1、第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)(5h),2.2 機(jī)體組,2.3 活塞連桿組,2.4 曲軸飛輪組,2.1 概述,2.1 概 述,1、將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 2、將作用在活塞頂上的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的輸出扭矩。,1、機(jī)體組 2、活塞連桿組 3、曲軸飛輪組,一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用,二、組成:,三、工作條件: 高溫、高壓、高速、化學(xué)腐蝕。,四、受力分析： 1、氣體作用力：在作功行程中，氣體作用力Fp作用在活塞頂上，傳到活塞銷上，分解為Fp1 、 Fp2； 分力Fp1沿連桿傳到曲柄銷上，并可分解為FR和FS； 垂直于曲柄的分力FS對(duì)曲軸中心形成轉(zhuǎn)矩Ttq，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)；分力Fp2則將活塞壓向氣

2、缸的左側(cè)。,（1）作功行程 圖2-1 氣體壓力作用情況示意圖,在壓縮行程中，作用在活塞頂上的氣體壓力FP也可以分解為兩個(gè)分力FP1和FP2，而FP1又可以分解為Fs和FR，分力Fs對(duì)曲軸造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)阻力矩Ttq，企圖阻止曲軸旋轉(zhuǎn)，而FP2則將活塞壓向氣缸的另一側(cè)。 總之，氣體壓力作用在活塞頂上，通過活塞銷、連桿傳力給曲軸，最終由機(jī)體主軸承承受。同時(shí)，曲軸終端產(chǎn)生輸出扭矩，而傾倒力矩則使機(jī)體左右搖晃，因此，需通過螺栓使機(jī)體固定在車架上。,（2）壓縮行程 圖2-1 氣體壓力作用情況示意圖,2、往復(fù)慣性力與離心力：活塞加速度：在上止點(diǎn)前后活塞加速度是正值，往復(fù)慣性力朝上；在下止點(diǎn)前后活塞加速度是負(fù)值

3、，往復(fù)慣性力朝下。如圖（2-2）。,（1）活塞在上半行程時(shí)的慣性力,（2）活塞在下半行程時(shí)的慣性力,圖2-2往復(fù)慣性力和離心力作用情況示意圖,偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷和連桿大頭繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，其方向沿曲柄半徑向外。 曲軸轉(zhuǎn)速愈高，往復(fù)慣性質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)量愈大，則往復(fù)慣性力與離心力愈大，慣性力使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸（軸承）受周期性變化的附加負(fù)荷，加快磨損。若不加以平衡，慣性力傳到氣缸體外，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。 3、摩擦力：忽略不記。五、總結(jié)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)（包括機(jī)體組）各有關(guān)零件受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)作用。,2.2 機(jī) 體 組,機(jī)體組組成：,曲軸箱,氣缸墊,氣缸蓋,

4、氣缸,油道和水道,油底殼,氣缸體,氣缸蓋罩,組成：氣缸體（有的發(fā)動(dòng)機(jī)有曲軸箱）、氣缸蓋和油底殼組成。 一、氣缸體 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與曲軸箱常鑄成一體，簡(jiǎn)稱氣缸體，有的水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體象風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體一樣，將氣缸體與上曲軸箱（其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間）分開鑄造，而把油底殼稱之為下曲軸箱。氣缸體內(nèi)孔一般鑲?cè)霘飧滋祝鋬?nèi)表面形成氣缸工作表面。,（一）作用： 1、內(nèi)孔 （1） 形成氣缸工作容積； （2）活塞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 2、外部 （1）各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體； （2）散熱。,（三）材料和工藝： 1、材料 （1）氣缸套：優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或合金鋼 （2）氣缸體：灰鑄鐵或鋁合金,2、氣缸工作表面制造工藝（2

5、級(jí)加工精度）,（1）精鏜 （2）珩磨（網(wǎng)紋狀）,1、改善磨合條件，磨合 2、避免拉缸（金屬熔著磨損）時(shí)間短,（二）要求： 1、耐高溫、高壓 2、耐磨損 3、耐腐蝕 4、足夠的剛度和強(qiáng)度,（三） 、氣缸體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（a）一般式,（b）龍門式,（c）隧道式,圖2-3 氣缸體示意圖,（a)一般式氣缸體： 曲軸軸線與氣缸體下表面在同一平面上 。 優(yōu)點(diǎn)是制造方便，質(zhì)量輕，高度低，但剛度低，適用于汽油機(jī)。,(b)油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心,(c)氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式,1、按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為,性能與應(yīng)用比較,優(yōu)點(diǎn)：剛度和強(qiáng)度較好，但工藝性較差，適用于柴油機(jī)和 強(qiáng)化汽油機(jī)。

6、 （3）隧道式氣缸體： 氣缸體上有完整的主軸承座孔（圖2-3 c ）。其優(yōu)點(diǎn)是剛度最 好，主軸承座孔不易變形，便于安裝滾動(dòng)主軸承支承的組合曲軸，各缸主軸承孔同軸度易保證，制造方便，但質(zhì)量大，高度高。 2、按冷卻方式分（1）水冷式：氣缸體內(nèi)鑄有冷卻水套（圖2-4） （2）風(fēng)冷式：氣缸體外鑄有散熱片（圖2-5）,圖2-4 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和氣缸蓋,圖2-5 風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和氣缸蓋,散熱片,冷卻水,冷卻水,3、按鑲缸套方式分為兩種： （1）干式缸套：圖（a）所示，不直接與冷卻水接觸，薄壁（1-3mm），過盈壓配在氣缸體內(nèi)孔中。 優(yōu)點(diǎn) ：密封性好，氣缸體剛性好，不易變形。缺點(diǎn)：,a 、制造成本增加：氣缸

7、體內(nèi)孔、缸套外圓亦需精加工，且薄壁缸套剛性差，加工裝夾時(shí)易變形。 b、熱負(fù)荷增加：缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理論上是完全接觸，但加工誤差使之不可能完全接觸，因而散熱面積小，影響缸套散熱，必然使缸套、活塞等熱負(fù)荷嚴(yán)重。 c、氣缸體鑄造工藝性差： 水套封閉，去渣困難。 d：缸心距增加，曲軸易彎曲變形： 水套封閉。,氣缸套,水套,氣缸體,圖 2-6 （a）干式氣缸套,（2）濕式缸套： 氣缸體水套敞開，缸套與冷卻水直接接觸，薄厚（5-9mm），缸套下端帶橡膠封水圈，氣缸套外圓上大，下?。ㄒ?yàn)闅飧滋紫露藥?-3道橡膠封水圈），且上端與氣缸體內(nèi)孔配合緊，下端配合松，以方便推入氣缸體內(nèi)孔。,濕式缸套壓配在氣缸體內(nèi)

8、孔時(shí)，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面0.05-0.15 mm，這樣緊固缸蓋時(shí)，可將缸墊壓得更緊，以密封燃?xì)狻?優(yōu)點(diǎn)：氣缸套冷卻好；制造成本低；氣缸體鑄造工藝性好；缸心距短，曲軸不易彎曲。 缺點(diǎn)：氣缸體剛性差，容易變形，易漏氣、漏水；氣缸套外圓表面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象，常見涂漆。,0.050.15mm,氣缸套,水套,氣缸體,橡膠封水圈,圖 2-6 （b）濕式氣缸套,（軸向定位）,（徑向定位）,（徑向定位）,干式氣缸套和濕式氣缸套比較,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。,4、按氣缸排 列形式分,雙列,直立,V型（，相鄰兩缸的連桿大

9、頭共用一個(gè)曲柄銷）,水平對(duì)置（=，每缸的連桿大頭各占用一個(gè)曲柄銷）,單列,平臥,圖2-7 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列型式,（1）單列直立式（直列式）,（2）V型,（3）水平對(duì)置式,高度小，總體布置方便。,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)重量；形狀復(fù)雜，加工困難。,二、氣缸蓋與氣缸墊,（一）氣缸蓋 1、組成： 氣缸蓋上應(yīng)有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管和進(jìn)、 排氣門通道等。 2、作用：（1）密封氣缸上部 （2）構(gòu)成燃燒室（與氣缸壁和活塞頂一起） （3）構(gòu)成供給系中進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻系、潤(rùn)滑系的一部分（鑄有進(jìn)、排氣通道及冷卻水套或散熱片、潤(rùn)滑油道） 3

10、、要求：（1）耐高溫、高壓 （2）耐腐蝕 （3）足夠的剛度和強(qiáng)度 4、材料：（1）鋁合金壓鑄：a、導(dǎo)熱性好 （汽油機(jī)及少數(shù) b、質(zhì)量輕 柴油機(jī)） c、鑄造流動(dòng)性好（風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)散熱片鑄 造容易） d、剛度低:易變形導(dǎo)致漏氣、漏水 f、強(qiáng)度低:氣缸蓋螺栓孔易拉毛 g、不耐高溫:超過350C，強(qiáng)度急劇降低,（2）灰鑄鐵或合金鑄鐵： a 、剛度、強(qiáng)度高 （大部分柴油機(jī)） b 、耐高溫 c 、導(dǎo)熱性差:缸蓋底面鼻梁區(qū) 易開裂 d 、質(zhì)量重,5、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）多缸發(fā)動(dòng)機(jī):,a、單體氣缸蓋：每缸一蓋，剛性好，制造容易，維 修方便，但缸心距較長(zhǎng)，曲軸容易彎曲。 b、整體氣缸蓋：只有一蓋，缸心距最短，發(fā)動(dòng)機(jī)

11、緊 湊，曲軸剛性好，但氣缸蓋剛性差，制造困難， 維修成本增加。（現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)大部分采用） c、組合氣缸蓋：如兩缸一蓋，便于系列化。,（2）按所用燃料分 a、汽油機(jī)： （1）氣缸蓋中心加工有裝火花塞的孔; （2）進(jìn)、排氣道一般鑄在氣缸蓋的一側(cè)（進(jìn)氣管布置在排 氣管的上部，利用廢氣加熱進(jìn)氣管壁面油膜，促進(jìn)霧 化),但現(xiàn)代汽油機(jī)采用半球形燃燒室時(shí)則進(jìn)、排氣道鑄 在氣缸蓋的兩側(cè); （3）燃燒室在氣缸蓋上，氣缸蓋底部有凹坑 。 b、柴油機(jī)：（1）氣缸蓋中心加工有裝噴油器的孔; （2）進(jìn)、排氣道鑄在氣缸蓋的兩側(cè)（避免進(jìn)氣加熱，影響 充氣效率，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率）; （3）車用中小功率柴油機(jī)的氣缸蓋底部沒有凹坑（

12、直噴式 燃燒室一般在活塞頂上，分開式燃燒室則在氣缸蓋內(nèi) 部）。 （3）按冷卻方式分： a、水冷：內(nèi)鑄水套，入水口與氣缸體上水套相 通，上部出水口通過節(jié)溫器與散熱器入 水口相通。 b、風(fēng)冷：外鑄散熱片，平行于來流方向。,6、汽油機(jī)燃燒室： （1）要求：a、結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，F(xiàn)/V小 b、壓縮終了時(shí)能形成一定強(qiáng) 度的擠壓渦流,減少熱量損失 縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x,提高i,提高火焰?zhèn)鞑ニ俾?促進(jìn)油、氣混合,促使混合氣,及時(shí) 充分,燃燒,a、楔形燃燒室 （2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： b、盆形燃燒室 c、半球形燃燒室,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、緊湊 壓縮終了時(shí)能形成擠壓渦流,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、緊湊 能形成進(jìn)氣渦流,結(jié)構(gòu)最為緊湊，高 配氣機(jī)構(gòu)復(fù)

13、雜（進(jìn)、排氣門分置兩側(cè)， 氣門傾斜，氣門傳動(dòng)困難）,圖2-13 汽油機(jī)燃燒室形狀,（ a ）,（ b ）,（ c ）,燃燒室比較,（二）氣缸墊,1、作用：密封,燃?xì)?冷卻水、機(jī)油,2、要求：,（1）一定的強(qiáng)度要求 （2）耐熱、耐腐蝕 （3）一定的彈性,a、密封 （變形以補(bǔ)償結(jié)合面的不平度） b、能重復(fù)使用 （在一定公差內(nèi)）,3、材料與結(jié)構(gòu)： （1）金屬+石棉：石棉中間夾有金屬絲或金屬屑，且外覆銅皮或鋼皮，水孔和燃燒室孔周圍另用鑲邊增強(qiáng)，以防被高溫燃?xì)鉄龎?，常用，有很好的彈性和耐熱性，能重?fù)使用，但制造厚度均一性較差，使用時(shí)注意光滑面朝氣缸體，否則容易被燃?xì)饣蚶鋮s水沖壞。,（2）金屬片： 帶凸紋

14、,強(qiáng)度高，沖壓; 低碳鋼板，銅板, 鋁板。 適用于增壓等強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。 4 、安裝注意：金屬皮的金屬石棉墊，缸口金屬卷邊一面應(yīng)朝向易修整接觸面或硬平面。因卷邊一面會(huì)對(duì)與其接觸的平面造成壓痕變形。,4、氣缸蓋螺栓的擰緊次序： 必須由中央對(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工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊，一則保證密封性，二則避免損壞氣缸墊，三則保證壓縮比的一致性。鋁合金制成的氣缸蓋到最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷的狀態(tài)下擰緊，,圖2-15 豐田佳美3S-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序,這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)熱 起來時(shí)會(huì)增加密封性，因?yàn)殇X合金氣缸蓋的熱膨脹比鋼螺栓的大；鑄鐵氣缸蓋則一般在發(fā)動(dòng)機(jī)熱車時(shí)最后擰緊，因

15、為裝配時(shí)擰緊的螺栓在發(fā)動(dòng)機(jī)工作初始后不久會(huì)松弛。,三、油底殼 1、作用：儲(chǔ)存機(jī)油并密封曲軸箱。 2、要求：（1）結(jié)合面平整，密封性好 （2）剛性好，避免振動(dòng)、機(jī)械噪聲過大 （3）散熱性好 3、材料與結(jié)構(gòu)： 材料：低碳合金鋼板或鋁合金沖壓而成； 結(jié)構(gòu)：為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱，油底殼底部鑄有散熱肋片。油底殼形狀后部一般做得較深，以便發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵能吸到機(jī)油。內(nèi)設(shè)有擋油板，避免油面波動(dòng)太大，機(jī)油泵吸進(jìn)氣泡，供油不,圖2-16 桑塔納轎車油底殼結(jié)構(gòu),暢。油底殼底部裝有磁性放油塞，吸集機(jī)油中的金屬屑，減少磨損。,2.3 活塞連桿組,組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿,1、作用：（1）構(gòu)成燃燒室

16、； （2）傳遞動(dòng)力。,2、要求： （1）活塞質(zhì)量?。和鶑?fù)慣性力小； （2）熱膨脹系數(shù)?。豪鋺B(tài)裝配間隙小，減輕敲缸現(xiàn)象； （3）導(dǎo)熱性好：減輕熱負(fù)荷，第一道環(huán)槽不易積碳， 活塞 頂不易熱裂； （4）耐磨：環(huán)槽不易磨損，裙部不易磨損； （5）耐高溫：高溫時(shí)機(jī)械強(qiáng)度不會(huì)下降太多； （6）足夠的剛度和強(qiáng)度： a、銷座不會(huì)彎曲變形； b、活塞頂不會(huì)壓碎。,一、活塞,3、材料與工藝：,（1）材料： a、共晶鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁）； （質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，適用于一般發(fā)動(dòng)機(jī)） b、組合式：上半部用鋼，下半部用鋁合金，沉頭螺 栓連接。 1、剛度好，高溫強(qiáng)度高； 2、熱膨脹系數(shù)低，配缸間隙小； 僅適用于極少數(shù)大功率

17、 強(qiáng)化柴油機(jī) 3、耐磨（環(huán)槽）； 4、質(zhì)量居中。,（2）工藝：,a、鑄造：質(zhì)量大，加工工序多； b、鍛造：居中； c、模鍛：質(zhì)量小，加工少。,4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（1）基本結(jié)構(gòu)：由頂部、頭部、裙部組成（圖2-20所示）。,圖220 活塞結(jié)構(gòu),1活塞頂部,2活塞頭部,3活塞裙部,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。,a、頂部： 組成燃燒室，易熱裂、壓碎，要求加工應(yīng)光潔，材料應(yīng)阻熱。,（b）活塞頭部,位置：油環(huán)以上部分。,工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)

18、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活塞環(huán)傳給氣缸壁。,作用：,其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： ）活塞內(nèi)腔呈流線型，由到活塞頂?shù)淖钚『穸戎饾u 擴(kuò)大，并使活塞頭部第一道環(huán)槽處于活塞內(nèi)腔最低位 置之 上，目的是使活塞頂吸收的熱量平均分?jǐn)偨o各 道活塞環(huán)，避免第一道活塞環(huán)過熱； ）有的汽油機(jī)的活塞在第一道環(huán)槽上面，切出一道較環(huán) 槽窄的隔熱槽，隔斷傳給第一道活塞環(huán)的熱流通路， 迫使熱流方向折轉(zhuǎn)，目的同上； ）熱負(fù)荷較高的汽油機(jī)活塞一般在第一道環(huán)槽內(nèi)鑲鑄耐 熱材料奧氏體鑄鐵制造的護(hù)圈，因?yàn)榈谝坏拉h(huán)槽溫度 高，鋁合金材料硬度大幅下降，易磨損，導(dǎo)致燃?xì)庑?/p>

19、 漏和竄機(jī)油; ）四沖程汽油機(jī)一般2-3道氣環(huán)，1道油環(huán)，最低一道油 環(huán)槽內(nèi)轉(zhuǎn)有許多徑向小孔，氣缸壁上多余機(jī)油刮下 后，經(jīng) 過這些小孔流回油底殼。,（c）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。,裙 部,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)活塞裙部的變形： 1、機(jī)械變形：燃?xì)鈮毫ψ饔迷诨钊斏?，?dǎo)致銷座彎 曲變形，裙部擠壓變形； 2、熱變形：銷座附近金屬堆積，受熱后熱膨脹量大。,結(jié)論：機(jī)械變形和熱變形均使得裙部斷面變成長(zhǎng)軸沿活塞銷方向的橢圓。,（a）活塞銷對(duì)中布置,冷態(tài)敲缸現(xiàn)象： 活塞裝配時(shí)應(yīng)留有間隙。 冷態(tài)裝配間隙若

20、無或過小，則由于活塞工作時(shí)的機(jī)械變形和熱變形時(shí)裙部直徑增大，容易拉傷氣缸壁（又稱拉缸），輕則造成漏氣、竄機(jī)油，重則活塞卡死。,由于冷態(tài)裝配間隙的存在: 活塞工作時(shí)側(cè)壓力方向的交替變化，活塞越過上止點(diǎn)時(shí)，時(shí)而是活塞的次推力面?zhèn)荣N緊氣缸壁（壓縮行程時(shí)貼緊氣缸壁的一側(cè)），時(shí)而是活塞的主推力面?zhèn)荣N緊氣缸壁（作功行程時(shí)貼緊氣缸壁的一側(cè)），形成金屬敲缸聲音，加劇裙部磨損。顯然，發(fā)動(dòng)機(jī)冷車時(shí)敲缸現(xiàn)象嚴(yán)重。,(1)活塞銷偏置：偏向主推力面?zhèn)?2mm，可使活塞越過上止點(diǎn)之前就完成推力面?zhèn)鹊膿Q向，避免峰值壓力時(shí)刻過渡，因而可以減輕敲缸現(xiàn)象，但增加了裙部尖角處的磨損，常見于汽油機(jī);,（b）活塞銷負(fù)偏置,圖2-23

21、活塞銷偏置時(shí)的工作情況,減輕冷態(tài)敲缸現(xiàn)象的主要結(jié)構(gòu)措施：,(2)減少冷態(tài)裝配間隙：通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)措施，制成反橢圓裙部斷面，牽制裙部工作時(shí)的熱變形，從而在保證活塞工作時(shí)不拉缸的前提下減小活塞配缸間隙，減輕發(fā)動(dòng)機(jī)冷車敲缸現(xiàn)象。,（1）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。,5、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合 理的密封和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞時(shí)采取采取的措施：,（2）預(yù)先做成橢圓形 橢圓的長(zhǎng)軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞

22、工作時(shí)趨近正圓。,（3）活塞裙部開槽,橫向絕熱槽,縱向膨脹槽,絕熱槽,膨脹槽,（4）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。 恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳33%36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。,6、活塞在工作時(shí)的保護(hù)措施,（1）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合 性；主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。 （2）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少 換向時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損；有的汽油機(jī) 上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作

23、功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了12mm。,二、活塞環(huán)：分成氣環(huán)和油環(huán)兩大類。,（一）作用：,2、油環(huán)：,1、氣環(huán)： 平均壽命： 6萬公里,圖2-25 活塞環(huán),（1）密封（防止燃?xì)饴┤肭S箱）； 是主要作用，是傳熱作用的前提。 （2）傳熱（將活塞頭部吸收的70%80%的熱量傳導(dǎo)給氣缸壁）。,（1）潤(rùn)滑（氣缸壁上鋪油膜）；. （2）刮油（氣缸壁上多余機(jī)油刮落回曲軸箱）；. （3）輔助密封。.,（二）工作特點(diǎn)：,（1）高溫、高壓、高速，潤(rùn)滑不良，磨損嚴(yán)重；. （2）交變的彎曲應(yīng)力 （氣缸壁沿高度方向有加工錐度，環(huán)有開口）。.,（三）要求：,（四）材料：,（1）足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性；. （2）耐高溫（

24、第1道氣環(huán)）、耐磨。.,（1）一般用合金鑄鐵，少數(shù)高速強(qiáng)化柴油機(jī)用鋼片環(huán)以提高 彈力和沖擊韌性）；. （2）第1道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻（硬度高，并 能儲(chǔ)存少量機(jī)油，以改善潤(rùn)滑條件）；. （3）其余氣環(huán)一般鍍錫（鑄鋁活塞）或磷化（鍛鋁活塞） （以改善磨合性能）。,（五）氣環(huán)的密封機(jī)理：,第一密封面（氣環(huán)裝入氣缸時(shí)產(chǎn)生的初始彈力F1）；. 第一密封面的建立：環(huán)在自由狀態(tài)下，環(huán)外徑缸徑，裝缸后在其彈力F1 作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。,第一密封面,F1,圖2-26 氣環(huán)的密封機(jī)理,第二密封面（燃?xì)鈮毫2）；. 氣環(huán)的切口端呈迷宮式布置（減少漏氣）。. 第二密封面的建立：活塞環(huán)在運(yùn)

25、動(dòng)時(shí)產(chǎn)生慣性力Pj，與缸壁間產(chǎn)生摩擦力F，以及側(cè)隙有氣體壓力P1，在這三個(gè)力的共同作用下，使環(huán)靠在環(huán)槽的上側(cè)或下側(cè)，形成第二密封面。,F,第二密封面,圖2-26 氣環(huán)的密封機(jī)理,1、第一密封面很重要，若失效，則第二密封面建立不起來，因此氣環(huán)裝入氣缸時(shí)產(chǎn)生的初始彈力F1很重要。. 2、由圖2-27可知，第一道氣環(huán)的初始彈力F1要求最小，隨后的幾道氣環(huán)的初始彈力F1大小要求依次遞增。,氣環(huán)的第二次密封：竄入背隙和側(cè)隙的氣體，使環(huán)對(duì)缸壁和環(huán)槽進(jìn)一步壓緊，加強(qiáng)了第一、二密封面的密封。,圖2-27 各環(huán)間隙處的氣體壓力遞減圖,圖2-26 氣環(huán)的密封機(jī)理,圖2-28 氣環(huán)的切口形狀,（六）氣環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

26、 （1）切口形狀： 1）直角切口：工藝性好，密封效果差； 2）階梯切口：密封好，工藝性差；. 3）斜切口：介于中間，但套裝時(shí)尖角易折斷；. 4）帶防轉(zhuǎn)銷釘槽切口：方向不可裝反，否則，漏氣量急劇增加。,1）矩形環(huán)：,（2）氣環(huán)的斷面形狀：,工藝最簡(jiǎn)單，導(dǎo)熱性好，但存在“泵油”現(xiàn)象。.,矩形環(huán)的“泵油”作用原理解釋：,活塞下行時(shí)，分兩種情況： 在進(jìn)氣行程中，由于環(huán)與缸壁的摩擦阻力以及環(huán)本身的慣性，環(huán)將靠緊環(huán)槽的上側(cè)平面，缸壁上的機(jī)油就被刮入下邊隙與背隙內(nèi)；. 在膨脹作功行程中，燃?xì)鈮毫Φ淖饔么笥谀Σ磷枇蛻T性的影響，環(huán)被壓緊在環(huán)槽的下側(cè)平面，下邊隙與背隙內(nèi)的機(jī)油上竄。.,圖2-30 氣環(huán)的斷面形狀

27、,圖2-29 矩形環(huán)的泵油作用,活塞環(huán)的泵油作用及危害 原因： （1）增加了潤(rùn)滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞； （4）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性； （5）加劇了氣缸的磨損。,2）扭曲環(huán)：,a)正扭曲環(huán)：內(nèi)圓上邊緣切去部分金屬或外圓下邊緣切去 部分金屬；.,b)反扭曲環(huán)：內(nèi)圓下邊緣切去部分金屬或外圓上邊緣切去 部分金屬；.,圖2-30 氣環(huán)的斷面形狀,（ a）正扭曲內(nèi)切環(huán),（b）反扭曲內(nèi)切環(huán),圖2-31 扭曲環(huán)的作用原理,扭曲環(huán)成因見圖2-31所示：,活塞環(huán)裝入氣缸后，其外側(cè)氣缸壁的作用力F1與內(nèi)側(cè)環(huán)的彈力F2不在一條直線上，于是產(chǎn)生扭曲力

28、矩M，從而使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下側(cè)平面都接觸，避免了因環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的上下竄動(dòng)造成的“泵油”現(xiàn)象。. 環(huán)的扭曲變形應(yīng)使環(huán)的端面與氣缸壁形成的楔形尖角向下。這樣，活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因“油楔”作用使環(huán)懸浮于氣缸壁，改善潤(rùn)滑，減少摩擦阻力；活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下刮油。但如果裝反使尖角朝上，則活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向上刮油，機(jī)油消耗率劇增，排氣冒藍(lán)煙。,總結(jié)：扭曲環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：,a)密封性、磨合性好（線接觸）；. b)防止“泵油”現(xiàn)象；. c)形成油楔，改善潤(rùn)滑；. d)提高刮油能力。.,扭曲環(huán)的缺點(diǎn)：,a)扭轉(zhuǎn)角不超過1，工藝性差；. b)不可裝反，否則機(jī)油消耗率成倍增加，環(huán)上有朝上記號(hào)。.,a)工藝性差（凸圓弧面難

29、加工）；. b)仍有“泵油”現(xiàn)象。.,（d）錐面環(huán),優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,a)活塞上下移動(dòng)時(shí)均能形成油楔作用，改善潤(rùn)滑；. b)避免棱緣負(fù)荷，能很好適應(yīng)活塞的擺動(dòng)及氣缸表面；. c)密封性改善。.,3）錐面環(huán)：小錐角，不超過2，方向不可裝反。 優(yōu)缺點(diǎn)同扭曲環(huán)，但仍有“泵油”現(xiàn)象。.,4）桶面環(huán)：與氣缸壁凸圓弧面接觸。,（f）桶面環(huán),圖2-30 氣環(huán)的斷面形狀,缺點(diǎn)是環(huán)上、下兩側(cè)平面難以精磨，工藝性差，仍有“泵油”現(xiàn)象。,5）梯形環(huán)：,如圖2-32所示，側(cè)壓力方向的交替變化，使環(huán)槽間隙時(shí)而減小，時(shí)而增大，間隙中的結(jié)焦被擠出，避免環(huán)因粘結(jié)而折斷，常做第一道氣環(huán)。,（e）梯形環(huán),（a）間隙變化,（b）受力

30、情況,圖2-32 梯形環(huán)工作示意圖,（2）油環(huán)的斷面形狀如圖2-25所示，均分布若干個(gè)中間泄油孔，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于提高與氣缸壁的接觸比壓，以提高刮油能力（圖2-33 ）。,（3）油環(huán)分為兩種類型：,圖2-33 油環(huán)的刮油作用,（a）,（b）,（七）油環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（1）油環(huán) 置于最后一道環(huán)槽，背隙內(nèi)氣體壓力極低，因此，油環(huán)置于氣缸內(nèi)時(shí)，必須具有較大的初始彈力。.,圖2-34 油環(huán)的斷面形狀,1）普通槽孔式油環(huán)： 合金鑄鐵，鼻形倒角 （圖2-34）。,（a）異向外倒角油環(huán). （b）同向外倒角油環(huán). （c）同向內(nèi)倒角油環(huán). （d）鼻式油環(huán). （e）雙鼻式油環(huán).,2）組合鋼片式油環(huán)：接觸比壓大，刮油能

31、力強(qiáng)，泄油 通 路大，慣性質(zhì)量小，但制造成本高（圖2-35）。,圖2-35 組合油環(huán)1-鋼片；2-襯簧； 3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞,三、活塞銷與銷座,（一）活塞銷,1、作用：,連接活塞和連桿小頭，傳遞動(dòng)力。.,2、要求：,3、材料與工藝：,一般為低碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)表面滲碳或滲氮熱處理以提高心部沖擊韌性和表面硬度，然后進(jìn)行精磨和研磨。.,（1）足夠的剛度、強(qiáng)度和沖擊韌性；. （2）表面耐磨；. （3）質(zhì)量小。.,圖 2-36 活塞銷的內(nèi)孔形狀,4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：管狀（圖 2-36所示）。.,（1）等截面圓柱形：易加工，但質(zhì)量大；. （2）兩段截錐形：等強(qiáng)度梁，質(zhì)量小，但難加工；. （

32、3）組合形：居中。,連桿,活塞銷,全浮式：活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動(dòng)，使磨損均勻。,半浮式：活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動(dòng)。多用于小轎車,形式:全浮式（工作時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）、半浮式。,5、活塞銷連接方式：,裝配時(shí)，應(yīng)先將鋁合金活塞預(yù)熱（7090C的水或油中加熱），然后將銷裝入。,四、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,連桿小頭,桿身,連桿大頭,3、要求：在質(zhì)量盡可能小的前提下有足夠的剛度和強(qiáng)度。,剛度不足的后果： （1）大頭孔失圓：燒軸瓦，甚至咬死。. （2）

33、桿身彎曲：偏磨，漏氣，竄機(jī)油。.,（1）連桿小頭：一般壓入減磨的錫青銅襯套4，小頭頂部鑄有 工藝凸臺(tái)，減重用； 小頭頂部開有潤(rùn)滑油槽，收集飛濺油霧，潤(rùn)滑活塞銷。 （2）桿身：通常做成“工”字形斷面，以求在剛度足夠的前提下 盡可能減少慣性質(zhì)量，有的桿身鉆有潤(rùn)滑油道。,2、工作特點(diǎn)： 復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)，承受壓縮、拉伸、彎曲等交變載荷。.,4、材料與工藝：中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成。.,5、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由連桿小頭1、桿身2、連桿大頭3（包括連桿 蓋9）三部分組成。,通常做成分開式的，以便于拆裝活塞連桿組，被分開的部分叫連桿蓋9，兩者之間用連桿螺栓連接。連桿與連桿蓋之間有配對(duì)記號(hào)，拆裝時(shí)應(yīng)注意一致。.,

34、圖2-39 連桿裝配標(biāo)記,（3）連桿大頭：,連桿大頭孔內(nèi)過盈壓入上、下兩半薄壁鋼軸瓦，在其內(nèi)表面上涂有0.30.7mm厚的減磨合金層，具有保持油膜、減少摩擦阻力和易于磨合的作用，主要有巴氏合金、銅鋁合金、高錫鋁合金。軸瓦背面制有定位凸肩，防止軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)；軸瓦內(nèi)表面開有油槽用以儲(chǔ)油和作垃圾槽用。.,6、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿分類：,（1）平切口：,連桿大頭沿著與桿身軸線垂直的方向切開，汽油機(jī)和較小功率柴油機(jī)用。.,定位可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（利用連桿螺栓上經(jīng)過精加工的圓柱凸臺(tái)或光圓柱部分與精加工的連桿螺栓孔來保證）；,連桿大頭沿著與桿身軸線成3060 夾角切開，常用于曲柄銷直徑較粗的較大功率柴油機(jī)，否則，連桿大頭

35、尺寸太大，無法從氣缸中拆下活塞連桿組。.,定位不可靠（切口方向受到附加剪切力，連桿螺栓易剪斷，連桿蓋脫落會(huì)擊穿氣缸體）。,優(yōu)點(diǎn)是：,（2）斜切口：,缺點(diǎn)是：,平切式,斜切式,定位可靠（鋸齒接觸面大，貼合緊密），結(jié)構(gòu)緊湊，但齒距公差要求高，否則，會(huì)因個(gè)別齒脫空影響連桿組件的剛度，也會(huì)造成連桿大頭孔失圓。,圖2-41 斜切口連桿大頭的定位方式,斜切口定位方式：,1）止口定位：,工藝簡(jiǎn)單，但定位不可靠（徑向脫離無法阻止）,2）套筒定位：,定位精度較高，但工藝要求高（若孔距不準(zhǔn)確， 則可能因過定位而造成大頭孔嚴(yán)重失圓）,3）鋸齒定位：,（a）止口定位,（b）套筒定位,（c）鋸齒定位,7、 V型發(fā)動(dòng)機(jī)連

36、桿分類：,（1）并列連桿： 左右兩缸的連桿一前一后地裝在同一個(gè)曲柄銷上，連桿可以通用，兩缸活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，但曲軸加長(zhǎng)，剛度降低。常用于V6、V8汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。,（2）主副連桿：副連桿鉸接在主連桿凸耳上，曲軸不加長(zhǎng)，但相鄰兩缸活塞連桿組運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力不相同。.,并列式,主副式,叉型式,相鄰兩缸的一個(gè)連桿大頭做成叉形，另一個(gè)連桿大頭套于其叉形中。兩缸活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，左右兩缸中心線不需錯(cuò)位，但叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)和制造工藝比較復(fù)雜，而且連桿大頭的剛度也不高。,（3）叉形連桿：,1、起動(dòng)爪,2.4曲軸飛輪組,2、起動(dòng)爪鎖緊墊圈,3、扭轉(zhuǎn)減震器,4、帶輪,5、擋油片,6、定時(shí)齒輪,7、半圓

37、鍵,8、曲軸,9、主軸承上下軸瓦,10、中間軸瓦,11、止推片,12、螺柱,13、潤(rùn)滑脂嘴,14、螺母,15、齒環(huán),16、圓柱銷,17、一、六氣缸活塞處在上止點(diǎn)時(shí)的記號(hào)（鋼球）,圖2-44 桑塔納2000時(shí)代超人轎車 AJR發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組零件分解圖,曲軸帶輪,曲軸正時(shí)齒形帶輪,曲軸鏈輪 （驅(qū)動(dòng)油泵）,止推片,主軸承下軸瓦,轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輪,飛輪,飛輪齒圈,曲軸正時(shí)齒形帶輪,凸輪軸正時(shí)齒形帶輪,正時(shí)齒形帶,水泵齒形帶輪,張緊輪,1、作用：,一、曲軸,（1）.把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。 （2）.驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其它附屬裝置。,2、工作條件：,3、要求：,（3）旋轉(zhuǎn)慣性力系達(dá)到良

38、好的平衡（離心力合力及 其合力矩為零時(shí)稱為完全平衡，亦稱動(dòng)平衡）。,4、材料及工藝：,（1）多采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼如鉻鎳鋼（18CrNi5）、鉻鋁鋼（34CrAl16）模鍛而成，其主軸頸和曲柄銷工作表面均需高頻淬火或氮化，再經(jīng)過精磨；其軸頸圓角過渡處不經(jīng)淬火，采用滾壓強(qiáng)化工藝，以提高疲勞強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械疲勞強(qiáng)度高，軸頸直徑可以較細(xì)，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，但表面加工質(zhì)量要求高，否則，容易引起應(yīng)力集中。.,承受周期性變化的氣體壓力、往復(fù)慣性力、離心力以及由此產(chǎn) 生的扭矩、彎矩的共同作用。.,（1）足夠的剛度、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性；.,（2）各工作表面潤(rùn)滑良好、耐磨；.,（2）過去，國產(chǎn)的許多發(fā)動(dòng)機(jī)采

39、用高強(qiáng)度的稀土球墨鑄鐵鑄造曲軸，優(yōu)點(diǎn)是制造成本低，鑄鐵比鋼的耐磨性、抗扭振性好，但發(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大。,5、曲軸的基本組成：,6、曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,3）曲軸后端 6（功率輸出端）。,3）V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。.,圖2-45 整體式曲軸,1）曲軸前端3（自由端）；,2）若干個(gè)由曲柄銷2、.,左、右曲柄5（包括平衡塊4）、左、右主軸頸1.組成的曲拐；,1-主軸頸2-連桿軸頸（曲柄銷） 3-前端軸4-平衡塊5-曲柄6-后端凸緣,1）曲軸的曲拐數(shù)取決于氣缸的數(shù)目和排列形式；.,2）直列式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)；,7、曲軸的基本分類：,可分為整體式曲軸和組合式曲軸。.,圖2-46 組

40、合式曲軸（6135柴油機(jī)）,（1）整體式曲軸剛性好，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用模鍛而成的中碳鋼或中碳合金鋼整體式曲軸，以追求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。 (2）組合式曲軸用于（稀土球墨鑄鐵鑄造的曲軸，特點(diǎn)是制造成本低，便于系列化。.為減輕質(zhì)量和離心力（為保證剛度要求，軸頸直徑較粗），有時(shí)將曲柄銷和主軸頸做成空心的，可兼做潤(rùn)滑油道。,第一道主軸頸之前的部分（圖2-47）。裝有驅(qū)動(dòng)其他裝置的機(jī)件（正時(shí)齒,圖2-47 曲軸前端結(jié)構(gòu),止推墊片,（驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵）帶輪,起動(dòng)爪,油封,甩油盤,正時(shí)齒輪,滑動(dòng)推力軸承,(a)全支承曲軸:,在相鄰曲拐之間都設(shè)置一個(gè)主軸頸。.,優(yōu)點(diǎn)是曲軸剛性好，不易彎曲，缺點(diǎn)是缸心距加大，機(jī)

41、體加長(zhǎng)，制造成本增加。柴油機(jī)多用全支承曲軸。.,(b)非全支承曲軸:,多用于中小功率的汽油機(jī)。,(4)曲軸前端：,輪4、帶輪7及起動(dòng)爪8、止推墊片3、甩油盤5、油封6、扭轉(zhuǎn)減振器等。.,8-主軸承蓋,(5)曲軸后端：,最后一道主軸頸之后的部分。一般在其后端為安裝飛輪的法蘭盤。.,曲軸前、后端的封油原理：,常用的防漏裝置有甩油盤、填料油封、自緊油封和回油螺紋等。一般發(fā)動(dòng)機(jī)都采用復(fù)合式防漏裝置，由甩油盤與其它一至二種防漏裝置組成。.,曲軸前端甩油盤的外斜面應(yīng)朝外，當(dāng)被齒輪擠出和甩出的潤(rùn)滑油落到甩油盤上時(shí)，沿壁面流回油底殼中。,圖2-48 曲軸后端的結(jié)構(gòu)（6100）,1-軸承座（曲軸箱體）.,2-甩

42、油盤,3-回油螺紋.,4-飛輪,5-飛輪螺栓、螺母,6-曲軸凸緣盤,7-填料油封,回油螺紋的螺旋方向應(yīng)為右旋，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油也被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因?yàn)闄C(jī)油有粘性，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，順著螺紋槽道流回機(jī)油盤。 ,圖2-49回油螺紋的封油原理,(6)曲軸主軸承：,曲軸軸承按其承載方向可分為徑向軸承和軸向（推力）軸承。.,徑向軸承用于支承曲軸，一般用滑動(dòng)軸承，即上、下兩半軸瓦，少數(shù)大功率柴油機(jī)用滾動(dòng)軸承（與球墨鑄鐵鑄成的組合式曲軸對(duì)應(yīng)）。.,軸向（推力）軸承用于限制曲軸的軸向竄動(dòng)（發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸常受到

43、離合器施加于飛輪的軸向力作用而有軸向竄動(dòng)的趨勢(shì)），保證曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件正確的相對(duì)位置。但曲軸受熱膨脹時(shí)，又應(yīng)允許其自由伸長(zhǎng)，故曲軸上的軸向定位裝置必須有，但只能設(shè)于一處，通常設(shè)在中間主軸承處?，F(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常將徑向軸承和推力軸承合而為一，制成翻邊滑動(dòng)軸承。,圖2-50 多層推力軸承 1-凸肩 2-油槽 3-鋼質(zhì)薄壁 4-基層 5-鎳涂層 6-磨耗層 7-油孔 8-卷邊,平面曲拐，相鄰曲拐兩兩相對(duì)（圖2-51），發(fā)火順序是1或12431，發(fā)火間隔角等于720/ 4=180。,(7)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置和發(fā)火順序：曲軸的形狀和各曲拐的相對(duì)位置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和各缸的作功行程交替順序（發(fā)火

44、順序）。.,發(fā)火順序的要求：,(a)發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)循環(huán)，各缸都應(yīng)發(fā)火一次，且各缸作功間隔應(yīng)均勻，即發(fā)火間隔角應(yīng)等于720/ I;.,(b)應(yīng)使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn) ，避免相鄰兩缸發(fā)生進(jìn)氣重疊現(xiàn)象，同時(shí)降低主軸承負(fù)荷。.,直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)：,圖2-51 直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置,空間曲拐，各平面曲拐成120夾角，發(fā)火間隔角是720/ 6=120 （圖2-52），發(fā)火順序是15 3 6 2 4 1或1 4 2 6 3 5 1。,圖2-52 直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置,直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)：,表2-3 直列六缸機(jī)工作循環(huán)表 （發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4-1）,空間曲拐，各平面曲拐成90夾角，發(fā)火間

45、隔角是720/ 8=90 （圖2-53），發(fā)火順序是184365721。,圖2-53 V型八缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置,V型八缸發(fā)動(dòng)機(jī)：,但曲軸的局部（即內(nèi)部）卻受到較大的彎曲力矩，過大會(huì)使主軸承過載，振動(dòng)加劇。因此，四缸機(jī)一般在曲柄的反方向上設(shè)置平衡重，通常采用四塊平衡重，以免曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過大，容易發(fā)生共振，降低發(fā)動(dòng)機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速。六缸機(jī)通常采用八塊平衡重，方案較多。,（ a ）受力分析,（b）平衡重布置,圖2-54 直列四缸機(jī)平衡重作用示意圖,(8)曲軸平衡重布置：,平衡重一般用于平衡發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡的離心力及離心力矩，有時(shí)也被用于部分平衡往復(fù)慣性力。.,對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用的直列四缸機(jī)、六缸機(jī)，從整體

46、上看，旋轉(zhuǎn)慣性力系和一階往復(fù)慣性力系已得到完全平衡（由于曲拐均勻布置且相對(duì)于曲軸中央主軸頸成鏡面對(duì)稱，慣性力合力及其合力矩均為零）（六缸機(jī)二階往復(fù)慣性力系也已得到完全平衡，但四缸機(jī)的二階往復(fù)慣性力系慣性力合力不為零），.,二、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器,曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大，自振頻率愈低，愈易發(fā)生共振，曲軸扭轉(zhuǎn)振幅極大，破壞配氣相位的準(zhǔn)確性，產(chǎn)生沖擊噪聲，甚至導(dǎo)致曲軸因扭轉(zhuǎn)變形過大而斷裂。.,曲軸是一種扭轉(zhuǎn)彈性系統(tǒng)，連桿作用于曲柄銷上的力呈周期性變化，使曲軸轉(zhuǎn)速忽快忽慢，造成曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。.,因此，對(duì)曲軸剛度較小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大、缸數(shù)多及轉(zhuǎn)速高的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般在曲軸前端裝有曲軸扭轉(zhuǎn)減振器，此處扭轉(zhuǎn)振幅最大。,慣

47、性盤5與圓盤3有了相對(duì)角振動(dòng)，橡膠墊4的扭轉(zhuǎn)變形消耗了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能量，振幅減小。,圖2-55 8V100型發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠式扭轉(zhuǎn)減振器,6-帶盤,1、摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)）：,其工作原理是使曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能量逐漸消耗于減振器內(nèi)的摩擦，從而使振幅逐漸減小?？煞譃椋?（a）橡膠式扭轉(zhuǎn)減振器（圖2-55）,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的慣性盤5與薄鋼片制成的減振器圓盤3都同橡膠墊4硫化粘結(jié)，,減振器圓盤3轂部用螺栓固裝于曲軸前端的風(fēng)扇帶輪6上，后者與曲軸前端螺栓固緊，因此，圓盤3與帶輪、曲軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，,1-曲軸前端,2-帶輪轂,3-減振器圓盤,4-橡膠墊,5-慣性盤,橡膠減振器的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、工作可靠，

48、但橡膠對(duì)曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的衰減作用不夠強(qiáng)，而且，橡膠易因摩擦生熱而容易老化。.,兩個(gè)慣性盤1松套在風(fēng)扇帶輪6的輪轂上（之間有襯套），軸向上在帶輪與平衡重4之間，可軸向移動(dòng)，但不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。,2,圖2-56干摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器 1-慣性盤 2-彈簧 3-曲軸 4-平衡重 5-摩擦片 6-帶輪,（b）干摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器（圖2-56）:,這樣，當(dāng)曲軸帶動(dòng)帶輪、平衡重發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，由于慣性盤、帶輪、平衡重與摩擦片之間的摩擦消耗了曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，振幅減小。,在帶輪6與一慣性盤之間以及平衡重4與另一慣性盤之間各有一摩擦片5。裝在兩個(gè)慣性盤之間的彈簧2使慣性盤壓緊摩擦片。,（c）硅油-橡膠式扭轉(zhuǎn)減振器（圖2

49、-57）: 該減振器結(jié)構(gòu)緊湊（質(zhì)量和容積均較?。?、減振性能良好。 減振體2浮動(dòng)地裝在密封外客1中，兩者之間間隙很?。?.50.7mm），其中充滿高粘度的有機(jī)硅油。當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，帶著外殼1一起振動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的減振體2基本上是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，于是兩者之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，使硅油受剪切，摩擦生熱而消耗振動(dòng)的能量，從而減小了扭轉(zhuǎn)振幅。顯然，摩擦使硅溫度升高，粘度下降，對(duì)曲軸的扭振衰減作用減弱。,圖2-57 150系列車用柴油機(jī)粘液摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器 1-密封外殼 2-減振體 3-襯套 4-側(cè)蓋 5-注油螺塞孔,三、飛輪,1、作用：（1）儲(chǔ)存動(dòng)能，克服阻力使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)周而復(fù)始，使曲軸轉(zhuǎn) 速均勻，并使發(fā)動(dòng)機(jī)具有短時(shí)間超載的能力； （2）驅(qū)動(dòng)其它輔助裝置； （3）傳遞扭矩給汽車傳動(dòng)系，是離合器的驅(qū)動(dòng)件； （4）飛輪上正時(shí)刻度記號(hào)作為配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)（柴油機(jī)）、點(diǎn) 火系統(tǒng)（汽油機(jī)）正時(shí)調(diào)整角度用。,2、要