第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)課件

第二章

機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述機(jī)體組曲炳連桿機(jī)構(gòu)第二章 機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述1§1概述一、功用

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(guò)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。二、組成1、機(jī)體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組§1概述一、功用2三、工作條件承受機(jī)械載荷：1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力2、汽車行駛中產(chǎn)生的沖擊力。三、工作條件承受機(jī)械載荷：3§2機(jī)體組發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐。組成：氣缸蓋、氣缸體、氣缸墊、曲軸箱、油底殼?！?機(jī)體組發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐。4§2機(jī)體組機(jī)體組組成：曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼氣缸蓋罩§2機(jī)體組機(jī)體組組成：曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油5一、機(jī)體1、機(jī)體:水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為機(jī)體。材料一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵或鋁合金鑄造。2、機(jī)體的分類：

一、機(jī)體1、機(jī)體:水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱6名稱性能應(yīng)用

一般式（平底式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)，90系列柴油機(jī)。龍門(mén)式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機(jī)上

。油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。機(jī)體上曲軸的主軸承孔為整體式。（1）按機(jī)體與油底殼安裝平面位置不同分為

名稱性能應(yīng)用一般式（平底式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)7（2）根據(jù)冷卻方式不同1、水冷2、風(fēng)冷散熱片風(fēng)冷機(jī)體和氣缸蓋（2）根據(jù)冷卻方式不同1、水冷散熱片風(fēng)冷機(jī)體和氣缸蓋8（3）根據(jù)氣缸的排列方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。（3）根據(jù)氣缸的排列方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高9高度小，總體布置方便。對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)高度小，總體布置方便。對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)10（4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。2、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類型構(gòu)造性能及應(yīng)用整體式氣缸直接鏜在氣缸體上強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣缸體內(nèi)。降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽命。（4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜11（5）干缸套和濕缸套名稱特點(diǎn)示意圖干缸套外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚1~3mm。濕缸套外壁直接與冷卻水接觸。壁厚5~9mm。強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易漏水。性能如何？（5）干缸套和濕缸套名稱特點(diǎn)示意圖干缸套外壁不直接與冷卻水接12第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件13二、曲軸箱1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來(lái)安裝曲軸的部分。2、結(jié)構(gòu)：上軸箱

與氣缸體鑄成一體

下軸箱

貯存潤(rùn)滑油（油底殼）3、材料：薄鋼板沖壓桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼二、曲軸箱1、概念：桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼14三、氣缸蓋1、功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。2、工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)猓猿惺艿臒嶝?fù)荷很大。3、材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金（目前國(guó)產(chǎn)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋均采用鋁合金缸蓋）。三、氣缸蓋1、功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃15第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件16氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞174、汽油機(jī)燃燒室名稱

特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高桑塔納

夏利

富康楔形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)切諾基盆形工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃燒室捷達(dá)奧迪4、汽油機(jī)燃燒室名稱特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊185、柴油機(jī)燃燒室5、柴油機(jī)燃燒室19第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件20統(tǒng)一式：相對(duì)散熱面積小，經(jīng)濟(jì)性好，工作粗暴。分隔式：相對(duì)散熱面積大，經(jīng)濟(jì)性差，工作柔和，排放低。統(tǒng)一式：相對(duì)散熱面積小，經(jīng)濟(jì)性好，工作粗暴。21四、氣缸墊1、功用：安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。2、材料：有彈性、耐熱性、耐壓性3、安裝時(shí)注意方向四、氣缸墊1、功用：安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣22缸蓋螺栓拆裝方法：安裝：由內(nèi)向外，對(duì)稱擰緊。拆卸：由外向里，對(duì)稱擰松。缸蓋螺栓拆裝方法：23§3曲柄連桿機(jī)構(gòu)一、功用及組成?功用是將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用在活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。?組成：活塞組、連桿組、曲軸飛輪組的零件§3曲柄連桿機(jī)構(gòu)一、功用及組成24氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋活塞連桿組氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋活塞連桿組25（一）活塞1、功用：承受氣體壓力，并通過(guò)活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2、工作環(huán)境：

高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600~700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到10m/s，承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_(dá)3~5MPa（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3、材料：

鋁合金：質(zhì)量小

導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)A剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力二、

活塞組（一）活塞活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)A剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。263、結(jié)構(gòu)（1）活塞頂部功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體

壓力。3、結(jié)構(gòu)27活塞頂分類形狀示意圖平頂凸頂凹頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過(guò)程。凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門(mén)?；钊敺诸愋螤钍疽鈭D平頂凸頂凹頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積28（2）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3、將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：活塞銷孔（2）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。氣環(huán)槽29（3）活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。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，防治破壞油膜。（3）活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括30裙部表面的保護(hù)1）鍍錫油膜破壞時(shí)，起潤(rùn)滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油機(jī)）易脆斷可加速磨合，自潤(rùn)滑。3）表面粗糙化有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機(jī)油潤(rùn)滑。裙部表面的保護(hù)1）鍍錫31（4）活塞形狀工作時(shí)，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹量較大。所以在生產(chǎn)時(shí)先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。銷座方向裙部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形工作時(shí)向里變形桶形不受壓力的部分，去掉后可以減輕質(zhì)量。（4）活塞形狀工作時(shí)，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較32第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件33開(kāi)槽活塞（汽油機(jī)）絕熱槽膨脹槽圓槽開(kāi)槽活塞（汽油機(jī)）絕熱槽膨脹槽圓槽34第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件35第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件36活塞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)：活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。上小下大的圓錐。裙部開(kāi)槽。采用恒范鋼片、雙金屬活塞?；钊Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)：活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。37（二）活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤(rùn)滑。平均壽命：6萬(wàn)公里（1）氣環(huán)作用：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。密封原理：活塞環(huán)開(kāi)口相互錯(cuò)開(kāi)，形成迷宮式漏氣通道。開(kāi)口端隙一般為0.2~0.8mm，端隙過(guò)大，漏氣嚴(yán)重；端隙過(guò)小，活塞環(huán)受熱后易卡死或折斷。切口氣環(huán)（二）活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。切口氣環(huán)38第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件39氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)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。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于40第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件41氣環(huán)的泵油作用氣環(huán)的泵油作用42氣環(huán)的泵油作用演示氣環(huán)的泵油作用演示43扭曲環(huán)安裝：內(nèi)圓切槽朝上，外圓切槽朝下。切口錯(cuò)開(kāi)。扭曲環(huán)安裝：44（2）油環(huán)種類普通油環(huán)（槽孔式、槽孔撐環(huán)式）組合式油環(huán)示意圖刮油片軸向襯環(huán)徑向襯環(huán)刮油片（2）油環(huán)種類普通油環(huán)（槽孔式、槽孔撐環(huán)式）組合式油環(huán)示意圖45油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用46氣環(huán)的泵油作用演示氣環(huán)的泵油作用演示47（三）活塞銷作用：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。構(gòu)造：

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。（三）活塞銷作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力48活塞銷的連接方式連桿活塞銷全浮式半浮式活塞銷的連接方式連桿活塞銷全浮式半浮式49活塞銷的偏置使活塞從壓縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過(guò)渡到另一邊，減少敲缸的聲音。活塞銷的偏置使活塞從壓縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過(guò)渡50三、連桿組作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。要求：足夠的抗疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度，質(zhì)量應(yīng)盡量小。材料：連桿體和連桿蓋由優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼模鍛或輥鍛而成，連桿螺栓由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成。連桿組件構(gòu)造分解圖組成：連桿大頭、小頭、桿身三、連桿組作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓連桿組件51V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式52連桿軸瓦定位凸鍵油槽潤(rùn)滑減磨合金層連桿軸瓦定位凸鍵油槽潤(rùn)滑減磨合金層53連桿大頭的連接形式平分式斜分式連桿大頭的連接形式平分式斜分式54四、

曲軸飛輪組一）、曲軸飛輪組的組成起動(dòng)爪正時(shí)齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸四、曲軸飛輪組一）、曲軸飛輪組的組成起動(dòng)爪正時(shí)齒輪主55二）、曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。還用來(lái)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、工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。3、材料：45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成。二）、曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外564、結(jié)構(gòu)：前端軸連桿軸頸曲軸軸頸后端軸平衡重曲拐曲拐：由一個(gè)連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲柄4、結(jié)構(gòu)：前端軸連桿軸頸曲軸軸頸后端軸平衡重曲拐曲拐：由一個(gè)57曲軸組成：曲軸前端、曲拐、平衡重、曲軸后端曲軸后端：功率輸出端曲軸前端：自由端曲軸組成：曲軸前端、曲拐、平衡重、曲軸后端58第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件59桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組60三）、曲拐的布置1、一般規(guī)律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)平穩(wěn)。2）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。3）V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。4）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。三）、曲拐的布置1、一般規(guī)律612、常見(jiàn)曲軸曲拐的布置1）四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置2、常見(jiàn)曲軸曲拐的布置1）四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置62第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件63第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件642）四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。發(fā)火間隙：按點(diǎn)火順序相鄰兩缸點(diǎn)火的間隙（以曲軸的轉(zhuǎn)角計(jì)）。1-3-4-2；1-2-4-3。2）四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序65第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件663）直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置點(diǎn)火順序：1-5-3-6-2-4；1-4-2-6-3-5。3）直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置點(diǎn)火順序：67第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件68第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件69四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序70第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件71第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件72某發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)是6100Q汽油機(jī)，其作工順序?yàn)?-5-3-6-2-4，問(wèn)：（1）該發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的含義是什么？（2）該發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火（作功）間隙角是多少°CA？（3）當(dāng)?shù)诙孜挥谶M(jìn)氣下止點(diǎn)時(shí)，其余各缸分別在什么位置？

某發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)是6100Q汽油機(jī)，其作工順序?yàn)?-5-3-673第二章機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)ppt課件74四）、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器（一）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)自由扭轉(zhuǎn)振動(dòng)強(qiáng)迫扭轉(zhuǎn)振動(dòng)共振功率損失、曲軸扭轉(zhuǎn)變形甚至扭斷、正時(shí)齒輪產(chǎn)生沖擊噪聲等臨界轉(zhuǎn)速：發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速四）、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器（一）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)共振功率損失、曲軸扭轉(zhuǎn)變形75（二）扭轉(zhuǎn)減振器

皮帶盤(pán)慣性盤(pán)橡膠墊減振器圓盤(pán)皮帶輪轂曲軸前端功用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，力圖保持等速轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性盤(pán)便與橡膠層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從而消耗了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)