曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆裝與調(diào)整,主要教學(xué)內(nèi)容：,1.機(jī)體組拆裝2.活塞連桿組拆裝3.曲軸飛輪組拆裝,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用：,（1）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。（2）實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。（3）驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)本身各輔助機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。,曲柄連桿機(jī)構(gòu)總體構(gòu)造,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基本組成,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件,在高溫、高壓、高速、有化學(xué)腐蝕的條件下工作。,曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析,曲柄連桿機(jī)構(gòu)自身產(chǎn)生的作用力：（1）氣體壓力（2）往復(fù)慣性力（3）離心力（4）摩擦力曲柄連桿機(jī)構(gòu)受到外部的作用力汽車行駛中產(chǎn)生的沖擊力,氣體壓力,FP活塞所受氣體壓力T曲軸轉(zhuǎn)矩,往復(fù)慣性力、離心力、摩擦力,Fj往復(fù)慣性力Fc離心力,第一部分機(jī)體組拆裝,機(jī)體組的組成,機(jī)體組的功用,機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。,一、氣缸體,1、氣缸體的結(jié)構(gòu)型式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱通常鑄成一體，稱為氣缸體-曲軸箱，簡稱氣缸體。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱通常分開鑄造。,2、氣缸體的工作條件和性能要求,工作條件：受氣體熱負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)慣性力、沖擊力、螺栓預(yù)緊力等。性能要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，良好的耐熱性和耐蝕性。,3、氣缸體的結(jié)構(gòu)形式,按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分,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,氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。,三種不同形式氣缸體結(jié)構(gòu)比較,4、氣缸的排列型式,對置式發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況,氣缸排列方式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較,高度小，總體布置方便。轎車中應(yīng)用不多,縮短了機(jī)體的長度和高度，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。六缸以上發(fā)動(dòng)機(jī)使用,結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長度和高度較大，應(yīng)用最多,5、氣缸體材料,（1）灰鑄鐵用于水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用最多。（2）球墨鑄鐵用于強(qiáng)化柴油機(jī)。（3）鋁合金用于風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)或小型汽油機(jī)。,二、氣缸與氣缸套,氣缸,氣缸,1、氣缸的功用,（1）組成氣缸容積和燃燒室。（2）引導(dǎo)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（3）承受活塞的側(cè)壓力。（4）散熱。,2、對氣缸的要求,（1）具有足夠的強(qiáng)度和剛度。（2）良好的耐熱性和耐蝕性。（3）高精度內(nèi)表面。,3、氣缸的結(jié)構(gòu)形式,（1）整體式：氣缸直接鏜在氣缸體上。（2）鑲嵌式：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)。,無氣缸套濕式缸套普通干式缸套可卸干式缸套,兩種形式氣缸比較,4、氣缸套,氣缸套作用：單獨(dú)鑄造、具有很好的耐磨性，可以延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命,氣缸套結(jié)構(gòu)形式,（1）干式缸套缸套外表面不與冷卻水接觸。（2）濕式缸套缸套外表面與冷卻水直接接觸。,兩種形式氣缸套比較,氣缸套材料鑄鐵,三、氣缸蓋,1、氣缸蓋功用,（1）與氣缸、活塞等共同組成燃燒室。（2）密封。（3）支承、安裝發(fā)動(dòng)機(jī)部分零部件。,2、氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式,（1）整體式用于中小型發(fā)動(dòng)機(jī)，大多數(shù)汽油機(jī)采用。（2）分體式用于缸徑較大的柴油機(jī)，部分汽油機(jī)。,整體式氣缸蓋分體式氣缸蓋,氣缸蓋的結(jié)構(gòu),氣缸蓋內(nèi)部也有冷卻水套，氣缸蓋上有氣缸蓋螺栓孔，冷卻水孔，進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔，進(jìn)、排氣通道等。氣缸蓋是一個(gè)復(fù)雜的鑄件。,3、氣缸蓋材料,（1）灰鑄鐵或合金鑄鐵（2）鋁合金,4、燃燒室形狀,幾種形狀燃燒室比較,四、氣缸墊,1、氣缸墊的功用,密封氣缸蓋與機(jī)體的結(jié)合面。2、要求（1）有一定的彈性、延展性。（2）有足夠的強(qiáng)度。（3）耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好。,3、氣缸墊的材料及結(jié)構(gòu),（1）金屬夾石棉（2）金屬骨架石棉墊（3）純金屬墊（4）耐熱密封膠,五、氣缸蓋螺栓,1、功用連接并緊固氣缸體與氣缸蓋。2、材料合金調(diào)質(zhì)鋼（高強(qiáng)度螺栓）3、要求（1）分布均勻。（2）裝配時(shí)由中間向兩邊對稱交叉分23次擰緊，最后一次擰緊至規(guī)定扭矩。拆卸時(shí)按相反的順序。,氣缸蓋螺栓,六、油底殼,1、作用貯存機(jī)油、封閉曲軸箱。2、材料薄鋼板沖壓或鋁合金鑄造。,發(fā)動(dòng)機(jī)的支承,各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)支承,第二部分活塞連桿組拆裝,活塞連桿組的組成,活塞連桿組功用,（1）將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩。,一、活塞,1、活塞的功用,（1）與氣缸、氣缸蓋組成燃燒室。（2）承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。,2、活塞的工作條件,高溫、高壓、高速、散熱條件差、慣性力大。,3、要求,（1）剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。（2）導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損。（3）質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力。,4、活塞的材料,（1）鋁合金質(zhì)量小，強(qiáng)度大，導(dǎo)熱性好。（2）灰鑄鐵承壓能力強(qiáng)。少數(shù)高強(qiáng)度柴油機(jī)采用。,5、活塞的結(jié)構(gòu),活塞頂部：,位置第一道活塞環(huán)槽以上部分。功用燃燒室的組成部分，承受氣體壓力。,活塞頂部,汽油機(jī)活塞頂部的形狀,柴油機(jī)活塞頂部的形狀,活塞頭部（防漏部）：,位置活塞環(huán)槽以上的部分。功用承受氣體壓力，安裝活塞環(huán)，傳熱。,活塞頭部,活塞裙部：,位置油環(huán)環(huán)槽以下部分。功用導(dǎo)向，承受側(cè)壓力。,活塞裙部,活塞裙部受力狀況,活塞的變形,錐形活塞的變形,制造時(shí),變形后,工藝一上小下大活塞,工藝二活塞裙部橢圓形,工藝三雙金屬活塞,工藝四拖板活塞,二、活塞環(huán),1、活塞環(huán)的類型,（1）氣環(huán)（2）油環(huán),2、活塞環(huán)的功用,氣環(huán)的功用：密封，傳熱。油環(huán)的功用：布油潤滑，輔助密封。,3、活塞環(huán)的工作條件,高溫、高壓、高速、潤滑條件極差。活塞環(huán)的平均壽命6萬公里。,（一）氣環(huán),1、氣環(huán)的密封第一密封面活塞環(huán)直徑大于氣缸直徑，裝入后產(chǎn)生彈性貼緊在氣缸壁上而形成。加強(qiáng)密封竄入環(huán)槽的少量氣體作用在環(huán)的背面（背隙處），加強(qiáng)了第一密封面作用。第二密封面竄入環(huán)槽的少量氣體作用在環(huán)槽底面，形成第二密封面。,氣環(huán)的密封原理,2、活塞環(huán)的間隙,3、氣環(huán)的斷面形狀,各種斷面形狀氣環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)分析,4、氣環(huán)的泵油作用,氣環(huán)的泵油原理,氣環(huán)的泵油作用是有害的,（二）油環(huán),1、油環(huán)的刮油作用,油環(huán)的刮油作用是有利的。,2、油環(huán)的種類,常見的油環(huán)有整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。目前廣泛應(yīng)用的是組合式油環(huán)。組合式油環(huán)一般由三個(gè)刮油鋼片和兩個(gè)彈性襯環(huán)組成，軸向襯環(huán)夾裝在第二、三刮油鋼片之間，徑向襯環(huán)使三片刮油鋼片壓緊在氣缸壁上。,結(jié)構(gòu)簡單，易加工，成本低,與氣缸壁接觸壓力高，適應(yīng)性好，刮油效果強(qiáng)，但成本高,3、油環(huán)的結(jié)構(gòu)型式,三、活塞銷,1、活塞銷功用,連接活塞和連桿，把活塞所受的力傳給連桿。,2、活塞銷工作條件,（1）承受大小和方向都不斷變化的沖擊性載荷。（2）潤滑條件差。（3）工作溫度高。3、對活塞銷的要求強(qiáng)度高、剛度大、韌性強(qiáng)、耐磨性高、重量輕。,4、活塞銷材料,低碳鋼或低合金鋼，表面滲碳或滲氮處理。,5、活塞銷結(jié)構(gòu)厚壁空心圓柱體,活塞銷結(jié)構(gòu)類型,6、活塞銷連接方式,活塞銷連接方式比較,（1）全浮式活塞銷發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作溫度下工作時(shí)，活塞銷與活塞銷座孔、活塞銷與連桿小頭都是間隙配合，活塞銷處于“浮動(dòng)”狀態(tài)。（活塞銷需要軸向定位）（2）半浮式活塞銷發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作溫度下工作時(shí)，活塞銷固定在連桿小頭中或活塞銷固定在活塞銷座孔中，活塞銷處于“半浮動(dòng)”狀態(tài)。（活塞銷不需要軸向定位）,四、連桿,1、連桿的功用,（1）將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）將活塞承受的力傳給曲軸。,2、連桿的工作條件,承受復(fù)雜的交變應(yīng)力。3、對連桿的要求足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，質(zhì)量盡量要小。,4、連桿的組成,（一）連桿體與連桿蓋,1、組成構(gòu)造,2、連桿的材料,合金調(diào)質(zhì)鋼、鍛造鎂合金、稀土鎂球鐵,3、連桿小頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn),短圓筒形，內(nèi)壓減摩的連桿襯套。,4、連桿桿身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),連桿桿身做成“工”字形斷面。,5、連桿大頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),連桿大頭一般做成剖分式，連桿體與連桿蓋組合鏜孔，內(nèi)裝連桿軸承。,連桿體與連桿蓋剖分面形式,（1）平切口多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用。（2）斜切口部分柴油機(jī)或少數(shù)強(qiáng)化汽油機(jī)。,連桿體與連桿蓋的定位方式,平切口連桿大頭定位方式連桿螺栓定位。,斜切口連桿大頭定位方式,6、連桿體與連桿蓋的安裝要求,（1）配對加工，配對安裝。（2）不可裝反。（3）不同氣缸，不可錯(cuò)亂。,7、V形發(fā)動(dòng)機(jī)連桿結(jié)構(gòu),并列式,主副式,叉式,（二）連桿螺栓,1、連桿螺栓的材料優(yōu)質(zhì)合金鋼,2、連桿螺栓的裝配要求,分23次均勻地?cái)Q緊，最后擰緊至規(guī)定扭矩。3、連桿螺栓的防松措施防松膠、自鎖螺母、自鎖螺栓、雙螺母、螺紋表面鍍銅等。,（三）連桿軸承（俗稱“小瓦”）,1、連桿軸承的功用使連桿軸頸與連桿大頭間保持良好的配合，減小摩擦，加速磨合。,2、連桿軸承的工作條件,（1）承受交變載荷。（2）高速摩擦。（3）低速大負(fù)荷時(shí)潤滑條件差。,3、連桿軸承的組成構(gòu)造,連桿軸承一般采用滑動(dòng)軸承，部分采用滾動(dòng)軸承。連桿軸承一般由瓦座和軸瓦兩部分組成。（1）瓦座由軸承座和軸承蓋組成。（2）軸瓦由13mm的低碳鋼背和0.30.7mm的減摩合金層組成。,對鋼背的要求：,（1）足夠的強(qiáng)度和剛度。（2）一定的彈性。,對減摩合金層的要求：,（1）良好的減摩性能。（2）良好的耐蝕性。（3）足夠的結(jié)合強(qiáng)度。,4、連桿軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),（1）鋼背表面粗糙度較低。（2）軸瓦內(nèi)表面表面粗糙度較低。（3）軸瓦有定位唇與瓦座定位槽定位。（4）軸瓦在自由狀態(tài)下有一定的自由彈勢。（5）軸瓦與瓦座過盈配合。,第三部分曲軸飛輪組拆裝與調(diào)整,曲軸飛輪組的組成,曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、正時(shí)帶輪（齒輪）、驅(qū)動(dòng)帶輪、扭轉(zhuǎn)減振器等組成。,一、曲軸,曲軸的功用,承受連桿傳來的力，并由此造成繞其本身軸線的力矩，并對外輸出轉(zhuǎn)矩。,曲軸的材料及加工工藝,材料：采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼、中碳合金鋼或球墨鑄鐵。,曲軸的結(jié)構(gòu),曲軸組成：（1）曲軸前端、（2）若干曲拐、（3）曲軸后端,5、曲軸的分類,按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種,按曲軸的支承形式分,曲軸內(nèi)部結(jié)構(gòu),7、曲軸的平衡,（1）曲軸自身平衡平衡重,平衡重,平衡重平衡原理,8、曲軸曲拐的布置,曲拐布置的一般規(guī)律：（1）連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)一些，以減輕主軸承的載荷。（2）作功間隔應(yīng)力求均勻，也就是說，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)氣缸都應(yīng)發(fā)火作功一次。,四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置,四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程,直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置,六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程,曲軸的軸向定位,曲軸軸向定位的目的防止曲軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。曲軸軸向定位方法：（1）翻邊軸瓦（2）止推片,采用翻邊軸瓦,采用止推片,止推墊片,