙部長度和類型 活塞裙部較長時(shí)，導(dǎo)向性能好，裙活塞裙部較長時(shí)，導(dǎo)向性能好，裙部比壓小，并有利于減少活塞在氣缸內(nèi)部比壓小，并有利于減少活塞在氣缸內(nèi)的側(cè)偏。但裙部較長時(shí)也有一些缺點(diǎn)：的側(cè)偏。但裙部較長時(shí)也有一些缺點(diǎn)：活塞高度、重量、發(fā)動(dòng)機(jī)高度的值都比活塞高度、重量、發(fā)動(dòng)機(jī)高度的值都比較大。所以通常在保證允許的比壓下，較大。所以通常在保證允許的比壓下，取最小長度，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部有取最小長度，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部有 3 種類型。種類型

31、。 短行程的轎車短行程的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用拖板發(fā)動(dòng)機(jī)多采用拖板式或半拖板式。一式或半拖板式。一些載重車汽油機(jī)或些載重車汽油機(jī)或柴油機(jī)常采用全裙柴油機(jī)常采用全裙式，有的還在裙部式，有的還在裙部下端裝有活塞環(huán)。下端裝有活塞環(huán)。 2)裙部膨脹變形控制裙部膨脹變形控制 裙部工作時(shí)受垂直氣體壓力裙部工作時(shí)受垂直氣體壓力 P 及側(cè)及側(cè)壓力壓力 N 的作用，因此裙部沿活塞銷方向的作用，因此裙部沿活塞銷方向變形增大。同時(shí)金屬受熱膨脹，因金屬變形增大。同時(shí)金屬受熱膨脹，因金屬分布不均也使活塞銷方向的膨脹量大。分布不均也使活塞銷方向的膨脹量大。為使活塞在缸內(nèi)工作時(shí)不致卡住，采用為使活塞在缸內(nèi)工作時(shí)不致卡住，采用了如

32、下一些措施：了如下一些措施： 活活塞塞裙裙部部的的橢橢圓圓變變形形 橢圓錐裙橢圓錐裙裙部斷面制成橢圓形，橢圓的長裙部斷面制成橢圓形，橢圓的長軸在垂直活塞銷的方向，即在連軸在垂直活塞銷的方向，即在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)或承受側(cè)壓力導(dǎo)向桿擺動(dòng)平面內(nèi)或承受側(cè)壓力導(dǎo)向平面內(nèi)，橢圓的短軸在活塞銷的平面內(nèi)，橢圓的短軸在活塞銷的方向。裙部軸向呈錐形，上小下方向。裙部軸向呈錐形，上小下大。這樣活塞工作過程中，受力大。這樣活塞工作過程中，受力受熱膨脹變形時(shí)，形成圓柱形，受熱膨脹變形時(shí)，形成圓柱形，不致在氣缸內(nèi)卡住。不致在氣缸內(nèi)卡住。 在活塞裙部銷座處鑄入膨在活塞裙部銷座處鑄入膨脹系數(shù)小的恒范鋼片脹系數(shù)小的恒范鋼片限限制

33、活塞裙部的變形，使變制活塞裙部的變形，使變形量減小。當(dāng)鑲片在銷座形量減小。當(dāng)鑲片在銷座內(nèi)表面時(shí)，可控制變形向內(nèi)表面時(shí)，可控制變形向著銷座方向發(fā)展。著銷座方向發(fā)展。 活塞裙活塞裙部沿銷座外端面在鑄造時(shí)部沿銷座外端面在鑄造時(shí) 0.5mm1mm 或深陷為或深陷為特殊形銷座，使銷座兩端特殊形銷座，使銷座兩端處有充分的膨脹余地。處有充分的膨脹余地。 裙部開有絕熱膨脹槽裙部開有絕熱膨脹槽在裙部受側(cè)向力較小的面，開有在裙部受側(cè)向力較小的面，開有“ T ”形或形或“” 形槽。其中橫槽叫絕熱槽，其作用是減少形槽。其中橫槽叫絕熱槽，其作用是減少頭部熱量向裙部傳導(dǎo)，從而減少裙部的熱膨脹。豎槽叫膨脹頭部熱量向裙部傳導(dǎo)

34、，從而減少裙部的熱膨脹。豎槽叫膨脹槽，其作用是使裙部具有一定的彈性和熱態(tài)起補(bǔ)償作用，使槽，其作用是使裙部具有一定的彈性和熱態(tài)起補(bǔ)償作用，使活塞在裝配較小的情況下熱膨脹時(shí)不致卡缸?；钊谘b配較小的情況下熱膨脹時(shí)不致卡缸。 活塞裙部開槽活塞裙部開槽橫向絕熱槽橫向絕熱槽減少裙部受熱減少裙部受熱有的兼作油環(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槽膨脹槽(3)經(jīng)過變形的活塞經(jīng)過變形的活塞 為了提高活塞的工作性能，有些發(fā)動(dòng)為了提高活塞的工作性能，有些發(fā)動(dòng)機(jī)采用經(jīng)過變形了的活塞。機(jī)采用經(jīng)過變形了的活塞。 1)偏心活塞偏心活塞 偏心活塞是指

35、活塞銷中心偏離活塞銷軸線的活塞。從發(fā)偏心活塞是指活塞銷中心偏離活塞銷軸線的活塞。從發(fā)動(dòng)機(jī)前面看，偏向左面或側(cè)壓力大的一面，其主要目的是減動(dòng)機(jī)前面看，偏向左面或側(cè)壓力大的一面，其主要目的是減少活塞在氣缸內(nèi)的敲擊。這種偏心活塞的偏心量不易觀察出少活塞在氣缸內(nèi)的敲擊。這種偏心活塞的偏心量不易觀察出來，一般都有標(biāo)記，安裝時(shí)方向不能搞錯(cuò)，來，一般都有標(biāo)記，安裝時(shí)方向不能搞錯(cuò)， 否則換向敲擊否則換向敲擊力會(huì)增大，使裙部受損。力會(huì)增大，使裙部受損。2)桶形活塞桶形活塞 由于活塞上部受熱較強(qiáng)，活塞側(cè)由于活塞上部受熱較強(qiáng)，活塞側(cè)面的形狀，通常制成錐形、梯形或錐面的形狀，通常制成錐形、梯形或錐形和柱形組合，也有較

36、復(fù)雜的變橢圓形和柱形組合，也有較復(fù)雜的變橢圓形形(即橢圓度隨活塞高度而變化即橢圓度隨活塞高度而變化)。右。右圖顯示了幾種不同的活塞側(cè)面形狀，圖顯示了幾種不同的活塞側(cè)面形狀，現(xiàn)代汽車上的活塞有的還使用一種裙現(xiàn)代汽車上的活塞有的還使用一種裙部中部隆起的桶形裙部，如圖所示，部中部隆起的桶形裙部，如圖所示，它不僅考慮了溫度等因素引起的變形，它不僅考慮了溫度等因素引起的變形，而且還考慮到油楔的形成，從而減小而且還考慮到油楔的形成，從而減小摩擦，延長壽命。摩擦，延長壽命。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃?xì)鉁囟雀哌_(dá) 2000 以上，活塞頂部以上，活塞頂部接觸燃?xì)?，因高溫使材料機(jī)械性能降低，甚至產(chǎn)

37、生高溫蠕變。接觸燃?xì)?，因高溫使材料機(jī)械性能降低，甚至產(chǎn)生高溫蠕變。當(dāng)頂部溫度超過當(dāng)頂部溫度超過 370400 時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。第時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。第一道環(huán)槽溫度超過一道環(huán)槽溫度超過 200220 ，就會(huì)造成活塞環(huán)粘結(jié)。，就會(huì)造成活塞環(huán)粘結(jié)。進(jìn)氣時(shí)，活塞又受到冷的新氣沖刷，造成溫度不均，引起大進(jìn)氣時(shí)，活塞又受到冷的新氣沖刷，造成溫度不均，引起大的熱應(yīng)力和活塞變形?；钊ぷ鳒囟雀咔易魍鶑?fù)變速運(yùn)動(dòng)，的熱應(yīng)力和活塞變形?；钊ぷ鳒囟雀咔易魍鶑?fù)變速運(yùn)動(dòng)，潤滑又困難，所以極易磨損。潤滑又困難，所以極易磨損。根據(jù)活塞的工作條件，對(duì)活塞的要求是：根據(jù)活塞的工作條件，對(duì)活塞的要求是： 1.有足夠的剛度

38、、強(qiáng)度和耐熱性，以承有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐熱性，以承受燃?xì)獾母邷馗邏?；受燃?xì)獾母邷馗邏海?2.加工精度要求高，保證密封又不增加磨加工精度要求高，保證密封又不增加磨損；損； 3.盡量降低重量，以減少慣性載荷；盡量降低重量，以減少慣性載荷； 4. 潤滑性和耐磨性良好，以提高壽命。潤滑性和耐磨性良好，以提高壽命。 鋁合金材料基本上滿足上面的要求，鋁合金材料基本上滿足上面的要求，因此，活塞一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，因此，活塞一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，但在一些低速柴油機(jī)上采用高級(jí)鑄鐵或但在一些低速柴油機(jī)上采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼。耐熱鋼。 柴油機(jī)活塞頂部由于燃燒系統(tǒng)的不柴油機(jī)活塞頂部由于燃燒系統(tǒng)的不同，形狀有較

39、大的差異。非直噴式的渦同，形狀有較大的差異。非直噴式的渦流室式或預(yù)燃室式燃燒室的活塞頂部基流室式或預(yù)燃室式燃燒室的活塞頂部基本為平頂或微淺凹坑，而直噴式燃燒室本為平頂或微淺凹坑，而直噴式燃燒室為了混合氣形成的需要，一般均有較復(fù)為了混合氣形成的需要，一般均有較復(fù)雜的形狀雜的形狀 2.3.2活塞環(huán)活塞環(huán)(piston rings) 氣環(huán)氣環(huán)：密封、導(dǎo)熱，兼起刮油和布油的密封、導(dǎo)熱，兼起刮油和布油的 輔助作用輔助作用 油環(huán)油環(huán)：刮油、布油，兼起密封作用刮油、布油，兼起密封作用氣環(huán)氣環(huán) 氣環(huán)的作用是保證活塞和氣缸壁間的密封，氣環(huán)的作用是保證活塞和氣缸壁間的密封，防止氣缸中的高溫、高壓燃?xì)獯罅扛Z入曲軸箱

40、，防止氣缸中的高溫、高壓燃?xì)獯罅扛Z入曲軸箱，同時(shí)還將活塞頂部的大部分熱量傳導(dǎo)到氣缸壁，同時(shí)還將活塞頂部的大部分熱量傳導(dǎo)到氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。氣環(huán)所起的密封和導(dǎo)再由冷卻水或空氣帶走。氣環(huán)所起的密封和導(dǎo)熱的兩大作用中，密封作用是主要的，因?yàn)槊軣岬膬纱笞饔弥校芊庾饔檬侵饕?，因?yàn)槊芊馐菍?dǎo)熱的前提，如果氣環(huán)密封性能不好，高封是導(dǎo)熱的前提，如果氣環(huán)密封性能不好，高溫燃?xì)庵苯訌臍猸h(huán)外圓表面漏入曲軸箱，此時(shí)溫燃?xì)庵苯訌臍猸h(huán)外圓表面漏入曲軸箱，此時(shí)不但由于氣環(huán)和氣缸貼合不嚴(yán)而不能很好地散不但由于氣環(huán)和氣缸貼合不嚴(yán)而不能很好地散熱，相反地氣環(huán)外圓表面還接受附加的熱量，熱，相反地氣環(huán)外圓表面還接受附加

41、的熱量，最后將導(dǎo)致活塞和氣環(huán)燒壞。通常每個(gè)活塞裝最后將導(dǎo)致活塞和氣環(huán)燒壞。通常每個(gè)活塞裝有有 2 3 道氣環(huán)。道氣環(huán)。1)氣環(huán)的密封原理氣環(huán)的密封原理 氣環(huán)可能漏氣的通道有三條：環(huán)面氣環(huán)可能漏氣的通道有三條：環(huán)面與氣缸壁間；環(huán)與環(huán)槽的側(cè)面間；開口與氣缸壁間；環(huán)與環(huán)槽的側(cè)面間；開口間隙處。前兩處是可以密封的。間隙處。前兩處是可以密封的。第一密封面的建立第一密封面的建立 活塞環(huán)在自由狀態(tài)下，其外圓直徑活塞環(huán)在自由狀態(tài)下，其外圓直徑略大于缸徑，所以裝入氣缸后，環(huán)就產(chǎn)略大于缸徑，所以裝入氣缸后，環(huán)就產(chǎn)生一定的彈力與缸壁壓緊，形成了第一生一定的彈力與缸壁壓緊，形成了第一密封面。密封面。 第二密封面的建立

42、第二密封面的建立 由于活塞頭部與缸壁間有間隙，活塞由于活塞頭部與缸壁間有間隙，活塞環(huán)還有側(cè)隙和背隙，氣缸內(nèi)未被密封的環(huán)還有側(cè)隙和背隙，氣缸內(nèi)未被密封的氣體不能通過第一密封面下竄，便竄入氣體不能通過第一密封面下竄，便竄入側(cè)隙和背隙，側(cè)隙和背隙， 把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封面。二密封面。 2)活塞的泵油作用及危害活塞的泵油作用及危害 由于側(cè)隙和背隙的存在，當(dāng)由于側(cè)隙和背隙的存在，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞環(huán)便產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞環(huán)便產(chǎn)生了泵油作用。環(huán)在氣壓力、慣了泵油作用。環(huán)在氣壓力、慣性力、摩擦力的作用下，反復(fù)性力、摩擦力的作用下，反復(fù)地靠在環(huán)的上、下沿，其過程地靠在環(huán)的上、

43、下沿，其過程是：當(dāng)活塞帶著活塞環(huán)下行是：當(dāng)活塞帶著活塞環(huán)下行（進(jìn)氣行程）時(shí)，環(huán)靠在環(huán)槽（進(jìn)氣行程）時(shí)，環(huán)靠在環(huán)槽的上方，環(huán)從缸壁上刮下來的的上方，環(huán)從缸壁上刮下來的潤滑油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞潤滑油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞又帶動(dòng)活塞環(huán)上行（壓縮行程）又帶動(dòng)活塞環(huán)上行（壓縮行程）時(shí)，環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時(shí)，環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時(shí)將油擠壓到環(huán)槽的上方，如時(shí)將油擠壓到環(huán)槽的上方，如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，就將潤滑油泵到此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，就將潤滑油泵到活塞頂。活塞頂。 活塞環(huán)的泵油作用的利弊活塞環(huán)的泵油作用的利弊 一方面對(duì)潤滑困難的氣缸都是有利的。一方面對(duì)潤滑困難的氣缸都是有利的。 另一方面隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的日益提另一方面

44、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的日益提高，泵油作用加劇，不僅增加了潤滑油高，泵油作用加劇，不僅增加了潤滑油的消耗，而且可能使火花塞因沾油而不的消耗，而且可能使火花塞因沾油而不能產(chǎn)生電火花，并使燃燒室內(nèi)積炭增多，能產(chǎn)生電火花，并使燃燒室內(nèi)積炭增多，甚至環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失甚至環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性。另外還加劇了氣缸等件的磨去密封性。另外還加劇了氣缸等件的磨損。損。 3)氣環(huán)的斷面形狀氣環(huán)的斷面形狀 為了提高壓強(qiáng)和密封，加速磨合，減為了提高壓強(qiáng)和密封，加速磨合，減小泵油和改善潤滑（布油和刮油），除小泵油和改善潤滑（布油和刮油），除合理選擇材料及加工工藝外，在構(gòu)造上合理選擇材料及加工工藝外

45、，在構(gòu)造上出現(xiàn)了許多不同斷面形狀的氣環(huán)，常見出現(xiàn)了許多不同斷面形狀的氣環(huán)，常見的有如下幾種：的有如下幾種： 油環(huán)油環(huán) 油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，并在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機(jī)油膜，并在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機(jī)油膜，這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒，又這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環(huán)也起到封氣的輔摩擦阻力。此外，油環(huán)也起到封氣的輔助作用。通常每個(gè)活塞助作用。通常每個(gè)活塞 1 2 道油環(huán)道油環(huán) 油環(huán)種類油環(huán)種類刮油片刮油片軸向襯環(huán)軸向襯環(huán)刮油片刮油片徑向襯環(huán)徑向襯環(huán)普通油環(huán)普

46、通油環(huán) 組合油環(huán)組合油環(huán) 油環(huán)分為普通式與組合式兩種。油環(huán)分為普通式與組合式兩種。(1)普通油環(huán)普通油環(huán)(2)組合式油環(huán)組合式油環(huán) 油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用作用：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。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。2.3.3 活塞銷活塞銷 工作條件：活塞銷承受著很大的周期性工作條件：活塞銷承受著很大的周期性的沖擊載荷，為此，要求活塞銷要有足夠的的沖擊載荷，為此，要求活塞銷要有足夠的強(qiáng)度和剛度。特別是剛度最為重要。另外要

47、強(qiáng)度和剛度。特別是剛度最為重要。另外要求盡量的輕，以減小運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力。由求盡量的輕，以減小運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力。由于銷、銷座和連桿小頭的潤滑靠飛濺油霧潤于銷、銷座和連桿小頭的潤滑靠飛濺油霧潤滑，潤滑條件很差，因此要求銷的表面耐磨?；?，潤滑條件很差，因此要求銷的表面耐磨。 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組合形。以及兩段截錐與一段圓柱的組合形?；?塞 銷圓柱形兩段截錐與一段圓柱結(jié)合兩段截錐形 圓柱形孔結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但從受力角圓柱形孔結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但從受力角度分析，中間部分應(yīng)力最大，兩端較小，所以這度分析，

48、中間部分應(yīng)力最大，兩端較小，所以這種結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，往復(fù)慣性力大；為了減小質(zhì)量，種結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，往復(fù)慣性力大；為了減小質(zhì)量，減小往復(fù)慣性力，活塞銷做成兩段截錐形孔，接減小往復(fù)慣性力，活塞銷做成兩段截錐形孔，接近等強(qiáng)度梁，但孔的加工較復(fù)雜；組合形孔的結(jié)近等強(qiáng)度梁，但孔的加工較復(fù)雜；組合形孔的結(jié)構(gòu)介于二者之間。構(gòu)介于二者之間。 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

49、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。(1)全浮式活塞銷全浮式活塞銷 (2)半浮式活塞銷半浮式活塞銷 2.3.4 連桿組連桿組 連桿是活塞與曲連桿是活塞與曲軸連接的部件，其功軸連接的部件，其功用是將活塞承受的力用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2.3.4 連桿組連桿組 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

50、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 (1) 連桿小頭連桿小頭 連桿小頭除傳力外還相對(duì)于活塞銷作往復(fù)擺動(dòng)。因此連桿小頭除傳力外還相對(duì)于活塞銷作往復(fù)擺動(dòng)。因此在要求強(qiáng)度和剛度的同時(shí)還要求耐磨和減少摩擦力。為此在要求強(qiáng)度和剛度的同時(shí)還要求耐磨和減少摩擦力。為此一般在連桿小頭孔中都?jí)喝霚p摩的青銅襯套。為了潤滑活一般在連桿小頭孔中都?jí)喝霚p摩的青銅襯套。為了潤滑活塞銷與連扦襯套這對(duì)摩擦副，在小頭及襯套上鉆出集油孔塞銷與連扦襯套這對(duì)摩擦副，在小頭及襯套上鉆出集油孔或銑出集油槽，收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺上來的潤滑油用來或銑出集油槽，收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺上來的潤

51、滑油用來進(jìn)行潤滑。有的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿進(jìn)行潤滑。有的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。 (2) 連桿桿身連桿桿身 連桿桿身也承受交變載荷的連桿桿身也承受交變載荷的作用，因此，桿身要具有足夠作用，因此，桿身要具有足夠的斷面積。為了在較小的重量的斷面積。為了在較小的重量下得到較大的剛度，高速發(fā)動(dòng)下得到較大的剛度，高速發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿桿身大都采用機(jī)的連桿桿身大都采用“工工”字形的斷面，其長軸在連桿擺字形的斷面，其長軸在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)。為了使連桿從小頭動(dòng)平面內(nèi)。為了使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，桿身斷到大頭傳力比較均勻，桿身斷面一

52、般從小頭到大頭逐漸加大。面一般從小頭到大頭逐漸加大。連桿體上有些鉆有噴油孔，噴連桿體上有些鉆有噴油孔，噴出的油潤滑氣缸、活塞銷、活出的油潤滑氣缸、活塞銷、活塞環(huán)、活塞等。塞環(huán)、活塞等。 (3) 連桿大頭連桿大頭 連桿大頭與曲軸上的連桿大頭與曲軸上的連桿軸頸相連接，因此要連桿軸頸相連接，因此要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，求有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證整機(jī)的可靠性。連以保證整機(jī)的可靠性。連桿大頭與連桿蓋的分開面桿大頭與連桿蓋的分開面大多垂直連桿軸線，稱為大多垂直連桿軸線，稱為平切口連桿。由于平切口平切口連桿。由于平切口連桿的大端具有較大的剛連桿的大端具有較大的剛度，軸承孔受力變形小及度，軸承孔受力變形小及

53、制造費(fèi)用低，大都采用這制造費(fèi)用低，大都采用這種結(jié)構(gòu)。種結(jié)構(gòu)。 為了使連桿大頭為了使連桿大頭在卸下連桿蓋以后仍在卸下連桿蓋以后仍能從氣缸抽出，連扦能從氣缸抽出，連扦大頭一般采用斜切口，大頭一般采用斜切口，斜角大多為斜角大多為 45 度。度。 斜切口連桿的常用定位有止口定位、斜切口連桿的常用定位有止口定位、套筒定位和鋸齒定位三種套筒定位和鋸齒定位三種 1) 止口定位止口定位 優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，成優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，成本低。但不能防止大頭蓋本低。但不能防止大頭蓋止口向外變形，連桿體止止口向外變形，連桿體止口向內(nèi)變形，這種蓋與體口向內(nèi)變形，這種蓋與體都是單向定位，定位不可都是單向定位，定位不可靠。止口因加工

54、誤差或拆靠。止口因加工誤差或拆裝變形對(duì)大頭孔影響較大，裝變形對(duì)大頭孔影響較大，且大頭橫向尺寸較大，不且大頭橫向尺寸較大，不緊湊。緊湊。 2)套筒定位套筒定位 連桿體的孔和連桿蓋連桿體的孔和連桿蓋的孔分別加工，然后壓配的孔分別加工，然后壓配一個(gè)剛度大，且剪切強(qiáng)度一個(gè)剛度大，且剪切強(qiáng)度高的短套筒。這樣，拆裝高的短套筒。這樣，拆裝大頭蓋十分方便。其缺點(diǎn)大頭蓋十分方便。其缺點(diǎn)是套筒孔的加工要求高，是套筒孔的加工要求高，若孔距不夠準(zhǔn)確時(shí)會(huì)出現(xiàn)若孔距不夠準(zhǔn)確時(shí)會(huì)出現(xiàn)過定位而引起大頭孔嚴(yán)重過定位而引起大頭孔嚴(yán)重失圓。另外大頭橫向尺寸失圓。另外大頭橫向尺寸也較大也較大 3)鋸齒形定位鋸齒形定位 優(yōu)點(diǎn)是鋸齒接觸

55、優(yōu)點(diǎn)是鋸齒接觸面積大，貼合緊密，面積大，貼合緊密，定位可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。定位可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。對(duì)節(jié)距公差要求較嚴(yán)，對(duì)節(jié)距公差要求較嚴(yán)，但現(xiàn)代采用拉削工藝但現(xiàn)代采用拉削工藝能較好的滿足要求，能較好的滿足要求，故這種定位在某些柴故這種定位在某些柴油機(jī)中常被采用油機(jī)中常被采用 V 形發(fā)動(dòng)機(jī)連桿形發(fā)動(dòng)機(jī)連桿 V 形發(fā)動(dòng)機(jī)由于左右兩缸的連桿裝在形發(fā)動(dòng)機(jī)由于左右兩缸的連桿裝在同一個(gè)曲柄銷上，故其結(jié)構(gòu)隨安裝布置同一個(gè)曲柄銷上，故其結(jié)構(gòu)隨安裝布置而不同。而不同。 V 形發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿布置有如下形發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿布置有如下三種形式：三種形式：并列式連桿布置并列式連桿布置主副連桿布置形式主副連桿布置形式叉形連桿布置形式叉形

56、連桿布置形式 V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸的連型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸的連桿是裝在曲軸的一個(gè)連桿軸頸上的，稱為叉桿是裝在曲軸的一個(gè)連桿軸頸上的，稱為叉形連桿形連桿 。連桿螺栓及軸瓦連桿螺栓及軸瓦 連桿螺栓一般采用韌性較好的優(yōu)質(zhì)碳素鋼或優(yōu)連桿螺栓一般采用韌性較好的優(yōu)質(zhì)碳素鋼或優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，并經(jīng)熱處理。連桿螺栓裝配時(shí)要質(zhì)合金鋼制成，并經(jīng)熱處理。連桿螺栓裝配時(shí)要按規(guī)定的扭緊力矩上緊，使螺栓具有足夠的預(yù)緊按規(guī)定的扭緊力矩上緊，使螺栓具有足夠的預(yù)緊力以保證連桿軸瓦與大頭孔良好的貼合，保證連力以保證連桿軸瓦與大頭孔良好的貼合，保證連桿體與連桿蓋之間有足夠的壓緊力。扭緊力矩過桿體與連桿蓋之間有足夠的

57、壓緊力。扭緊力矩過小，連桿剖分面處易產(chǎn)生縫隙，使連桿螺栓受到小，連桿剖分面處易產(chǎn)生縫隙，使連桿螺栓受到很大附加拉力而造成疲勞斷裂；反之，扭緊力矩很大附加拉力而造成疲勞斷裂；反之，扭緊力矩過大，超過了螺栓材料的屈服極限，會(huì)造成螺栓過大，超過了螺栓材料的屈服極限，會(huì)造成螺栓變形甚至斷裂。為此安裝連桿螺栓時(shí)，應(yīng)當(dāng)用扭變形甚至斷裂。為此安裝連桿螺栓時(shí)，應(yīng)當(dāng)用扭力扳手將兩個(gè)螺栓分力扳手將兩個(gè)螺栓分 2 3 次交替均勻地?cái)Q緊至次交替均勻地?cái)Q緊至規(guī)定力矩。規(guī)定力矩。 為防止螺紋連接自行松脫，連桿螺栓為防止螺紋連接自行松脫，連桿螺栓處設(shè)有防松裝置，常用的有開口銷、鎖處設(shè)有防松裝置，常用的有開口銷、鎖片、鐵絲、

58、自鎖螺母、螺紋表面鍍銅等片、鐵絲、自鎖螺母、螺紋表面鍍銅等方法。方法。 為了防止連桿軸瓦在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)為了防止連桿軸瓦在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向移動(dòng)，在兩個(gè)連桿軸瓦的剖分動(dòng)或軸向移動(dòng)，在兩個(gè)連桿軸瓦的剖分面上，分別沖壓出高于鋼背面的兩個(gè)定面上，分別沖壓出高于鋼背面的兩個(gè)定位凸鍵位凸鍵 。裝配時(shí)，這兩個(gè)凸鍵分別嵌入。裝配時(shí)，這兩個(gè)凸鍵分別嵌入在連桿大頭和連桿蓋上的相應(yīng)凹槽中。在連桿大頭和連桿蓋上的相應(yīng)凹槽中。在連桿軸瓦內(nèi)表面上還加工有油槽在連桿軸瓦內(nèi)表面上還加工有油槽 ，用，用以貯油，保證可靠潤滑以貯油，保證可靠潤滑 。復(fù)習(xí)問題：復(fù)習(xí)問題：曲柄連桿機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用？構(gòu)的功用？曲柄連桿機(jī)構(gòu)由哪曲柄

59、連桿機(jī)構(gòu)由哪些主要部件組成？些主要部件組成？四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作行程？作行程？2.42.4曲軸飛輪組曲軸飛輪組1、曲軸飛輪組的組成、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2、曲軸、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。承受交變受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。載荷的沖擊。

60、 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 按主軸頸的數(shù)目，曲軸可分為按主軸頸的數(shù)目，曲軸可分為全支承全支承曲軸和曲軸和非全支承非全支承曲軸。曲軸。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用全支承全支承曲軸曲軸提高曲軸的剛提高曲軸的剛度和彎曲強(qiáng)度，度和彎曲強(qiáng)度，減輕主軸承的減輕主軸承的載荷載荷曲軸的加工曲軸的加工表面增多，表面增多，主軸承數(shù)增主軸承數(shù)增多，使機(jī)體多，使機(jī)體加長加長柴油機(jī)一柴油機(jī)一般多采用般多采用此種支撐此種支撐方式方式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用