《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案-第二講：曲軸連桿機(jī)構(gòu)

汽車(chē)構(gòu)造教案課程名稱(chēng)汽車(chē)構(gòu)造課時(shí)5授課班級(jí)教學(xué)方式講授多媒體教學(xué)課題曲柄連桿機(jī)構(gòu)任課教師教學(xué)目的與要求了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成及功用；熟知活塞連桿組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣環(huán)密封原理；掌握曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解四缸發(fā)動(dòng)機(jī)、六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置形式；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)。重、難點(diǎn).熟知活塞連桿組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣環(huán)密封原理；.四缸發(fā)動(dòng)機(jī)、六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置形式；.曲軸飛輪組的飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器的工作原理、結(jié)構(gòu)。主要內(nèi)容2.1概述2.1.1功用與組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要機(jī)構(gòu)。它的功用是把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)變?yōu)榍S的扭矩，以向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要組成件可以分成三組：機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。.氣缸體與曲軸箱組主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸襯墊、油底殼等機(jī)件。.活塞連桿組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)和連桿等機(jī)件。.曲軸飛輪組主要包括曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器等機(jī)件。2.1.2受力分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作條件的特點(diǎn)高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力有氣體作用力、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)件接觸表面的摩擦力以及外界阻力等，一般在受力分析時(shí)忽略摩擦力，主要討論氣體作用力和慣性力。1.氣體作用力在每個(gè)工作循環(huán)中，氣體作用力始終存在并不斷變化。但由于進(jìn)氣，排氣兩行程中氣體作用力較小，對(duì)機(jī)件影響不大。故這里主要研究作功和壓縮兩行程中氣體作用力。備注E*j=1y1+EZrMEM9%小.?1*1uH*功―福Eh>n<W=rra2.往復(fù)慣性力與離心力作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度變化時(shí)，就要產(chǎn)生往復(fù)慣性力。物體繞某一中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生離心力。這兩種力在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)中都是存在的，往復(fù)慣性力是指活塞組件和連桿小頭在氣缸中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力，用F表示，其大小與機(jī)件的質(zhì)量及加速度成正比，其方向總與加速度的方向相反?；钊跉飧變?nèi)的運(yùn)動(dòng)速度很高，而且數(shù)值在不斷變化。當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度變化規(guī)律是：從零開(kāi)始，逐漸增大，臨近中間達(dá)最大值，然后又逐漸減小至零。也就是說(shuō)，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，前半行程是加速運(yùn)動(dòng)，慣性力向上，以Fj表示；后半行程是減速運(yùn)動(dòng)，慣性力向下，以Fj表示。如圖2-2a所示。同理，當(dāng)活塞向上時(shí)，前半行程慣性力向下，后半行程慣性力向上。如圖2-2b所示?；钊⒒钊N(xiāo)和連桿小頭的質(zhì)量愈大，曲軸轉(zhuǎn)速愈大，則往復(fù)慣性力也愈大。它使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸承受周期性的附加載荷，加快軸承的磨損；未被平衡的變化著的慣性力傳到氣缸體后，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。離心力是指偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷(xiāo)和連桿大頭繞曲軸軸線作圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力，簡(jiǎn)稱(chēng)離心力，用Fe表示，其大小與曲柄半徑、旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量及曲軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，其方向沿曲柄半徑向外。曲柄半徑長(zhǎng)、旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量大，曲軸轉(zhuǎn)速高，則離心力大。離心力幾在垂直方向的分力Fey與往復(fù)慣性力Fj方向總是一致的，因而加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的上、下振動(dòng)。.而水平方向的分力Fex,則使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生水平方向振動(dòng)。離心力使連桿大頭的軸瓦和曲柄銷(xiāo)、曲軸主軸頸及其軸承受到又一附加載荷，增加它們的變形和磨損。3摩擦力任何一對(duì)互相壓緊并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面之間都存在摩擦力，其大小與對(duì)摩擦面形成的正壓力和摩擦系數(shù)成正比，其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。摩擦力是造成零件配合表面磨損的根源。上述各種力，作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)和機(jī)體的各有關(guān)零件上，使它們受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。為了保證工作可靠，減少磨損，在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施。

M用3M用3包汁更枷性力忡禹心力作用情猊東京田口齒疑在上點(diǎn)仃程時(shí)的慣控力微;信霜存:［半為銀時(shí)的慣性力2.2氣缸體與曲軸箱組一、氣缸體.概念：缸體水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱(chēng)為缸體。氣缸氣缸體上半部有若干個(gè)為活塞在其中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的圓柱形空腔，稱(chēng)為氣缸。曲軸箱下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。.氣缸體要求：氣缸體應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。氣缸內(nèi)壁經(jīng)過(guò)精加工，時(shí)期工作表面的粗糙度、形狀和尺寸精度都比較高。3分類(lèi)：（1）根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)型式一般式氣缸體、龍門(mén)式氣缸體和隧道式氣缸體H）H）圖2-3氣缸體示意圖h）?般式氣缸體；b）龍門(mén)式氣缸體；°）隧道式氣缸體1-氣缸體;2-水套；3-凸輪軸孔套；4-加強(qiáng)筋;5-濕缸套6主軸承座；7-把軸承座孔；8-安裝油底殼的加工面9-安裝主軸承蓋的加工面一般式氣缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸線與曲軸箱分開(kāi)面在同一平面上的為一般式氣缸體，特點(diǎn)是便于機(jī)械加工，但剛度較差，曲軸前后端的密封性較差，多用于中小型發(fā)動(dòng)機(jī)，富康ZX轎車(chē)TU3.2K發(fā)動(dòng)機(jī)，夏利376Q,MAZDAB6型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體即屬于這種結(jié)構(gòu)。龍門(mén)式氣缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸線高于曲軸箱分開(kāi)面的則稱(chēng)為龍門(mén)式氣缸體。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度較好，密封簡(jiǎn)單可靠，維修方便，但工藝性較差。桑塔納、捷達(dá)、奧迪、解放CA1091型汽車(chē)用CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)屬于這種結(jié)構(gòu)。圖2-4為上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體，它是四缸、水冷、全支承、無(wú)缸套、等缸心距、龍門(mén)式合金鑄鐵氣缸體，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是強(qiáng)度剛度好，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧。圖2-4上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸隧道式氣缸體隧道式氣缸體的主軸承孔不分開(kāi)，其特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)剛度比龍門(mén)式的更高，主軸承的同軸度易保證，但拆裝比較麻煩，多用于主軸承采用滾動(dòng)軸承的組合式曲軸，如圖2—3c所示黃河JN1181C13型汽車(chē)6135Q型發(fā)動(dòng)機(jī)采用隧道式氣缸體。轎車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體，一般采用如下兩種結(jié)構(gòu)形式：平底式機(jī)體和龍門(mén)式機(jī)體（2）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列型式基本上有三種：?jiǎn)瘟惺?、V型和對(duì)置式如圖2—5所示。圖氣位 排列格式單列式（直列式）特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的。但為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至是水平的。這種排列型式其氣缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，但長(zhǎng)度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多用單列式；應(yīng)用車(chē)型：如桑塔納、捷達(dá)、富康、一汽奧迪100型和解放CA1091型等汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)將氣缸排成二列，特點(diǎn)：其氣缸中心線的夾角y<180°它的特點(diǎn)是縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)高度，增加了氣缸體的剛度，質(zhì)量也有所減輕，但加大了發(fā)動(dòng)機(jī)寬度，且形狀復(fù)雜，加工困難，一般多用于缸數(shù)多的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上。應(yīng)用車(chē)型：現(xiàn)在八缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用V型布置，如紅旗8V100型發(fā)動(dòng)機(jī)（Y=90°）。但部分六缸轎車(chē)也采用V型布置，如奧迪2.6L發(fā)動(dòng)機(jī)（y=90°）。大多用在大排量高功率高級(jí)轎車(chē)上。缺點(diǎn)是形狀復(fù)雜，加工較為困難。對(duì)置氣缸式對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度比其他型式的小得多，在某些情況下，使得汽車(chē)（特別是轎車(chē)和大型客車(chē)）的總布置更為方便，這種布置的發(fā)動(dòng)機(jī)在轎車(chē)中應(yīng)用不多。二、氣缸套作用：由于氣缸體的材料一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵，為提高耐磨性，有時(shí)在鑄件中加入少量合金元素如鎳、鉬、鉻、磷等，有些氣缸進(jìn)行了表面處理，如表面淬火、鍍鉻、磷化等；有的則可從材料、加工精度和結(jié)構(gòu)等方面來(lái)考慮。在有些負(fù)荷比較輕，缸徑又不大的汽油機(jī)中，在氣缸體上直接加工出氣缸內(nèi)壁。鋁合金缸體耐磨性不好，必須在氣缸體內(nèi)鑲?cè)藲飧滋?，形成氣缸工作表面。分?lèi)：氣缸套有干式和濕式兩種，如圖2-6所示。a） b） c）圖2-6氣缸套干式；b）>c”顯式1-氣缸套：2-水套；3-氣缸體彈膠密封圈；△一下支承密封帶；方-上支承定位鄰向套口緣平面干式缸套不直接與冷卻水接觸，如圖2—6a所示。鑲干式缸套，它是在氣缸體上壓入特殊耐磨性好的合金鑄鐵的缸套或合金鋼缸套。壁厚一般為1?3mm,氣缸體可用一般普通鑄鐵制作（或鋁）。濕式氣缸套（圖2-6b）則與冷卻水直接接觸，壁厚一般為5?9mm。氣缸套的外表面有兩個(gè)保證徑向定位的凸出的圓環(huán)帶A和B,分別稱(chēng)為上支承定位帶和下支承密封帶。氣缸套的軸向定位是利用上端的凸緣以為了密封氣體和冷卻水，有的氣缸套凸緣C下面還有紫銅墊片。濕式氣缸套密封:氣缸套的上支承定位帶直徑略大，與氣缸套座孔配合較緊密。下支承密封帶與座孔配合較松，通常裝有1—3道橡膠密封圈來(lái)封水。常見(jiàn)的密封結(jié)構(gòu)型式有兩種。一種型式是將密封環(huán)槽開(kāi)在缸套上，將具有一定彈性的橡膠密封圈4裝入環(huán)槽內(nèi)，如圖2—6b所示。另一種型式是將安置密封圈的環(huán)槽開(kāi)在氣缸體上，這種結(jié)構(gòu)的工藝性較差，故應(yīng)用較少，如圖2—6c所示。氣缸套的安裝：氣缸套裝入座孔后，通常氣缸套頂面略高出氣缸體上平面0.05?0.15mm。這樣當(dāng)緊固氣缸蓋螺栓時(shí)，可將氣缸蓋襯墊壓得更緊，以保證氣缸的密封性，防止冷卻水和氣缸內(nèi)的高壓氣體竄漏。濕式氣缸套的優(yōu)點(diǎn)是在氣缸體上沒(méi)有封閉的水套，鑄造方便，容易拆卸更換，冷卻效果較好。其缺點(diǎn)是氣缸體的剛度差，易于漏氣漏水。氣缸套冷卻：為保證氣缸表面能在高溫下正常工作，必須對(duì)氣缸和氣缸蓋及時(shí)加以冷卻。冷卻方式有兩種：一種用水來(lái)冷卻（水冷）；另一種直接用空氣來(lái)冷卻（風(fēng)冷）。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)較多采用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，用水冷卻時(shí)氣缸周?chē)蜌飧咨w中均有用以充水的空腔，稱(chēng)為水套，如圖2-7所示。氣缸體和氣缸蓋上的水套是相互連通的。利用水套中的冷卻水流過(guò)高溫零件的周?chē)鴮崃繋ё?。發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻時(shí)，在氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片，以增加散熱面積，保證散熱充分，如圖2-8所示。一般風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與曲軸箱是分開(kāi)鑄造的。圖2-7水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和氣缸蓋1?氣缸;2-水套;3-氣缸蓋;4-燃燒室;5-氣缸墊三、氣缸蓋、氣缸襯墊和氣門(mén)室罩.氣缸蓋作用：氣缸蓋的主要功用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。組成：氣缸蓋內(nèi)部有與氣缸體相通的冷卻水套，應(yīng)有進(jìn)、排氣門(mén)座及氣門(mén)導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道，有燃燒室、火花塞座孔（汽油機(jī)）或噴油器座孔（柴油機(jī)），上置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上還有用以安裝凸輪軸的軸承座。'白2-9 f-.泣平受」外學(xué)內(nèi)存行彳：么i"j仞LII<J茲4力行L，c.缶「，冷<.擊I：,；.：2-，己￡「+N：3-仞Lill）CjJ；4-，工缶I，流*W；f-/f1紜；e>_/C,；7-%“Zfh湍分類(lèi)：在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，只覆蓋一個(gè)氣缸的氣缸蓋，稱(chēng)為單體氣缸蓋；能覆蓋部分（兩個(gè)以上）氣缸的稱(chēng)為塊狀氣缸蓋；能覆蓋全部氣缸的氣缸蓋則稱(chēng)為整體氣缸蓋。特點(diǎn)：采用整體氣缸蓋可以縮短氣缸中心距和發(fā)動(dòng)機(jī)的總長(zhǎng)度，其缺點(diǎn)是剛性較差，在受熱和受力后容易變形而影響密封；損壞時(shí)須整個(gè)更換。整體式氣缸蓋多用于缸徑小于105mm的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。缸徑較大的發(fā)動(dòng)機(jī)常采用單體氣缸蓋或塊狀氣缸蓋。由于氣缸蓋形狀復(fù)雜，材料：一般都采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)采用銅鉬低合金鑄鐵鑄造的整體式氣缸蓋；目前，鋁合金鑄造的缸蓋，有取代鑄鐵的趨勢(shì)，如桑塔納、捷達(dá)、富康等轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)均采用鋁合金材料鑄造而成的整體式氣缸蓋。因鋁的導(dǎo)熱性比鑄鐵好，有利于提高壓縮比，以適應(yīng)高速高負(fù)荷強(qiáng)化汽油機(jī)散熱及提高壓縮比的需要。鋁合金氣缸蓋的缺點(diǎn)是剛度低，使用中容易變形。.燃燒室汽油機(jī)的燃燒室是由活塞頂部及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成。對(duì)燃燒室有如下基本要求：一是結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，充氣效率要高，以減小熱量損失及縮短火焰行程；二是使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒；三是表面要光滑，不易積炭。汽油機(jī)常用燃燒室形狀有以下幾種，如圖2-10所示：h) b) r)圖-汽油機(jī)的燃燒室形狀G楔形燃燒室內(nèi)）盆形燃燒室:用半球形燃燒室（1）楔形燃燒室（圖2-10a）結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、緊湊。在壓縮終了時(shí)能形成擠氣渦流，因而燃燒速度較快，經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性較好。解放CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)均采用楔形燃燒室。（2）盆形燃燒室（圖2-10b）結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單、緊湊。捷達(dá)EA113型發(fā)動(dòng)機(jī)采用了這種燃燒室。（3）半球形燃燒室（圖2—10c）結(jié)構(gòu)較前兩種更緊湊。但因進(jìn)排氣門(mén)分別置于缸蓋兩側(cè)，故使配氣機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。但由于其散熱面積小，有利于促進(jìn)燃料的完全燃燒和減少排氣中的有害氣體，對(duì)排氣凈化有利。富康轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了這種燃燒室。3氣缸墊氣缸蓋與氣缸體之間置有氣缸蓋襯墊，又稱(chēng)氣缸床。功用是填補(bǔ)氣缸體與缸蓋結(jié)合面上的微觀孔隙，保證結(jié)合面處有良好的密封性，進(jìn)而保證燃燒室的密封，防止氣缸漏氣和水套漏水。分類(lèi)：金屬一石棉氣缸墊石棉中間夾有金屬絲或金屬屑，且外覆銅皮或鋼皮。水孔和燃燒室周?chē)碛描傔呍鰪?qiáng)，以防被高溫燃?xì)鉄龎?，這種氣缸墊壓緊厚度為1.2?2mm，有很好的彈性和耐熱性，能重復(fù)使用，但強(qiáng)度較差，厚度和質(zhì)量也不均勻。實(shí)心金屬片氣缸墊，這種氣缸墊多用在強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)上，故轎車(chē)和賽車(chē)上較多采用這種氣缸墊。這種氣缸墊由單塊光整冷軋低碳鋼板制成，很多強(qiáng)化的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用實(shí)心的金屬片作為氣缸蓋襯墊，例如，紅旗轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)即采用所示的鋼板襯墊。這種襯墊在需要密封的氣缸孔和水孔、油孔周?chē)鷽_壓出一定高度的凸紋，利用凸紋的彈性變形實(shí)現(xiàn)密封。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用在石棉中心用編織的鋼絲網(wǎng)（圖1-11c）或有孔鋼板（沖有帶毛刺小孔的鋼板）（圖2—11d）為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸蓋襯墊。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)正在試驗(yàn)采用膨脹石墨作為襯墊的材料。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用了較先進(jìn)的加強(qiáng)型無(wú)石棉氣缸墊結(jié)構(gòu)，在氣缸口密封部位采用五層薄鋼板組成，并設(shè)計(jì)成正圓形，沒(méi)有石棉夾層，從而消除了氣囊的產(chǎn)生，在油孔和水孔處均包有鋼護(hù)圈以提高密封性。CA6102Q發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了這種氣缸墊，安裝氣缸蓋襯墊時(shí)，應(yīng)注意安裝方向。一般是襯墊卷邊的一面朝氣缸蓋，光滑面朝氣缸體安裝：也可根據(jù)標(biāo)記或文字要求進(jìn)行安裝，如襯墊上的文字標(biāo)記"TOP”表示朝上，“FRONT"表示朝前。4.氣門(mén)室罩在氣缸蓋上部有一起到封閉和密封作用的氣門(mén)室罩，如圖2—12所示，氣門(mén)室罩結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般用薄鋼板沖壓而成，上設(shè)有加注機(jī)油用的注油孔。氣門(mén)室罩與氣缸蓋之間設(shè)有一密封墊。2.2.3油底殼油底殼主要作用是貯存機(jī)油和封閉曲軸箱，同時(shí)也可起到機(jī)油散熱作用。油底殼一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)和機(jī)油容量，有些發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼采用鋁合金鑄造而成，在底部還鑄有相應(yīng)的散熱片，以利于散熱。為保證發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵仍能吸到機(jī)油，油底殼中部做得較深，并在最深處裝有放油塞,有的放油塞是磁性的，能吸集機(jī)油中的金屬屑，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損。油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油板，防止汽車(chē)振動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)大。5.發(fā)動(dòng)機(jī)的支承發(fā)動(dòng)機(jī)一般通過(guò)氣缸體和飛輪殼或變速器殼支承在車(chē)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，2.3活塞連桿組活塞組和連桿組組成活塞連桿組?；钊M主要由活塞、活塞環(huán)和活塞銷(xiāo)組成，連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿軸瓦和連稈螺栓等組成。如圖2—15所示。

圖2-15砧窿連桿組La3壞1片油環(huán)刮片叫油壞村國(guó)?$話‘星；&活算銷(xiāo)*7活席銷(xiāo)內(nèi)環(huán)；由-連懺級(jí)通-隹環(huán)村食；2連桿」1i-iiH?蝶性”"連桿蠱11E-連桿螺母IM選桿軸瓦一、活塞.活塞的功用：一是活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。二是承受氣體壓力，并將此力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。.活塞的工作環(huán)境：活塞是在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良和散熱困難的條件下工作；由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)饨佑|，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2500K以上。因此，活塞的溫度也很高，其頂部的溫度通常高達(dá)600?700K。高溫一方面使活塞材料的機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，另一方面會(huì)使活塞的熱膨脹量增大，容易破壞活塞與其相關(guān)零件的配合?；钊敳吭谧鞴π谐虝r(shí)，承受著燃?xì)獾膸в袥_擊性的高壓力。對(duì)于汽油機(jī)活塞，瞬時(shí)壓力最大值可達(dá)3?5MPa。對(duì)于柴油機(jī)活塞，其最大值可達(dá)6?9MPa,采用增壓時(shí)則更高。高壓還將導(dǎo)致活塞的側(cè)壓力更大，從而加速活塞外表面的磨損，增加活塞變形量。一般汽車(chē)用汽油機(jī)轉(zhuǎn)速為4000?6000r/min,活塞在氣缸中的平均速度可達(dá)8?12m/s,其瞬間速度會(huì)更高。由受力分析可知，活塞運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向在不斷地變化，會(huì)引起很大的慣性力，使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和軸承承受附加的載荷。活塞承受的氣壓力和慣性力是呈周期性變化的，因此，活塞的不同部分會(huì)受到交變的拉伸、壓縮或彎曲載荷；并且由于活塞各部分的溫度極不均勻，活塞內(nèi)部將產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，從而引起活塞的變形、磨損等各種損壞。由于活塞直接與高溫燃?xì)饨佑|，同時(shí)還受周期性變化的氣體壓力和慣性力的作用，要求活塞具有足夠的剛度和強(qiáng)度，良好的導(dǎo)熱性和耐磨性，質(zhì)量要小，以保持最小的慣性力，熱膨脹系數(shù)小和導(dǎo)熱性好，活塞與缸壁間較小的摩擦系數(shù)等。目前廣泛采用的活塞材料是鋁合金，如桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)所用的活塞是由Si-Cu?Mg過(guò)共晶鋁合金鑄造的。相比較鋁合金活塞具有質(zhì)量?。s為同樣結(jié)構(gòu)的鑄鐵活塞的50%?70%）,導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的3倍）的優(yōu)點(diǎn)。鋁合金活塞缺點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)較大，在溫度升高時(shí)，強(qiáng)度和硬度下降較快。一般要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械加工或熱處理上采取措施加以彌補(bǔ)。近年來(lái)柴油機(jī)的活塞又啟用灰鑄鐵材料，以發(fā)揮其成本低、耐熱性好、膨脹系數(shù)小的優(yōu)勢(shì)。新設(shè)計(jì)的灰鑄鐵活塞的質(zhì)量比鋁合金的還輕，活塞結(jié)構(gòu)采取薄頂、楔形單銷(xiāo)座、只在側(cè)壓力的方向保留裙部、噴油冷卻等措施。.活塞的基本構(gòu)造可分頂部，頭部和裙部三部分，如圖2-16所示。圖2-16活塞的甚本結(jié)構(gòu)?u）全劑；部分刑I-活章預(yù)；2-送室頭；3-活富環(huán)；4-活塞銷(xiāo)座;5-酒家鈉：6-浦店銷(xiāo)鋤環(huán)；7-福富田J川燦汕；）-環(huán)刖（1）活塞頂部分類(lèi)平頂活塞優(yōu)點(diǎn)是吸熱面積小，制造工藝簡(jiǎn)單。凹頂活塞有些汽油機(jī)為了改善混合氣形成和燃燒而采用凹頂活費(fèi)圖2—17b）。凹坑的大小還可以用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。凸頂活塞二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用凸頂活塞（圖2-17c）。柴油機(jī)的活塞頂部為與柴油機(jī)混合氣的形成或與燃燒要求相適應(yīng)，常常設(shè)有各種各樣的凹坑。活塞頂部應(yīng)力求光潔。圖2T7活塞頂部形狀a）平頂;b）四頂;c）凸頂（2）活塞頭部活塞頭部是指活塞最下一道環(huán)槽以上部分包括火力岸和環(huán)帶部分。作用：承受氣體壓力，并將力通過(guò)活塞銷(xiāo)座、銷(xiāo)傳給連桿；同時(shí)與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)氣缸的密封；將活塞頂所吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳導(dǎo)到氣缸壁上。環(huán)槽的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：頭部切有若干道用以安裝活塞環(huán)的環(huán)槽。汽油機(jī)一般有2?3道環(huán)槽，上面1?2道用以安裝氣環(huán)，下面一道用以安放油環(huán)。在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向小孔，油環(huán)從氣缸壁上刮下來(lái)的多余機(jī)油，得以經(jīng)過(guò)這些小孔流回油底殼。頂環(huán)槽以上的部分稱(chēng)作火力岸。汽油機(jī)的火力岸高度較柴油機(jī)小很多，這是為了使活塞頂，以最短的距離從活塞環(huán)傳走以降低頂部溫度并可防止高溫爆燃?；钊^部相對(duì)活塞其他部分做得較厚，以便于熱量從活塞頂經(jīng)活塞環(huán)傳給氣缸的冷卻壁面上，從而防止活塞頂部的溫度過(guò)高。活塞頭部切有若干道用以安裝活塞環(huán)的環(huán)槽。轎車(chē)用汽油機(jī)由于轉(zhuǎn)速較高，大都采用二道氣環(huán)和一道油環(huán)的結(jié)構(gòu)。并向一道氣環(huán)一道油環(huán)方向探索。轎車(chē)用柴油機(jī)活塞由于轉(zhuǎn)速不斷提高.也從三通氣環(huán)一道油環(huán)發(fā)展到二道氣環(huán)一道油環(huán)的配置鋁合金材料硬度的下降，再加上活塞環(huán)與環(huán)槽的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在強(qiáng)化的柴油機(jī)中，活塞工作過(guò)程中，隨著熱負(fù)荷的增加.更加速了環(huán)槽的磨損，頂環(huán)槽會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損和熱裂紋。為了保護(hù)和加強(qiáng)活塞環(huán)槽，可在鋁合金活塞環(huán)槽部位鑄入由耐熱材料制造的環(huán)槽護(hù)圈，以增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性如圖2-18所示。采用奧氏體鑄鐵護(hù)圈后，環(huán)槽的壽命可以提高3~10倍。圖2T8活踽環(huán)槽護(hù)圈過(guò)一道護(hù)圈山）兩道護(hù)圈活塞裙部活塞裙部是指油環(huán)槽下端以下部分。其作用是為活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。作用：活塞在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形。所謂機(jī)械變形是指活塞在氣體壓力Fp和側(cè)壓力Fp2的作用下，其裙部直徑在活塞銷(xiāo)軸線方向上增大，而熱變形是指活塞銷(xiāo)座處金屬堆積，并在受熱后膨脹致使裙部直徑在活塞銷(xiāo)軸線方向增加。這兩種變形的最后結(jié)果就是活塞工作時(shí)產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形?；钊共繖M斷面變成長(zhǎng)軸在活塞銷(xiāo)軸線方向上的橢圓，如圖2—19所示。a) b)圖2—19活塞裙部的變形a）熱變形；b）側(cè)壓力變形橢圓作用：為了使活塞在正常溫度下與氣缸壁間保持有比較均勻的間隙，以免在氣缸內(nèi)卡死或引起局部磨損，必須預(yù)先在冷態(tài)下把活塞加工成其裙部斷面為長(zhǎng)軸垂直于活塞銷(xiāo)方向的橢圓形。為了減少銷(xiāo)座附近處的熱變形量，有的活塞將銷(xiāo)座附近的裙部外表面制成下陷0.5mm?1.0mm。

圖2一加腳網(wǎng)活塞示意圖活塞沿軸線方向溫度分布和質(zhì)量分布都不均勻。為了使鋁合金活塞在工作狀態(tài)（熱態(tài)）下接近一個(gè)圓柱形，有的活塞將其頭部的直徑制成上小下大的截錐形或階梯形（圖2-20），或?qū)⒒钊共恐瞥缮闲∠麓蟮慕劐F形。有的活塞為了更好的適應(yīng)其熱變形，使活塞裙部制成變橢圓即在裙部的不同部位其橢圓度不同，橢圓度由下而上逐漸增大，即裙部橫截面越往上越扁，在活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)易形成“油楔”能保證裙部有良好的潤(rùn)滑條件及較高的承載能力。裙部的分類(lèi)活塞裙部要有一定的長(zhǎng)度和足夠的面積，以保證可靠導(dǎo)向和減輕磨損。裙部的基本形狀為一薄壁圓筒，若該圓筒為完整的稱(chēng)為全裙式。許多高速發(fā)動(dòng)機(jī)為了減小活塞質(zhì)量，在活塞不受作用力的兩側(cè)，即沿銷(xiāo)座孔軸線方向的裙部切去一部分，形成拖鞋式裙部，這種結(jié)構(gòu)的活塞裙部彈性較好，可以減小活塞與氣缸的裝配間隙。如圖2-21所示。圖茗二拖鞋式活塞“n”形槽（圖2-22c）或"T”形，如圖2-22a、b所示。作用：其中橫槽的作用是切斷從活塞頭部向裙部傳輸熱流的部分通道。以減少?gòu)念^部到裙部的傳熱，從而使裙部的熱膨脹量減少。橫槽還可兼作油孔?？v槽使裙部具有彈性，從而使冷態(tài)下的裝配間隙得以盡可能小，而在熱態(tài)下又因切槽的補(bǔ)償作用，活塞不致在氣缸中卡死。因裙部開(kāi)縱槽的一面剛度較小，故裝配時(shí)應(yīng)注意使縱槽位于作功行程中不承受側(cè)壓力的裙部面上，即從發(fā)動(dòng)機(jī)前面向后看的右面?？v槽與活塞底面不垂直，可以防止活塞在運(yùn)動(dòng)中劃傷氣缸壁。縱槽一般不開(kāi)到裙底，以免過(guò)分削弱裙部的剛度。b）圖2—2N切槽式強(qiáng)性弱部活塞留出）口形四槽山）、c-，T形槽恒范鋼片式、筒形鋼片式為了限制活塞裙部的膨脹量，目前在汽車(chē)上廣泛采用雙金屬活塞。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和作用原理不同，雙金屬活塞可分為恒范鋼片式、筒形鋼片式等。鑄鋁活塞的裙部有的鑲鑄圓筒式鋼片，如圖2-23所示。這是在澆鑄時(shí)，將鋼筒夾在鋁合金中，由于鋁合金的膨脹系數(shù)大于鋼，冷卻后位于鋼筒外的鋁合金就緊壓在鋼筒上，使外層鋁合金的收縮量受到鋼筒的阻礙而減小，同時(shí)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力（鋁合金為拉應(yīng)力，鋼筒為壓應(yīng)力）。鋼筒內(nèi)側(cè)鋁合金層由于與鋼筒沒(méi)有金屬結(jié)合，就無(wú)阻礙地向里收縮，在二者之間形成一道“收縮縫隙”。當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)層合金的膨脹先要清除“收縮縫隙”，而后推動(dòng)鋼筒外脹，外層合金與鋼筒的膨脹則首先要消除預(yù)應(yīng)力，從而減小了活塞的膨脹量。b)圖2一部:錮輯形鋼片的活塞。小塞裙部鑲情形鋸片上）筒形鋼片的形狀在活塞銷(xiāo)座中鑲鑄恒范鋼片的活塞，恒范鋼是含鎳33%?36%的合金鋼，其線膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10左右，以“恒范鋼片”來(lái)牽制活塞裙部的熱膨脹。圖2-24所示為鑲鑄恒范鋼片的活塞的結(jié)構(gòu)。才一才I圖ET4恒范鋼片活塞優(yōu)點(diǎn)：采取了上述結(jié)構(gòu)措施以后，活塞裙部與氣缸壁之間的冷態(tài)裝配間隙便可減小，使發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生冷“敲缸”現(xiàn)象。對(duì)于新裝配的活塞裙部和氣缸表面，為了改善其磨合性，通常都對(duì)活塞裙部進(jìn)行表面處理。汽油機(jī)鑄鋁活塞的裙部外表面鍍錫；柴油機(jī)鑄鋁活塞的裙部外表面磷化；對(duì)于鍛鋁活塞，在裙部的外表面上可涂以石墨?；钊共康匿N(xiāo)孔是用以安裝活塞銷(xiāo)的，位于活塞裙部的上部，為厚壁圓筒結(jié)構(gòu)，用以安裝活塞銷(xiāo)。故活塞銷(xiāo)座的作用是將活塞頂部氣體作用力經(jīng)活塞銷(xiāo)傳給連桿。銷(xiāo)座通常有肋片與活塞內(nèi)壁相連，以提高其剛度。銷(xiāo)座孔內(nèi)接近外端面處車(chē)有安放彈性鎖環(huán)的鎖環(huán)槽，鎖環(huán)用來(lái)防止活塞銷(xiāo)在工作中發(fā)生軸向竄動(dòng)。加工時(shí)，銷(xiāo)座孔要求有很高的精度，并與活塞銷(xiāo)進(jìn)行分組選配，以達(dá)到高精度的配合，銷(xiāo)座孔的尺寸分組通常用色漆標(biāo)于銷(xiāo)座孔下方的外表面。銷(xiāo)孔的中心線一般位于活塞中心線的平面內(nèi)，但有些高速汽油機(jī)的銷(xiāo)孔中心線偏離活塞中心線平面，如圖2-31所示。圖中銷(xiāo)孔軸線向在作功行程中受側(cè)向力的一面偏移了一段距離e（一般為l?2mm），這是為了防止活塞在越過(guò)上死點(diǎn)時(shí)發(fā)生“敲缸”現(xiàn)象，從而降低噪聲。但這種活塞偏置的結(jié)構(gòu)，卻使裙部?jī)啥说募饨秦?fù)荷增大，引起這些部位的磨損或變形增大，這就要求活塞與缸壁的間隙盡可能地減小。

圖L2S活期精偏置時(shí)的匚作情況圖L2S活期精偏置時(shí)的匚作情況G活塞銷(xiāo)對(duì)中相置iI門(mén)油塞錯(cuò)偏移布置2.3.2活塞環(huán)一、.活塞環(huán)的分類(lèi)：氣環(huán)、油環(huán)1、氣環(huán)又稱(chēng)壓縮環(huán)，其作用活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸中的高溫、高壓燃?xì)獯罅柯┤肭S箱，還將活塞頂部的熱量傳導(dǎo)到氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。一般發(fā)動(dòng)機(jī)上每個(gè)活塞裝有2~3道氣環(huán)。2、油環(huán)的作用：油環(huán)用來(lái)刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，并在氣缸壁上布上一層均勻的油膜.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)與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環(huán)也起到密封的輔助作用。通常發(fā)動(dòng)機(jī)有1~2道油環(huán)。3、工作環(huán)境：活塞環(huán)是在高溫、高壓、高速以及潤(rùn)滑困難的條件下工作的。它的運(yùn)動(dòng)情況很復(fù)雜，一方面與缸壁間有相對(duì)高速的滑動(dòng)摩擦。另一方面由于活塞環(huán)對(duì)活塞環(huán)槽側(cè)面的上下撞擊。高溫使環(huán)的彈力下降，潤(rùn)滑變壞。尤其第一環(huán)工作條件最為惡劣。故活塞環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中工作壽命最短的。當(dāng)活塞環(huán)磨損、損壞或失效時(shí)，將出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，功率不足，曲軸箱內(nèi)壓力升高，通風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)重冒煙，機(jī)油消耗增大，排氣冒藍(lán)煙，燃燒室、活塞等表面嚴(yán)重積炭等不良狀況。4、活塞環(huán)常用的材料：目前汽車(chē)上廣泛應(yīng)用的是合金鑄鐵（在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入少量銅、鉻、鉬等合金元素）。第一環(huán)承受著很大的沖擊負(fù)荷，因此要求材料除了有好的耐磨性、耐熱性、磨合性、導(dǎo)熱性以外，還應(yīng)有高的強(qiáng)度、沖擊韌性和足夠的彈性。一些發(fā)動(dòng)機(jī)的第一道氣環(huán)，甚至所有氣環(huán)，其外圓柱表面一般都鍍上多孔性倍或噴鑰，以減緩活塞環(huán)和氣缸的磨損。多孔性鉻層硬度高，并能貯存少量機(jī)油，以改善潤(rùn)滑條件，使環(huán)的使用壽命提高2?3倍。其余氣環(huán)還可鍍錫或磷化處理，以改善磨合性能。在高速?gòu)?qiáng)化的柴油機(jī)上，還可以采用鋼片環(huán)來(lái)提高彈力和沖擊韌性。用粉末冶金的金屬陶瓷和聚四氟乙烯制造的活塞環(huán)也在國(guó)外試用。5、活塞的三隙：如圖2-26所示。A一彳放大圖2-26活塞的間隙端隙又稱(chēng)為開(kāi)口間隙，是活塞環(huán)2裝入氣缸1后，該環(huán)在上止點(diǎn)時(shí)環(huán)的兩端頭的間隙或活塞環(huán)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)內(nèi)兩端頭的間隙。一般為0.25~0.50mm之間。如圖2-26所示4。側(cè)隙又稱(chēng)邊隙，是指活塞環(huán)裝入活塞后，其側(cè)面與活塞環(huán)槽3之間的間隙。第一環(huán)因工作溫度高，一般為0.04~0.10mm；其他環(huán)一般為0.03~0.07mm。油環(huán)的側(cè)隙較小，一般為0.025?0.07mm。如圖2-26所示胃。背隙是活塞及活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底部間的間隙，一般為0.5?1mm,油環(huán)的背隙較氣環(huán)大，目的是增大存油間隙，以利于減壓泄油。如圖2-26所示A3。6.氣環(huán)的密封原理活塞環(huán)在自由狀態(tài)時(shí)不是圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸內(nèi)徑大些，因此，它隨活塞一起裝入氣缸后，便產(chǎn)生彈力F1而緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面。使燃?xì)獠荒芡ㄟ^(guò)環(huán)與氣缸的接觸面之間的間隙?；钊h(huán)在燃?xì)鈮毫ψ饔孟拢瑝壕o在環(huán)槽的下端面上，形成第二密封面。于是燃?xì)獗憷@流到環(huán)的背面，并發(fā)生膨脹，其壓力下降。同時(shí)，燃?xì)鈮毫?duì)環(huán)背的作用力F2使環(huán)更緊地貼在氣缸壁上形成對(duì)第一密封面的第二次密封，如圖2—27所示。圖2—27氣環(huán)的宙封原理

（作功的前半行程）1-第一密封面；2-第二密封面；/>-第一密封面的壓緊力；Pb-第二密封面的壓緊力；氣缸內(nèi)氣體壓力；G-環(huán)側(cè)氣體壓力；ZV背壓力；A-環(huán)的彈力；環(huán)的慣性力；4環(huán)與缸壁的摩擦力燃?xì)鈴牡谝坏罋猸h(huán)的切口漏到第二道氣環(huán)的上平面時(shí)壓力已有所降低的，又把這道氣環(huán)壓貼在第二環(huán)槽的下端面上。于是，燃?xì)庥掷@流到這個(gè)環(huán)的背面，再發(fā)生膨脹，其壓力又進(jìn)一步降低。如此繼續(xù)進(jìn)行下去。從最后一道氣環(huán)漏出來(lái)的燃?xì)?，其壓力和流速已?jīng)大大減小，因而泄漏的燃?xì)饬恳簿秃苌倭?，各環(huán)氣體壓力遞減情況如圖2-28所示。因此，為數(shù)很少的幾道切口相互錯(cuò)開(kāi)的氣環(huán)所構(gòu)成的“迷宮式”封氣裝置，就足以對(duì)氣缸中的高壓燃?xì)膺M(jìn)行有效的密封。通常汽油機(jī)設(shè)育道氣環(huán)，而柴油機(jī)由于壓縮比高，常設(shè)有3道氣環(huán)，通常在保證密封的前提下，應(yīng)該盡可能減少環(huán)數(shù)。Ti圖LTi圖L比普精申氣體用力的下降氣缸內(nèi)的燃?xì)饴┤肭S箱的主要通路是活塞環(huán)的切口，因此，切口的形狀和裝入氣缸后的間隙大小對(duì)于漏入曲軸箱的燃?xì)饬坑幸欢ㄓ绊?。切口間隙過(guò)大，則漏氣嚴(yán)重，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減??；間隙過(guò)小，活塞環(huán)受熱膨脹后就可能卡死拆斷。切口間隙值一般為0.25?0.8mm。氣環(huán)的切口形狀如圖2-29所示?；钊h(huán)的切口是直角形切口工藝性好，如圖2-29a所示；活塞環(huán)的切口是階梯形切口的密封性較好，但工藝性較差，如圖2-29b所示；活塞環(huán)的切口是斜切口形狀，斜角一般為30°或45°,其密封作用和工藝性均介于前二者之間，如圖2-29c所示，但其銳角部位在套裝入活塞時(shí)容易折損；二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的切口為帶銷(xiāo)釘槽的切口如圖2-29d所示。壓配在活塞環(huán)槽中的銷(xiāo)釘，是用來(lái)防止活塞環(huán)在工作中繞活塞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的。圖2-29氣環(huán)的切口形狀a）直角口⑻階梯形;c）斜口；d）帶防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘槽.氣環(huán)的種類(lèi)氣環(huán)的斷面形狀有多種如圖2-30所示。矩形環(huán)斷面（圖2-30a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、散熱性好。扭曲環(huán)（圖2—30c、4）目前在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用，它在安裝時(shí)，必須注意環(huán)的斷面形狀和方向，應(yīng)將其內(nèi)圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。錐面環(huán)（圖2—30b）可以改善環(huán)的磨合，這種環(huán)在氣缸內(nèi)向下滑動(dòng)時(shí)刮油，向上滑動(dòng)時(shí)由于斜面的油楔作用，環(huán)可在油膜上浮起，減少磨損。梯形環(huán)（圖2-30e）的主要作用是使得當(dāng)活塞受側(cè)壓力的作用而改變位置時(shí)，環(huán)的側(cè)隙相應(yīng)發(fā)生變化，使沉積在環(huán)槽中的結(jié)焦被擠出，避免了環(huán)被粘在環(huán)槽中而引起折斷。在作功行程中，作用在梯形環(huán)上的燃?xì)庾饔昧的徑向分力P1，，加強(qiáng)了環(huán)的密封作用。因此，梯形即使在彈力喪失一些的情況下，仍能與氣缸貼合良好，延長(zhǎng)了環(huán)的使用壽命。它的主要缺點(diǎn)是上、下兩面的精磨工藝比較復(fù)雜。這種環(huán)常用于熱負(fù)荷較高的柴油機(jī)的第一環(huán)。桶面環(huán)（圖2-30f）是近年來(lái)興起的一種新型結(jié)構(gòu)，目前已普遍地在強(qiáng)化柴油機(jī)中用作第一環(huán)。其特點(diǎn)是活塞環(huán)的外圓面為凸圓弧形。當(dāng)桶面環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，均能與氣缸壁形成楔形空間，使機(jī)油容易進(jìn)入摩擦面，從而使磨損大為減少。桶面環(huán)與氣缸是圓弧接觸，故對(duì)氣缸表面的適應(yīng)性和對(duì)活塞偏擺的適應(yīng)性均較好，有利于密封。它的缺點(diǎn)是凸圓弧表面加工較困難。⑻⑸⑴圖2-加氣環(huán)的斷面形狀U＞矩形壞.維面環(huán)［（cl正鈕曲內(nèi)切壞；（d）反扭曲鍍面環(huán)】梯形環(huán)t捅面環(huán).氣環(huán)的泵油現(xiàn)象矩形環(huán)斷面的氣環(huán)隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)把氣缸壁上的機(jī)油不斷送人氣缸中。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“氣環(huán)的泵油作用”，其泵油原理如圖2-31所示。活塞下行時(shí)，由于環(huán)與缸壁之間的摩擦阻力以及環(huán)本身的慣性，環(huán)將壓靠著環(huán)槽的上端面。缸壁上的機(jī)油就被刮入下邊隙與背隙內(nèi)。當(dāng)活塞上行時(shí)，環(huán)又壓靠著環(huán)槽的下端面上，結(jié)果第一道環(huán)背隙里的油就進(jìn)入氣缸中，如此反復(fù)，結(jié)果就像油泵的作用一樣，將缸壁的機(jī)油最后壓入燃燒室。

圖E—31短照斷面球的生油作用

的活塞下行#?活塞上行為了消除或減少有害的泵油作用，除在氣環(huán)的下面裝有油環(huán)外，廣泛采用非矩形斷面的扭曲環(huán)（圖2-30c、d）。扭曲環(huán)是在矩形的內(nèi)圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分。將這種環(huán)隨同活塞裝入氣缸時(shí)，由于環(huán)的彈性內(nèi)力不對(duì)稱(chēng)作用產(chǎn)生明顯的斷面傾斜，其作用原理如圖2-32所示?；钊h(huán)裝入氣缸后，其外側(cè)拉伸應(yīng)力的合力F1內(nèi)側(cè)壓縮應(yīng)力的合力F2有一力臂e，于是產(chǎn)生了扭曲力矩M。它使環(huán)外圓周扭曲成上小下大的錐形，從而使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下端面接觸，提高了表面接觸應(yīng)力，防止了活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)而造成的泵油作用，同時(shí)增加了密封性。扭曲環(huán)還易于磨合，并有向下刮油的作用。扭曲環(huán)目前在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。它在安裝時(shí)，必須注意環(huán)的斷面形狀和方向，應(yīng)將其內(nèi)圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。圖2-32扭曲環(huán)作用原理a）矩形斷面環(huán)；b）扭曲環(huán)四、油環(huán)1.分類(lèi)及特點(diǎn)：油環(huán)分為普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種，如圖2-33所示。普通油環(huán)的結(jié)構(gòu)（圖2-33a），一般是用合金鑄鐵制造的。其外

圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或狹縫。組合環(huán)（圖2-33b）由上、下刮片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力作用的襯簧組成。這種油環(huán)刮片很薄，對(duì)氣缸壁的比壓大，刮油作用強(qiáng)；上下刮片各自獨(dú)立，對(duì)氣缸的適應(yīng)性好；質(zhì)量??；回油通路大。因此，組合油環(huán)在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上得到較廣泛的應(yīng)用。一般活塞上裝有1?2道油環(huán)。采用兩道油環(huán)時(shí)，下面一道多安置在活塞裙部的下端。2-33油環(huán)a）普通汕環(huán);b）組合油環(huán)

I-卜一刮片；2-對(duì)賞:;3-卜刮片;4-活來(lái)油環(huán)的刮油作用如圖2-34所示。無(wú)論活塞下行還是上行，油環(huán)都能將氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來(lái)經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。圖2—34油環(huán)的刮油作用a）活塞卜行;h）活塞上行活塞銷(xiāo).活塞銷(xiāo)的功用和特點(diǎn)：連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿?；钊N(xiāo)在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤(rùn)滑條件差，因而要求活塞銷(xiāo)有

足夠的剛度和強(qiáng)度，表面耐磨，質(zhì)量盡可能小。為此，活塞銷(xiāo)通常做成空心圓柱體。.材料：活塞銷(xiāo)的材料一般用低合金滲碳鋼（15Cr或16MnCr5）。對(duì)高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)則采用滲氮鋼。先經(jīng)表面滲碳或滲氮處理以提高表面硬度，并保證心部具有一定的沖擊韌性，然后進(jìn)行精磨和拋光。.分類(lèi)：活塞銷(xiāo)根據(jù)形狀有如下幾種（圖2-35。直通圓柱形孔和圓錐形孔的活塞銷(xiāo)（圖2-34a、b），質(zhì)量較??；中間或單側(cè)封閉的活塞銷(xiāo)（圖2-35、d）適用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，此種結(jié)構(gòu)可以避免掃氣損失；內(nèi)部有塑料芯的鋼套銷(xiāo)（圖2-35e）用于要求不高的汽油機(jī)；成型銷(xiāo)（圖2-34f）用于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。a)b)(0a)b)(0圖2—35活塞銷(xiāo)的形狀a）圓柱形;h）端部呈錐形擴(kuò)展;c）中間封閉式;d）單側(cè)封閉式;e）內(nèi)有塑料芯的鋼套銷(xiāo)；f）成型銷(xiāo)活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔和連桿小頭襯套一般多采用全浮式連接配合，即在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，活塞銷(xiāo)不僅可以在連桿小頭襯套孔內(nèi)，還可以在銷(xiāo)座孔內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng),如圖-36所示?；钊N(xiāo)磨損比較均勻。由于鋁合金的活塞銷(xiāo)座的熱膨脹量大于鋼活塞銷(xiāo)，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)有合適的工作間隙（0.01?0.02mm）,在冷態(tài)裝配時(shí)活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔為過(guò)渡配合。裝配時(shí)，應(yīng)先將鋁活塞放在溫度為70?90℃的水或油中加熱，再將銷(xiāo)裝入。為了防止活塞銷(xiāo)工作時(shí)軸向竄動(dòng)而刮傷氣缸壁,在活塞銷(xiāo)座兩端用卡環(huán)嵌在銷(xiāo)座凹槽中加以軸向定位。圖”而活寒銷(xiāo)連接方式I-連桿小頭襯套門(mén)-拈塞銷(xiāo)小連桿田都連桿.連桿的功用將活塞承受的力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。.要求：連桿在工作時(shí)承受活塞銷(xiāo)傳來(lái)的氣體作用力、活塞連桿組往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力和連桿大頭繞曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用。這些力的大小和方向都是周期性變化的。這就使連桿承受壓縮、拉抻和彎曲等交變載荷。因此要求連桿質(zhì)量盡可能小、有足夠的剛度和強(qiáng)度。.組成：連桿一般用中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成，然后經(jīng)機(jī)械加工和熱處理。連桿由小頭1、桿身10和大頭3（包括連桿蓋6）三部分組成，如圖2-37所示。連桿小頭用來(lái)安裝活塞銷(xiāo)，以連接活塞?；钊N(xiāo)為全浮式的連桿小頭孔內(nèi)裝有青銅襯套或鐵基粉末冶金襯套，工作時(shí)，活塞銷(xiāo)和襯套之間應(yīng)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，為了保證其潤(rùn)滑，在小頭和襯套上鉆出集油孔12或銑出集油槽用來(lái)收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被飛濺上來(lái)的機(jī)油，以便潤(rùn)滑。有的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭采用壓力潤(rùn)滑，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。

12、2-37連桿組1?小小壯桿身3-大去斗N裝配記號(hào)（助前36螺母：6-遮桿蠱17-連桿操隆:a一軸瓦“。連懺體；11襯套“2集油孔連桿桿身通常做成“工”字形斷面，以求在強(qiáng)度和剛度足夠的前提下減輕質(zhì)量。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，為便于安裝，連桿大頭一般做成剖分式的，被分開(kāi)的部分稱(chēng)為連桿蓋，用連桿螺栓緊固在連桿大頭上。連桿蓋與連桿大頭是組合加工的，為了防止裝配時(shí)配對(duì)錯(cuò)誤，在同一側(cè)刻有配對(duì)記號(hào)。大頭孔表面有很高的光潔度，以便與連桿軸瓦（或滾動(dòng)軸承）緊密貼合。連桿大頭上還銑有連桿軸瓦的定位凹坑。有的連桿大頭連同軸瓦還鉆有直徑l?1.5mm小油孔，從中噴出機(jī)油以加強(qiáng)配氣凸輪與氣缸壁的飛濺潤(rùn)滑。h)圖2—38-Ff構(gòu)造圖.懷矣2連懺桿身;3-旌桿大頭出連桿螺釘;5-連桿就;&鐵如7糊口.定位銷(xiāo)⑼連桿卜軸承;io?連桿|軸承;I桿襯a12-集油孔；13集油槽；14-11j鎖螺母；15-軸瓦定位槽.分類(lèi)：（1）連桿大頭按剖分面的方向可分為平切口和斜切口兩種。平切口連桿的剖分面垂直于連桿軸線，如圖2-38b所示。一般汽油機(jī)連桿大頭尺寸都小于氣缸直徑，可以采用平切口。柴油機(jī)的連桿，由于受力較大，其大頭的尺寸往往超過(guò)氣缸直徑。為使連桿大頭能通過(guò)氣缸，便于拆裝，一般采用斜切口連桿，如圖2-38a所示。圖2-39斜切口連桿的定位方式a）止II定位;I,）食筒定位;<.）鋸得定位斜切口式連桿的大頭剖分面與連桿軸線成30°?60°（常用45°）夾角。平切口的連桿蓋與連桿的定位，是利用連桿螺栓上精加工的圓柱凸臺(tái)或光圓柱部分，與經(jīng)過(guò)精加工的螺栓孔來(lái)保證的。斜切口連桿在工作中受到慣性力的拉伸，在切口方向也有一個(gè)較大的橫向分力。因此在斜切口連桿上必須采用可靠的定位措施。（2）斜切口連桿常用的定位方法有：止口定位（圖2-39a）優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是定位不大可靠，只能單向定位，對(duì)連桿蓋止口向外變形或連桿大頭止口向內(nèi)變形均無(wú)法防止。套筒定位（圖2-39b）是在連桿蓋的每一個(gè)螺栓孔中壓配一個(gè)剛度大，而且剪切強(qiáng)度高的短套筒。它與連桿大頭有精度很高的配合間隙，故裝拆連桿蓋時(shí)也很方便。它的缺點(diǎn)是定位套筒孔的工藝要求高，若孔距不夠準(zhǔn)確，則可能因過(guò)定位（定位干涉）而造成大頭孔嚴(yán)重失圓，此外，連桿大頭的橫向尺寸也必然因此而加大。鋸齒定位（圖2-39c）這種定位方式的優(yōu)點(diǎn)是鋸齒接觸面大，貼合緊密，定位可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)是對(duì)齒節(jié)距公差要求嚴(yán)格，否則連桿蓋裝在連桿大頭上時(shí)，中間會(huì)有幾個(gè)齒脫空，不僅影響連桿組件的剛度，并且連桿大頭孔也會(huì)立即失圓。.V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(xiāo)上，故其結(jié)構(gòu)隨安裝布置而不向，V形發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿布置有如下三種形式：（1）并列式連桿布置（圖3—40a）。兩個(gè)相同的連桿一前一后并列的安裝往同一個(gè)曲柄銷(xiāo)上，這種連桿可以通用，結(jié)構(gòu)與單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿相同，只是大頭寬度一般要稍小一些。這種布只因左右氣缸要在軸向錯(cuò)開(kāi)一段距離.致使發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度增加，曲軸的長(zhǎng)度增加，剛度降低。（2）主副連桿布置形式（3—40b）。它是左右兩缸中，一缸采用主連根圖3—40b）中為右缸采用主連桿。它的大頭與曲柄銷(xiāo)相配裝。而另一缸采用副連扦，它的大頭與主連桿上的大頭（或連桿蓋）上的兩個(gè)凸耳用銷(xiāo)作鉸鏈連接。這種結(jié)構(gòu)的連桿在同一個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)，故氣缸中心線位于一平面內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度不增加。缺點(diǎn)是連桿不能互換。（3）叉形造桿布置形式（圖3—40c）。左右兩列氣缸的對(duì)應(yīng)兩個(gè)連桿中，一個(gè)連桿的大頭做成叉形，跨于另一個(gè)連桿的厚度較小的片形大頭兩端。叉形連桿式布置的優(yōu)點(diǎn)是：兩列氣缸中的活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同；左右對(duì)應(yīng)的兩氣缸軸心線不需要在曲軸軸向上錯(cuò)位。其缺點(diǎn)是叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)和制造工藝比較復(fù)雜，而且大頭的剛度也較低。轎車(chē)v形發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用并列連桿布置形式。圖2-40主副連桿，又形連桿和并列由K卜又脛大頭連桿；2一片形大頭連桿；3俏釘?叉形連桿火頭與連桿蓋的緊固螺仃；5片式人頭軸瓦代、-又影大頭軸瓦出片形大頭起桿蓄，9-乂形大小連桿蓋連桿螺栓是一個(gè)經(jīng)常承受交變載荷的重要零件，一般采用韌性較高的優(yōu)質(zhì)合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛制或冷鐓成型。連桿大頭的兩部分用連桿螺栓緊固在一起，連桿大頭安裝時(shí)，必須緊固可靠。連桿螺栓必須以原廠規(guī)定的擰緊力矩，分2-3次均勻地?cái)Q緊。為防止工作時(shí)自動(dòng)松動(dòng)，必須用其他鎖緊裝置緊固，以防止工作時(shí)自動(dòng)松動(dòng)。常采用鎖止裝置，如開(kāi)口銷(xiāo)、雙螺母、螺紋表面鍍銅、自鎖螺母、防松膠等?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)用連桿軸承是由鋼背和減摩層組成的分開(kāi)式薄壁軸承。鋼背由厚l?3mm的低碳鋼制成，是軸承的基體，減摩層是由澆鑄在鋼背內(nèi)圓上厚為0.3?0.7mm的薄層減摩合金制成，減摩合金具有保持油膜，減少摩擦阻力和易于磨合的作用。為適應(yīng)連桿軸承的工作條件，要求減摩合金有足夠的疲勞強(qiáng)度，有良好的抗咬性、順應(yīng)性、嵌藏性，有足夠的結(jié)合強(qiáng)度和良好的耐磨性。如圖2-41所示。圖2-41連桿軸承1-軸承;2-連桿蓋；3-鋼背;4-減摩介金層；5-定位凸唇;6-倒加；7-垃圾槽目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承減摩合金主要有白合金（巴氏合金）、銅鉛合金和鋁基合金，其中巴氏合金軸承的疲勞強(qiáng)度較低，只能用于負(fù)荷不大的汽油機(jī)，而銅鉛合金或高錫鋁合金軸承均具有較高的承載能力與耐疲勞性。含錫量20%以上的高錫鋁合金軸承，在汽油機(jī)和柴油機(jī)上均得到廣泛應(yīng)用。連桿軸承的背面應(yīng)有很高的光潔度。半個(gè)軸承在自由狀態(tài)下并不是半圓形即，Rl>R2當(dāng)它們裝入連桿大頭孔內(nèi)時(shí)，又有過(guò)盈，故能均勻地緊貼在大頭孔壁上及連桿蓋上，具有很好的承受載荷和導(dǎo)熱的能力。這樣可以提高其工作可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。為了防止連桿軸承在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向移動(dòng)，在兩個(gè)連桿軸承的剖分面上，分別沖壓出高于鋼背面的兩個(gè)定位凸唇。裝配時(shí)，這兩個(gè)凸唇分別嵌入在連桿大頭和連桿蓋上的相應(yīng)凹槽中。在連桿軸承內(nèi)表面上還加工有油槽，用以貯油，保證可靠潤(rùn)滑。當(dāng)薄壁軸承使用中減摩性能變壞，間隙過(guò)大時(shí)，應(yīng)直接更換新軸承。2.4曲軸飛輪組一、組成：曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、皮帶輪、正時(shí)齒輪（或鏈條）等組成。如圖2-42所示是曲軸飛輪組的總體結(jié)構(gòu)。圖2—42［川鐘1￡輪組1-起動(dòng)爪，2-銷(xiāo)緊券?阿，3-捫也減振器總我，?皮帶輪，5產(chǎn)油，“C時(shí)內(nèi)輪，7 建他知1軸乩，中,12-飛輪燃栓，13-滑臟唏，14螺碎，15-飛輪,山間”6隅合器溫定位銷(xiāo)，17 .，?、缸上止小記號(hào)用鋼球二、曲軸.曲軸的功用是承受連桿傳來(lái)的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ兀缓笸ㄟ^(guò)飛輪輸出，另外，還用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置（如發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、水泵、轉(zhuǎn)向油泵等）。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，曲軸承受周期性變化的氣體壓力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力和往復(fù)慣性力以及它們的力矩的共同作用，使曲軸承受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。為了保證工作可靠，因此要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，各工作表面要求耐磨而且潤(rùn)滑良好，還必須有很高的動(dòng)平衡要求。.曲軸的結(jié)構(gòu)曲軸一般由前端（自由端）、主軸頸、曲柄、平衡重、連桿軸頸（曲柄銷(xiāo)）和后端（動(dòng)力輸出）組成。由一個(gè)連桿軸頸、和它左右主軸頸組成一個(gè)曲拐。

曲軸的曲拐數(shù)取決于氣缸的數(shù)目和排列方式。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)；V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。按照曲軸的主軸頸數(shù)；可以把曲軸分為全支承曲軸和非全支承曲軸兩種。在相鄰的兩個(gè)曲拐之間，都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱(chēng)為全支承曲軸（圖2-43a）；否則稱(chēng)為非全支承曲軸（圖2-43b）。設(shè)氣缸數(shù)為i，則全支承的主軸頸數(shù)為：i十1。主軸頸數(shù)少于此數(shù)者都稱(chēng)為非全支承的軸。全支承曲軸的優(yōu)點(diǎn)是可以提高曲軸的剛度，并且可減輕主軸承的載荷。其缺點(diǎn)是曲軸長(zhǎng)度較長(zhǎng)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體長(zhǎng)度增加。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)的全支承曲軸，其主軸頸總數(shù)（包括曲軸前端和后端的主軸頸）比氣缸數(shù)多一個(gè)；V型發(fā)動(dòng)機(jī)的全支承曲軸，其主軸頸總數(shù)比氣缸數(shù)的一半多一個(gè)。上海桑塔納、一汽奧迪100型轎車(chē)均采用全支承曲軸。柴油機(jī)也多采用全支承曲軸，這是因?yàn)槠漭d荷較大的緣故。TTTTTT圖2-43曲軸的支承型式示意圖

a）全支承式；b）非全支承式.曲軸的材料曲軸一般都采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼（如45號(hào)鋼）或中碳合金鋼（如45Mn2、40Cr等）模鍛。為了提高曲軸的耐磨性，其主軸頸和連桿軸頸表面上均需高頻淬火或氮化，例如，上海桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸采用優(yōu)質(zhì)50號(hào)中碳鋼模鍛而成。有部分發(fā)動(dòng)機(jī)采用了高強(qiáng)度的稀土球墨鑄鐵鑄造曲軸，但這種曲軸必須采用全支承以保證剛度。.曲軸的構(gòu)造多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸一般做成整體式的（參看圖2-42）。連桿大頭為整體式的某些小型汽油機(jī)或采用滾動(dòng)軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)，必須采用組合式曲軸，即將曲軸的各部分分段加工，然后組合成整個(gè)曲軸，其主軸承可為滾動(dòng)軸承，相應(yīng)地氣缸體必須是隧道式的（參看圖2-3c）。轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多為整體式曲軸。有些曲軸的曲柄銷(xiāo)和主軸頸做成空心的其目的是為減小質(zhì)量和離心力，如圖2-44所示。主軸頸、曲柄銷(xiāo)和軸瓦上都鉆有徑向油孔，這些油孔由斜向的油道相連6。這樣機(jī)油就可以進(jìn)入主軸頸和曲柄銷(xiāo)的工作表面進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)曲柄銷(xiāo)上的油孔與連桿大頭上的油孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，機(jī)油可以從中噴出，對(duì)配氣機(jī)構(gòu)和氣缸壁進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑。

1?主軸翡?￡曲翻浦譙行輅津-Iff南#-租花用15?湘青？7-產(chǎn)”銅-鼻塞油誼『苞除量，II-回他耀鏡］12-西蝌亳平衡重的作用是平衡連桿大頭，連桿軸頸和曲柄等產(chǎn)生的離心慣性力及其力矩，有時(shí)也平衡活塞連桿組的往復(fù)慣性力及其力矩，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。并且還可減小曲軸軸承的負(fù)荷。四缸以上的直列發(fā)動(dòng)機(jī)，雖從整體來(lái)說(shuō)，其慣性力及其力矩是平衡的，但曲軸局部卻受彎矩作用，如圖2—45a所示。圖中慣性力F1=F2=F3=F4,M1-2=M3-4,所以整體上曲軸受力和力矩是平衡的。但從局部上看，1、2缸曲軸和3、4缸曲軸分別受彎矩M1-2和M3-4的作用，兩個(gè)力矩給曲軸造成了彎曲負(fù)荷，會(huì)造成曲軸彎曲并加重軸承的負(fù)荷。為了減輕主軸承負(fù)荷、改善其工作條件，一般都在曲柄的相反方向上設(shè)置平衡重，分別在曲柄的背面設(shè)置平衡重使其產(chǎn)生的力矩與上述慣性力矩M1-2、M3-4相平衡（圖2—45b）。圖2-45曲軸的平衡a）無(wú)平衡重；b）加平衡重Fil?、/Ji曲拐和活塞連桿組的慣性力；？、匕、23、/>.「平衡重的離心力為平衡曲軸的離心力和離心力矩，有時(shí)還用來(lái)平衡一部分活塞連桿組的往復(fù)慣性力。對(duì)于四缸、六缸、八缸和十二缸發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖2-46所示，由于曲拐是對(duì)稱(chēng)布置的，往復(fù)慣性力和離心力是平衡的，從整體上看能相互抵消。但曲軸的局部確受到彎矩的作用。圖2-46序號(hào)6所示，部分曲柄設(shè)置平衡重，如果曲軸支承剛度好，也可不設(shè)置平衡重,CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不設(shè)平衡重。

陽(yáng)厘-儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，輪空1助時(shí)d向口國(guó)土社產(chǎn)”-—曳葉釉4f曲柄#0暗?制精律-平值理?一他稟然一?孔津??鄴蘭?聞一飛輪?■一飛輪甫圖「仁一飛/瑾青竺常推＞逐一變速耨第?軸軸承；3后正軸承軸瓦，小-曲星h】&-止里由?/一中間主軸射燈兀?浦一地至圮氣剪1序一曲主軸承軸瓦,加」空為七:土浦孔7】一上時(shí)至校間熱孔F有的平衡重與曲軸制成一體，如圖2-46所示。有的單獨(dú)制成后再用螺栓固定在曲軸上，稱(chēng)為裝配式平衡重如圖2-47所示。曲軸不論有無(wú)平衡重，都要求進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，對(duì)不平衡的曲軸常在其偏重一側(cè)鉆孔，除去些質(zhì)量。/4/4-A2圖2-47裝配式平衡重曲柄1曲軸；2-螺栓；3-平衡重；4-緊固螺栓焊縫曲軸前端是第一道主軸頸之前的部分，其上裝有驅(qū)動(dòng)配氣凸輪軸的正時(shí)齒輪，或正時(shí)齒形皮帶輪，或鏈輪，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的皮帶輪7以及推力片3等如圖2-48所示。為了防止機(jī)油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端上有一個(gè)甩油盤(pán)，隨著曲軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)被齒輪擠出和甩出來(lái)的機(jī)油落到盤(pán)上時(shí)，由于離心力的作用，被甩到齒輪室蓋的壁面上，再沿壁面流下來(lái)，回到油底殼中。即使還有少量機(jī)油落到甩油盤(pán)前面的曲軸段上，也被壓配在齒輪室蓋上的油封擋住，甩油盤(pán)的外斜面應(yīng)向后，如果裝錯(cuò)，效果將適得其反。即使還有少量機(jī)油落到甩油盤(pán)前面的曲軸軸段上，也被壓配在齒輪室蓋上的油封擋住。為了減小扭振而裝有減振器，在中、小型發(fā)動(dòng)機(jī)的曲

軸前端還裝有起動(dòng)爪，以便必要時(shí)用人力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。［冬］2-48 曲鈿曲靖的結(jié)構(gòu)I、2-沿動(dòng)推力軸，收；3-止攤片-；4-tE時(shí)由輪；5-甩油盤(pán);6-油主寸；7-皮帶輪；8-起動(dòng)爪曲軸后端是最后一道主軸頸之后的部分，有安裝飛輪用的凸縱圖2-49）。為防止機(jī)油向后漏出，在曲軸后端通常切出回油螺紋或其他封油裝置?；赜吐菁y可以是梯形的或矩形的，其螺旋方向應(yīng)為右旋?；赜吐菁y的工作原理如圖2-50。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，流到回油螺紋槽中的機(jī)油也被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闄C(jī)油本身有粘性，所以受到機(jī)體后蓋孔壁的摩擦阻力Fr。Fr可分解為平行于螺紋的分力Fr1和垂直于螺紋的分力Fr2。機(jī)油在Fr1的作用下，順著螺紋槽道被推送向前，流回油底殼。圖2-居 Egg1型汽訓(xùn)機(jī)曲軸的后端I熱嚷座遨，用油盤(pán)3間施爆線斗飛輪出曲輪螺槍心曲軸凸綠鉆冰埴料油封：上“承盅圖京50㈣油螺紋的封湖原理.曲軸軸向定位為阻止車(chē)輛行駛時(shí)，離合器經(jīng)常結(jié)合與分離和帶錐齒輪驅(qū)動(dòng)時(shí)施加于曲軸上的軸向力以及在上、下坡行駛或突然加速、減速出現(xiàn)的軸向力作用而有軸向竄動(dòng)的趨勢(shì)，曲軸軸向竄動(dòng)將破壞曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件的正確相對(duì)位置，曲軸必須有軸向定位，以保證曲柄連桿機(jī)構(gòu)的正常工作，但也應(yīng)允許曲軸受熱后能自由膨脹。曲軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)件，必須與其固定件之間有一定的軸向間隙。曲軸軸向定位是通過(guò)止推裝置實(shí)現(xiàn)的，只能有一處設(shè)置軸向定位裝置。止推裝置有翻邊軸瓦、止推片、止推環(huán)和軸向止推滾珠軸承等多種形式如圖2—51a、b、c、d。翻邊軸瓦（圖2—51a）放在曲軸的某一主軸承內(nèi)，靠翻邊軸瓦兩外側(cè)表面的減摩合金層（與軸瓦內(nèi)表面的合金層相同）減低與軸頸端面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力并可擋住曲軸的左、右竄動(dòng)。翻邊軸瓦工藝復(fù)雜，成本高，現(xiàn)巳很少采用。止推片（圖2—51b）是外側(cè)有減摩合金層的半環(huán)狀鋼片，裝在機(jī)體或主軸承蓋的槽內(nèi)為防止止推片的轉(zhuǎn)動(dòng)，止推片上有凸起卡在槽內(nèi)，止推片用4片，也可用2片。當(dāng)止推裝置放在曲軸第一主軸頸（曲軸自由端）上時(shí)，可采用兩個(gè)帶有減摩合金層的止推鋼環(huán)的形式（圖2—51c）。因?yàn)樗蓮那S端部直接套入主軸頸上。為防止止推轉(zhuǎn)動(dòng)，止推環(huán)上有止轉(zhuǎn)銷(xiāo)孔與主軸承蓋上的止轉(zhuǎn)銷(xiāo)相配合。安裝止椎環(huán)時(shí)鋼背應(yīng)面向機(jī)體與軸承蓋。止推片與止推環(huán)廣泛用于內(nèi)燃機(jī)曲軸止推。

⑷ 切 口 3J酈-51 曲軸靜止推稠邊痂止推片止摧壞武心做向北推犍球摘承...曲軸徑向密封曲軸徑向密封環(huán)安放在曲軸的自由端（前端）和飛輪端（功率輸出端）。其作用是防止內(nèi)燃機(jī)機(jī)體內(nèi)的機(jī)油外溢和水（汽）與灰塵進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。典型的車(chē)用內(nèi)燃機(jī)曲軸徑向密封環(huán)如圖2—52所示，由金屬保持架1,橡膠密封體12和拉力彈簧圈11三部分組成。橡膠密封體的幾何形狀及尺寸必須精心設(shè)計(jì)與制造。它與曲軸軸頸的密封寬度，即密封唇，為0.1?0.2mm,空氣側(cè)密封角0約為25°,油側(cè)密封角a比外側(cè)角約大20°。拉簧作用平面與密封剩余邊的外偏距離，即彈簧杠桿臂，h=0.05~1mm。保護(hù)唇的作用是防止水（或汽）與灰塵進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。平時(shí)，它處于閉合狀態(tài)。當(dāng)曲軸受熱時(shí)，保護(hù)唇張開(kāi)，使保護(hù)唇與密封唇之間不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓。橡膠密封體靠自身的彈力與拉簧的拉力將密封唇壓在曲鈾軸頸上，以保證一定的徑向密封力。圖2-的曲軸徑向密封環(huán)及結(jié)構(gòu)參數(shù)GO保護(hù)唇在外；保護(hù)唇在內(nèi)（逆向）；（c）保護(hù)唇在內(nèi)《順向》IGO結(jié)構(gòu)細(xì)部.

I一金屬保持架+2—保護(hù)唇.3—輔助密封棱邊s4一彈簧作用平面;5—彈簧杠桿臂.

6一空氣側(cè)門(mén)一機(jī)油儲(chǔ);8—密封面;9一密封棱邊,10一密封唇；11一拉簧；12—密封體。

”一軸側(cè)密封角.盧一空氣翻密封題.當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油通過(guò)密封處的環(huán)隙流向機(jī)體內(nèi)，反之則不能。密封環(huán)裝反不但不能密封，反而往外泵油。密封環(huán)除了密封作用外，它還能在接觸處動(dòng)態(tài)積存機(jī)油，起到冷卻與自潤(rùn)滑作用。常用的橡膠密封體有硅橡膠氟橡膠和密封性能更佳的聚四氟乙烯（PTFE）徑向密封環(huán)。.多曲拐的布置曲軸的形狀和各曲拐的相對(duì)位置取決于缸數(shù)、氣缸排列方式和發(fā)火次序。在安排多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序時(shí)，應(yīng)使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸承的載荷，同時(shí)避免可能發(fā)生的進(jìn)氣重疊現(xiàn)象（即相鄰兩缸進(jìn)氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟）以免影響充氣；發(fā)火間隔應(yīng)力求均勻，在發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，每個(gè)氣缸應(yīng)作功一次，而且各缸發(fā)火的間隔時(shí)間（以曲軸轉(zhuǎn)角表示，稱(chēng)為發(fā)火間隔角）應(yīng)力求均勻。對(duì)缸數(shù)為i的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)而言，發(fā)火間隔角為720°/i時(shí)，即曲軸每轉(zhuǎn)720°/i時(shí)，就應(yīng)有一缸作功，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。常用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置和發(fā)火次序如下：四沖程直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火次序——發(fā)火間隔角應(yīng)為720°/4=180°。其曲拐布置如圖2-53所示，四個(gè)曲拐布置在同一平面內(nèi)。發(fā)火次序有兩種可能的排列法，即1—2—4—3或1—3--4—2,它們的工作循環(huán)如表2-1、2-2所示。2-3圖2-53直列四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布K筒圖曲輸轉(zhuǎn)電.第?一缸第二包第三就第陽(yáng)缸。?網(wǎng)|^|壓需排氣強(qiáng)氣1物?3醺排氣除進(jìn)氣正雄35gsG遇氣悻氣法聚(gg5M7如聚瑞進(jìn)氣相功排氣表左2四缸髭工作慌壞會(huì)（發(fā)火次序：1一打7—2）曲注料角第一缸第二機(jī)；第三就索四怔畫(huà)怦氣國(guó)第進(jìn)氣?進(jìn)氣.■國(guó)任縮幽?豳迸氣壓港排氣庖54g7或壓縮畫(huà)進(jìn)氣辰飛四沖程直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火次序——發(fā)火間隔角應(yīng)為720°/6=120°。這種曲拐布置如圖2-54所示，六個(gè)曲拐分別布置在三個(gè)平面內(nèi)，各平面夾角為1200。曲拐的具體布置有兩種方案，第一種發(fā)火次序是：1—5—3—6--2--4,這種方案應(yīng)用較普遍，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火次序都用這種，其工作循環(huán)在表2-3列出，另一種發(fā)火次序是：1--4--2—6—3—5。圖2-55直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)連桿軸頸布置（曲拐布置》?23六缸機(jī)工作循環(huán)表（發(fā)火次序；1—5—3—6—2—4）曲軸轉(zhuǎn)南《，）第一缸第二缸第三缸第四缸第五fil第六缸00~180 60120 排氣進(jìn)氣砌壓縮?進(jìn)氣■壓解排氣進(jìn)氣&縮18U240---180—360300 排氣進(jìn)氣ffi縮.作坊推氣360420 360-540<480 進(jìn)氣國(guó)jj排氣!ifE縮i耐進(jìn)氣540600———540-720壓縮排氣進(jìn)氣ibbu,■720排一氣1作功壓縮i.四沖程V型八缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火次序一一缸數(shù)i=8,所以發(fā)火間隔角應(yīng)為720°/8=90°。V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列中相對(duì)應(yīng)的一對(duì)連桿共用一個(gè)曲拐”所以V型八缸機(jī)只有四個(gè)曲拐，其布置可以與四缸機(jī)一樣，四個(gè)曲拐布置在同一平面內(nèi)，也可以布置在兩互相錯(cuò)開(kāi)90?的平面內(nèi)，如圖2-55所示，這樣可使發(fā)動(dòng)機(jī)得到更好的平衡性。發(fā)火次序?yàn)?—8—4--3-6--5—7—2，其工作循環(huán)如表2-4所示。4圖5sV型八缸發(fā)動(dòng)機(jī)的空間曲拐四行程V班八打發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)賽（工作順序1—5-4—8—6—3—7—2） 表2-4曲軸轉(zhuǎn)角）第一缸第五缸第明缸第八缸第六缸第三位'第七版匚?第二缸01 9C—180作功壓篦壓縮進(jìn)氣進(jìn).排氣排氣1作功..15壓境進(jìn)氣進(jìn)氣排氣1801 270—360排氣琰縮rd進(jìn)氣排氣進(jìn)氣作功壓晶壓顰360； 450——5405401 630——720,進(jìn)弋,壓縮排氣—排氣壓縮作功作期I進(jìn)氣排F作功壓縮進(jìn)氣作功排氣2.4.2曲軸扭轉(zhuǎn)減振器在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，