1、第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)本章講述內(nèi)容：功用及組成汽缸體與曲軸箱組活塞連桿組曲軸飛輪組曲柄連桿機(jī)構(gòu)的維護(hù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的檢修曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障診斷一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用及組成功用：把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)化為曲軸的轉(zhuǎn)矩，向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。組成：氣缸體與曲軸箱組：主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸襯墊和油底殼等；活塞連桿組：主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等；曲軸飛輪組：主要包括曲軸、飛輪和扭轉(zhuǎn)減振器等。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成框圖工作條件 高溫：最高可達(dá) 2500K以上 高壓：最高可達(dá) 3MPa5MPa 高速：最高可達(dá) 3000 r/min6000 r/min 化學(xué)腐蝕：可燃混合氣和燃燒廢

2、氣直接接觸機(jī)件。 二、氣缸體與曲軸箱組曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼組成氣缸體：發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱，簡(jiǎn)稱氣缸體。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。氣缸的工作條件：高溫、高壓，并且有活塞在其中做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣缸體氣缸體的分類1、按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分：名稱性能應(yīng)用 一般式（平分式）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

3、。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。氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。氣缸體的分類2、根據(jù)冷卻方式不同分：風(fēng)冷、水冷氣缸體的分類3、根據(jù)氣缸的排列方式分：直列式：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。V型：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。對(duì)置式：高度小，總體布置方便。直列式V型對(duì)置式氣缸體影片氣缸體的分類4、氣缸套有兩種結(jié)構(gòu)：干式缸套和濕式缸套。干式缸套：外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚13mm。特點(diǎn)：強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。濕式缸套：外壁直接與冷卻水接觸。壁厚59

4、mm。特點(diǎn)：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。氣缸套影片氣缸蓋與氣缸襯墊氣缸蓋罩氣缸蓋氣缸墊襯墊安裝火花塞氣缸蓋影片氣缸蓋功用：密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。結(jié)構(gòu)：氣缸蓋內(nèi)部有與氣缸體相通的冷卻水套，應(yīng)有進(jìn)、排氣門座及氣門導(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)），有些還有用以安裝凸輪軸的軸承孔。材料： 灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金。 類型：?jiǎn)误w氣缸蓋、整體氣缸蓋。燃燒室名稱 特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程短、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

5、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)、奧迪氣缸墊功用：保證燃燒室的密封。類型：金屬-石棉氣缸墊；實(shí)心金屬片氣缸墊；加強(qiáng)型無(wú)石棉氣缸墊。氣缸蓋的擰緊：擰緊螺栓時(shí)，必須按由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分幾次進(jìn)行，最后一次要用扭力扳手按廠家規(guī)定的擰緊力矩值擰緊。鋁合金氣缸蓋：最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)下擰緊；鑄鐵氣缸蓋：最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)下擰緊。氣缸墊影片油底殼功用：儲(chǔ)存機(jī)油并封閉曲軸箱。結(jié)構(gòu)、材料：薄鋼板沖壓而成；底部裝有放油螺塞，有的螺栓帶有磁性。發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐方式三點(diǎn)支承：前端兩點(diǎn)通過曲軸箱支承在車架上，后 端一點(diǎn)通過變速器殼支承在車架上。四點(diǎn)支承：前端兩

6、點(diǎn)通過曲軸箱支承在車架上，后端二點(diǎn)通過飛輪殼支承在車架上。三、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)。工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600700K，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)35MPa（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。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)慣性力活塞影片活塞結(jié)構(gòu)活塞基本結(jié)構(gòu)分頂部、頭部和裙部三部分?；钊敳抗τ茫菏侨紵业慕M

7、成部分，主要作用承受氣體壓力。平頂、凸頂、凹頂、成形頂平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受熱面積小，多用在汽油機(jī)上。凸頂：凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，有利于改善換氣過程。凹頂：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。活塞頂分類活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。作用： 安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些?；钊N孔活塞裙部位置：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?；钊共康谋Ｗo(hù)鍍錫油膜破壞

8、時(shí)，起潤(rùn)滑作用；又可加速磨合作用。涂石墨(柴油機(jī)）易脆斷可加速磨合，自潤(rùn)滑。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?；钊螤罟ぷ鲿r(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。活塞裙部變形flash動(dòng)畫演示開槽活塞（汽油機(jī)）絕熱槽膨脹槽圓槽活塞環(huán)是具有彈性的開口環(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)公里活塞環(huán)影片氣環(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

9、傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。切口氣環(huán)氣環(huán)的泵油作用氣環(huán)的泵油作用演示氣環(huán)的斷面形狀油環(huán)刮油片軸向襯環(huán)刮油片徑向襯環(huán)普通油環(huán) 組合油環(huán) 油環(huán)的泵油作用活塞銷作用：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?；钊N的連接方式活塞銷連桿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渡到另一邊，減少敲缸的聲音。連桿作用：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)。連桿組件分解圖連桿影片V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式連桿軸瓦連桿大頭的連接形式平分式斜分

10、式四、曲軸飛輪組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曲軸功用：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。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。曲軸影片曲軸的結(jié)構(gòu)前端軸連桿軸頸曲軸軸頸后端軸平衡重曲拐曲柄曲拐：由一個(gè)連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲軸的支承方式在相鄰的兩個(gè)曲拐之間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲軸。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用全支承曲軸提高曲軸的剛度和彎曲強(qiáng)度，減輕主軸承的載荷曲軸的加工表面增多，主軸承數(shù)增多，使機(jī)體加長(zhǎng)柴油機(jī)一般多采用此種支撐方式非全支承曲軸縮短

11、了曲軸的長(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)總體長(zhǎng)度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機(jī)可以采用此種方式曲拐的布置一般規(guī)律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)。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。V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。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。四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置四沖程四缸發(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。直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序曲軸扭轉(zhuǎn)減振器自由扭轉(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)速皮帶盤慣性盤橡膠墊減振器圓盤皮帶輪轂曲軸

12、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)的慣性盤便與橡膠層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從而消耗了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，消減了扭振。常用橡膠摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器飛輪功用：將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來(lái)，用以在其他行程中克服阻力，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動(dòng)機(jī)有可能克服短時(shí)間的超載荷，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給離合器。 飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量齒圈在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)與起動(dòng)機(jī)齒輪嚙合，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。一缸上止點(diǎn)記號(hào)飛輪構(gòu)造五、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的維護(hù)維護(hù)作業(yè)項(xiàng)目包括：測(cè)定氣缸壓力、清除積炭、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的檢查與

13、調(diào)整。清除積炭方法機(jī)械方法清除：根據(jù)零件的形狀和部位，利用專用鋼絲刷，裝在電動(dòng)工具上進(jìn)行刷洗，或用刮刀直接刮除?；瘜W(xué)方法清除：利用化學(xué)溶劑將積炭浸泡23h，靠物理或化學(xué)作用使積炭軟化，然后用刷洗或擦洗法去除。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的檢查與調(diào)整曲軸軸承徑向間隙檢查方法：專用塑料線規(guī)檢查、通用量具檢查、手感檢視調(diào)整方法：改變軸承蓋的墊片厚度曲軸軸向間隙檢查方法：用撬棒將曲軸前后撬動(dòng)，觀察百分表表針擺動(dòng)數(shù)值。調(diào)整方法：更換不同厚度的推力片進(jìn)行調(diào)整六、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的檢修氣缸體與氣缸蓋的修理變形的檢修氣缸體與氣缸蓋平面度的檢測(cè)：刀形樣板尺和厚薄規(guī)承孔圓度和圓柱度的檢測(cè)：內(nèi)徑量表同軸度的檢測(cè)：專用量表氣缸磨損的檢修磨損的檢查：工具：量缸表。方法：3個(gè)高度位置，縱、橫2個(gè)方向，共6個(gè)部位。氣缸磨損檢查方法磨損檢查檢查內(nèi)容：最大