1、機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu),機(jī)體組 活塞連桿組 曲軸飛輪組,1 概述,一、功用 將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而對外輸出動力。 二、組成 1、機(jī)體組 2、活塞連桿組 3、曲軸飛輪組,2 機(jī)體組,機(jī)體組組成：,曲軸箱,機(jī)體,氣缸墊,氣缸蓋,氣缸,油道和水道,油底殼,氣室罩,一、機(jī)體,1、機(jī)體:水冷發(fā)動機(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。,一汽奧迪100汽車發(fā)動機(jī)氣缸體,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

2、殼安裝平面位置不同分為,（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）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。,（3）干缸套和濕缸套,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？,二、曲軸箱,1、概念： 曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。 2、結(jié)構(gòu)： 上軸箱 與氣缸體鑄成一體 下軸箱 貯存潤滑油（油底殼） 3、材料： 薄鋼板沖壓,桑塔納發(fā)動機(jī)油底殼,三、氣缸蓋,1、功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)

3、成燃燒室。 2、工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。 3、材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金（目前國產(chǎn)轎車發(fā)動機(jī)缸蓋均采用鋁合金缸蓋）。,氣缸墊,氣缸蓋,氣缸蓋罩,襯墊,安裝火花塞,4、汽油機(jī)燃燒室,5、柴油機(jī)燃燒室,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、安裝時注意方向,3 曲柄連桿機(jī)構(gòu),一、功用及組成 功用是將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時 將作用在活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩， 以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。 組成：活塞組、連桿組、曲軸飛輪組的零件,氣環(huán),油環(huán),活塞銷,活

4、塞,連桿,連桿螺栓,連桿軸瓦,連桿蓋,活塞連桿組,（一）活塞 1、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)。 2、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)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,二、 活塞組,3、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。,活塞頂分類,結(jié)構(gòu)簡單、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

5、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。,（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活塞環(huán)傳給氣缸壁。,作用：,活塞銷孔,（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：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。,裙部表面的保護(hù),1）鍍錫 油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油機(jī)） 易脆斷可加速磨合，自潤滑。 3）表面粗糙化 有規(guī)律的粗糙化

6、，可加速磨合，溝谷可存機(jī)油潤滑。,（4）活塞形狀,工作時，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,工作時向里變形,桶形,不受壓力的部分，去掉后可以減輕質(zhì)量。,開槽活塞（汽油機(jī)）,絕熱槽,膨脹槽,圓槽,（二）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、極難潤滑。 平均壽命：6萬公里 （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)開口相互錯開，形成迷宮式漏氣通道。

7、 開口端隙一般為0.20.8mm， 端隙過大，漏氣嚴(yán)重； 端隙過小，活塞環(huán)受熱后 易卡死或折斷。,切口,氣環(huán),氣環(huán)斷面形狀：,氣環(huán)的泵油作用演示,（2）油環(huán),刮油片,軸向襯環(huán),徑向襯環(huán),刮油片,油環(huán)的刮油作用,（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。,活塞銷的連接方式,連桿,活塞銷,全浮式,半浮式,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。,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)動變成曲軸的旋

8、轉(zhuǎn) 運(yùn)動。 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,V型發(fā)動機(jī)連桿的布置形式,并列式,主副式,叉式,連桿軸瓦,定位凸鍵,油槽潤滑,減磨合金層,連桿大頭的連接形式,平分式,斜分式,四、 曲軸飛輪組,一）、曲軸飛輪組的組成,起動爪,正時齒輪,主軸瓦,皮帶輪,扭轉(zhuǎn)減振器,飛輪,飛輪螺栓,曲軸,二）、曲軸,1、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν?輸出。還用來驅(qū)動發(fā)動機(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

9、。 3、材料：45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼模鍛 而成。,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：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。,曲柄,桑塔納轎車發(fā)動機(jī)曲軸飛輪組,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)動機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。 3）V型發(fā)動機(jī)左右氣缸盡量交替作功。 4）曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機(jī)工作平衡性好。,2、常見曲軸曲拐的布置,1）四沖程四缸發(fā)動機(jī)曲拐布置,2）四沖程四缸發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序,點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。,3）直列四

10、沖程六缸發(fā)動機(jī)曲軸曲拐布置,四沖程六缸發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序,四）曲軸扭轉(zhuǎn)減振器,（一）扭轉(zhuǎn)振動 自由扭轉(zhuǎn)振動 強(qiáng)迫扭轉(zhuǎn)振動,共振,功率損失、曲軸扭轉(zhuǎn)變形甚至扭斷、正時齒輪產(chǎn)生沖擊噪聲等,臨界轉(zhuǎn)速：發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速,（二）扭轉(zhuǎn)減振器,皮帶盤,慣性盤,橡膠墊,減振器圓盤,皮帶輪轂,曲軸前端,功用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動。,當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，力圖保持等速轉(zhuǎn)動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)振動的能量，消減了扭振。,橡膠摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器,五）飛輪,（一）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，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(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)動機(jī)有可能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機(jī)的動力傳給離合器。,（二）構(gòu)造,飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動慣量,齒圈在發(fā)動機(jī)起動時與起動機(jī)齒輪嚙合，帶動