1、第二節(jié) 曲柄連桿機(jī)構(gòu),概述 機(jī)體組 活塞連桿組 曲軸飛輪組,2-2-1 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,2-2-2 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,一、氣缸體：,1、氣缸體:,2、氣缸體的分類：,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。,（1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為,（2）根據(jù)冷卻方式不同,A、水冷 B、風(fēng)冷,（

2、3）根據(jù)氣缸的排列方式,結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機(jī)長度和高度較大。,縮短了機(jī)體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。,高度小，總體布置方便,對置氣缸式發(fā)動機(jī),（4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體,A、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。 B、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。,（5）干式和濕式：,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、氣缸蓋、氣缸墊和氣缸蓋罩：,功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。 工作條件：因接觸高溫燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。 材料：

3、灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。,氣缸墊,氣缸蓋,氣缸蓋罩,襯墊,安裝火花塞,燃燒室,氣缸墊,A、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。 B、材料：有彈性、耐熱性、耐壓性 C、安裝時注意方向,三、油底殼：,1、概念：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。 2、作用：貯存機(jī)油并封閉曲軸箱。 3、材料：薄鋼板沖壓,桑塔納發(fā)動機(jī)油底殼,四、發(fā)動機(jī)的支承： 1、三點(diǎn)支承：可布置成一前兩后或二前一后。 2、四點(diǎn)支承：前后各有兩個支承點(diǎn)。,2-2-3 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,一、活塞： 1、功用：承受氣體壓力并通過活塞銷和連

4、桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)；此外，活塞還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。 2、工作環(huán)境：活塞頂部直接與高溫燃?xì)馔诮佑|，活塞受周期性變化的氣體壓力和慣性力的作用且散熱及潤滑條件差。 3、要求： （1）足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是活塞環(huán)槽區(qū)域要求有較大的強(qiáng)度，以免活塞被擊碎。 （2）較小的質(zhì)量，以保持較小的慣性力。 （3）耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙。 （4）良好的導(dǎo)熱性和合理的熱膨脹性，以便有合理的安裝間隙。 （5）活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)。,4、材料：（1）鋁硅合金：質(zhì)量小 導(dǎo)熱性好； （2）灰鑄鐵 5、結(jié)構(gòu)：分為活塞頂部、頭部和裙部三部分。,（1）活塞頂部:是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。活塞

5、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：由活塞頂至最下面一道活塞環(huán)槽之間的部分。,氣環(huán)槽,油環(huán)槽,工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。,1、承受氣體作用力，并通過活塞銷傳給連桿。 2、安裝活塞環(huán)，并與活塞環(huán)共同起密封作用。 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,活塞頭部一般做得較厚，從活塞頂?shù)江h(huán)槽區(qū)的斷面變化要盡可能圓滑，過渡圓角R應(yīng)足夠大。 有的發(fā)動機(jī)活塞在第一道環(huán)槽上面車出較環(huán)槽窄的隔熱槽。,為了

6、保護(hù)和加強(qiáng)活塞環(huán)槽可在鋁合金活塞環(huán)槽部位鑄入由耐熱合金鋼制造的環(huán)槽護(hù)圈。,（3）活塞裙部：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，防止破壞油膜。,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)動間隙，制造活塞時通常采取下列措施： A、沿活塞裙部高度方向上制成近似的圓錐形。 B、將活塞裙部制成橢圓形，橢圓的長軸在垂直于銷座孔軸線的方向上。 C、活塞裙部開絕熱槽和膨脹槽。 D、采用雙金屬活塞。 其他保護(hù)措施： 在活塞裙部表面涂以保護(hù)層，可以改善鋁合金活塞的磨合性：主要有鉛保護(hù)層、錫保護(hù)層、石墨保護(hù)層、磷化保護(hù)層等。,活塞銷座孔的

7、中心線一般位于活塞中心線的平面內(nèi)。但有些高速發(fā)動機(jī)將活塞銷座中心線向在做功行程承受側(cè)壓力的一面偏移1-2。,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。,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)斷面形狀：,（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

8、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。,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)動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。,連桿組件分解圖,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,2-2-4 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廨敵?。還用來驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配

9、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、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,曲軸的分類：整體式和組合式。,曲軸的支承方式：在相鄰的兩個曲拐之間都設(shè)置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲軸。,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

10、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)