曲柄连杆机构讲义ga

本章讲述内容： 2.1 概述 2.2 机体组 2.3 活塞连杆组 2.4 曲轴飞轮组,第二章 曲柄连杆机构(5h),2.1 概 述一、曲柄连杆机构的功用及组成,(一）功用： 将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。 (二）组成： 机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等； 活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等； 曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。,(三）工作条件,高温：最高可达 2500K以上 高压：最高可达 5MPa9MPa 高速：最高可达 3000 r/min6000 r/min 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。,（四）受力分析 曲柄连杆机构受的力主要有气压力Fp，往复惯性力Fj ，旋转离心力FC 和摩擦力F。,1、 气压力：气压力 的集中力Fp分解为侧压力Fp1和Fp2，Fp1分解为FR和FS， FR 使曲轴主轴颈处受压， FS为周向产生转矩的力。,(1)作功行程：侧压力 Fp1向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重,Fp2,Fp1,Fp,FR,FS,Fp1,(2)压缩行程：侧压力FP2向右，活塞的右侧面压向气缸壁，右侧磨损严重。,2、 往复惯性力Pj：从上止点向下止点运动，活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。 在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。,Pj,3、 离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。,Pc,3、 离心惯性力PC：,4、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。,4、摩擦力F：,五、总结： 偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，其方向沿曲柄半径向外。 曲轴转速愈高，往复惯性质量和旋转惯性质量愈大，则往复惯性力与离心力愈大，惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈（轴承）受周期性变化的附加负荷，加快磨损。若不加以平衡，惯性力传到气缸体外，引起发动机的振动。 曲柄连杆机构（包括机体组）各有关零件受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。,机体组组成：,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,气缸盖罩,2.2 机 体 组,气缸盖罩垫圈,气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，简称气缸体。 （一）功用：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。 1、内腔 （1）形成气缸工作容积； （2）活塞运动导向。 2、外腔 （1）各机构和系统的装配基体； （2）散热。,一、气缸体,（三）材料和工艺： 1、材料 （1）气缸套：优质合金铸铁或合金钢 （2）气缸体：灰铸铁或铝合金,2、气缸工作表面制造工艺（2级加工精度）,（1）精镗 （2）珩磨（网纹状）,1、改善磨合条件，磨合 2、避免拉缸（金属熔着磨损）时间短,（二）要求： 1、耐高温、高压 2、耐磨损 3、耐腐蚀 4、足够的刚度和强度,（三）气缸体结构分类：,（a）一般式,（b）龙门式,（c）隧道式,（a ） 曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面上 。 优点是制造方便，质量轻，高度低，但刚度低，适用于汽油机。,(b)油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心,(c)气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式,1、按气缸体结构形式分为：,性能与应用比较,2、按冷却方式分： （1）水冷式：气缸体内铸有冷却水套 （2）风冷式：气缸体外铸有散热片,水冷发动机和气缸盖,风冷发动机的气缸体和气缸盖,散热片,冷却水,冷却水,3、按镶缸套方式分： （1）干式缸套：图（a）所示，不直接与冷却水接触，薄壁（1-3mm），过盈压配在气缸体内孔中。 优点 ：密封性好，气缸体刚性好，缸心距小，曲轴不易变形。,缺点： a 、制造成本增加：气缸体内孔、缸套外圆亦需精加工，且薄壁缸套刚性差，加工装夹时易变形。 b、热负荷增加：缸套外圆与气缸体内孔理论上是完全接触，但加工误差使之不可能完全接触，因而散热面积小，影响缸套散热，必然使缸套、活塞等热负荷严重。 c、气缸体铸造工艺性差： 水套封闭，去渣困难。,气缸套,水套,气缸体,图 2-6 （a）干式气缸套,（2）湿式缸套： 气缸体水套敞开，缸套与冷却水直接接触，薄厚（5-9mm），缸套下端带橡胶封水圈，气缸套外圆上大，下小（因为气缸套下端带1-3道橡胶封水圈），且上端与气缸体内孔配合紧，下端配合松，以方便推入气缸体内孔。,湿式缸套压配在气缸体内孔时，上部凸肩顶面高出气缸体顶面0.05-0.15 mm，这样紧固缸盖时，可将缸垫压得更紧，以密封燃气。 优点：气缸套冷却好；制造成本低；气缸体铸造工艺性好。 缺点： 气缸体刚性差，容易变形，易漏气、漏水；缸心距增加，曲轴易变形；气缸套外圆表面易产生穴蚀现象，常见涂漆。,0.050.15mm,气缸套,水套,气缸体,橡胶封水圈,图 2-6 （b）湿式气缸套,（轴向定位）,（径向定位）,（径向定位）,干式气缸套和湿式气缸套比较,强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,散热良好、冷却均匀、加工容易。 强度和刚度不如干缸套，易漏水。,4、根据气缸的排列方式分：,直列式：结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。 V型：缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。 对置式：高度小，总体布置方便。,直列式,V型,对置式,5、整体式气缸体和镶嵌式气缸体,(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 (2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,气缸盖罩,气缸盖,气缸垫,衬垫,安装火花塞,二、气缸盖与气缸垫,（一）气缸盖 1、组成：气缸盖上应有进、排气门座及气门导管 和进、排气门通道等。 2、作用：（1）密封气缸上部； （2）构成燃烧室（与气缸壁、气缸垫和 活塞顶一起）； （3）构成供给系中进、排气系统及冷却 系、润滑系的一部分（铸有进、排 气通道及冷却水套或散热片、润滑 油道）。 3、要求：（1）耐高温、高压； （2）耐腐蚀； （3）足够的刚度和强度。,（2）灰铸铁或合金铸铁：（大部分柴油机） a 、刚度、强度高； b 、耐高温； c 、导热性差:缸盖底面鼻梁区易开裂； d 、质量重。,4、材料： （1）铝合金压铸：（汽油机及少数柴油机） a、质量轻、导热性好； b、铸造流动性好（风冷发动机散热片铸造容易）； c、刚度低:易变形导致漏气漏水； d、强度低:气缸盖螺栓孔易拉毛； e、不耐高温:超过350C，强度急剧降低。,5、燃烧室,结构尽可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损失及缩短火焰行程。 使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧。,燃烧室形状对发动机的工作影响很大。 (1)要求：,汽油机燃烧室形状,燃烧室比较,（二）气缸垫,1、作用：密封,燃气 冷却水、机油,2、要求：,（1）一定的强度要求 （2）耐热、耐腐蚀 （3）一定的弹性,a、密封 （变形以补偿结合面的不平度） b、能重复使用 （在一定公差内）,3、材料与结构： 金属-石棉气缸垫； 实心金属片气缸垫； 加强型无石棉气缸垫。,安装注意： 金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。 光滑面朝向气缸体。,4、气缸盖螺栓的拧紧次序： 必须由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扭力扳手按工厂规定的数值拧紧，一则保证密封性，二则避免损坏气缸垫，三则保证压缩比的一致性。铝合金制成的气缸盖到最后必须在发动机冷的状态下拧紧，,丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装卸顺序,这样，发动机热 起来时会增加密封性，因为铝合金气缸盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工作初始后不久会松弛。,三、油底壳 1、作用：储存机油并密封曲轴箱。 2、要求：（1）结合面平整，密封性好 （2）刚性好，避免振动、机械噪声过大 （3）散热性好 3、材料与结构： 材料：低碳合金钢板或铝合金冲压而成； 结构：为了加强油底壳内机油的散热，油底壳底部铸有散热肋片。油底壳形状后部一般做得较深，以便发动机纵向倾斜时机油泵能吸到机油。内设有挡油板，避免油面波动太大，机油泵吸进气泡，供油不,桑塔纳轿车油底壳结构,畅。油底壳底部装有磁性放油塞，吸集机油中的金属屑，减少磨损。,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,2.3 活塞连杆组,连杆衬套,定位套筒,活塞销卡簧,组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆,1、作用：（1）构成燃烧室； （2）传递动力。,2、要求： 铝合金(质量小,导热性好);灰铸铁,一、活塞,3、材料与工艺：,（1）材料： a、共晶铝硅合金（铸铝、锻铝）； （质量小，导热性好，适用于一般发动机） b、组合式：上半部用钢，下半部用铝合金，沉头螺 栓连接。 1、刚度好，高温强度高； 2、热膨胀系数低，配缸间隙小； 仅适用于极少数大功率 强化柴油机 3、耐磨（环槽）； 4、质量居中。,（2）工艺：,a、铸造：质量大，加工工序多； b、锻造：居中； c、模锻：质量小，加工少。,4、结构特点：,（1）基本结构：由顶部、头部、裙部组成（图2-20所示）。,图220 活塞结构,1活塞顶部,2活塞头部,3活塞裙部,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,a、顶部： 组成燃烧室，易热裂、压碎，要求加工应光洁，材料应阻热。,活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 作用： 安装活塞环； 与活塞环一起密封气缸； 防止可燃混合气漏到曲轴箱内； 将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,气环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,活塞销孔,活塞裙部,位置： 从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用： 导向作用; 承受侧压力; 防止破坏油膜。,冷态敲缸现象： 冷态装配间隙若无或过小，则由于活塞工作时的机械变形和热变形时裙部直径增大，容易拉伤气缸壁（又称拉缸），轻则造成漏气、窜机油，重则活塞卡死。 由于冷态装配间隙的存在:活塞工作时侧压力方向的交替变化，活塞越过上止点时，时而是活塞的次推力面侧贴紧气缸壁，时而是活塞的主推力面侧贴紧气缸壁，形成金属敲缸声音，加剧裙部磨损。显然，发动机冷车时敲缸现象严重。,减轻冷态敲缸现象的主要结构措施： 1、定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm2mm。 2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。,3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。,（1）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。,为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：,（2）预先做成椭圆形。将销座外端面在铸造时凹陷0.5-1mm，或截去一小部分。 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。,（3）活塞裙部开槽（汽油机）,横向绝热槽,纵向膨胀槽,绝热槽,膨胀槽,（4）采用双金属活塞： 为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内铸入或嵌入膨胀系数低的钢片。 恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍33%36%的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的1/10，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。,活塞的冷却,高强化发动机尤其是活塞顶上有燃烧室凹坑的柴油机，为了减轻活塞顶部和头部的热负荷而采用油冷活塞。 1)自由喷射冷却法。 2)振荡冷却法。 3)强制冷却法。 强制冷却法广为增压发动机所采用。,拖鞋式活塞,在保证裙部有足够承压面积的条件下，将不承受侧向力一侧的裙部部分地去掉，即为半拖鞋式裙部；若全部去掉则为拖鞋式裙部。 优点是：质量轻，比全裙式活塞轻1010，适应高速发动机减小往复惯性力的需要。裙部弹性好，可以减小活塞与气缸的配合间隙。能够避免与曲轴平衡重发生运动干涉。,二、活塞环：分成气环和油环两大类。,（一）作用：,2、油环：,1、气环： 平均寿命： 6万公里,图2-25 活塞环,（1）密封（防止燃气漏入曲轴箱）； 是主要作用，是传热作用的前提。 （2）传热（将活塞头部吸收的70%80%的热量传导给气缸壁）。,（1）润滑（气缸壁上铺油膜）； （2）刮油（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）； （3）辅助密封。,（二）工作环境：,（1）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重； （2）交变的弯曲应力 （气缸壁沿高度方向有加工锥度，环有开口）。,（三）要求：,（四）材料：,（1）足够的强度、冲击韧性； （2）耐高温（第1道气环）、耐磨。,（1）一般用合金铸铁，少数高速强化柴油机用钢片环以提高 弹力和冲击韧性）； （2）第1道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬（硬度高，并 能储存少量机油，以改善润滑条件）； （3）其余气环一般镀锡（铸铝活塞）或磷化（锻铝活塞） （以改善磨合性能）。,（五）气环的密封机理：,第一密封面（气环装入气缸时产生的初始弹力Pa）； 第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径缸径，装缸后在其弹力F1 作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。,第二密封面（燃气压力P1）； 气环的切口端呈迷宫式布置（减少漏气）。 第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P2，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。,Pa,F,Pj,P1,P2,图2-28 气环的切口形状,（六）气环的结构特点： （1）切口形状： 1）直角切口：工艺性好，密封效果差； 2）阶梯切口：密封好，工艺性差； 3）斜切口：介于中间，但套装时尖角易折断； 4）带防转销钉槽切口：方向不可装反，否则，漏气量急剧增加。,气环的泵油作用,矩形断面的气环随活塞作往复运动时，会把气缸壁上的机油不断送人气缸中。这种现象称为“气环的泵油作用”。,（1）增加了润滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏； （4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性； （5）加剧了气缸的磨损。,活塞环泵油作用的危害,2）扭曲环：,a)正扭曲环：内圆上边缘切去部分金属或外圆下边缘切去 部分金属；,b)反扭曲环：内圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去 部分金属；,图2-30 气环的断面形状,（ a）正扭曲内切环,（b）反扭曲内切环,图2-31 扭曲环的作用原理,扭曲环成因见图2-31所示：,活塞环装入气缸后，其外侧气缸壁的作用力F1与内侧环的弹力F2不在一条直线上，于是产生扭曲力矩M，从而使环的边缘与环槽的上下侧平面都接触，避免了因环在环槽内的上下窜动造成的“泵油”现象。 环的扭曲变形应使环的端面与气缸壁形成的楔形尖角向下。这样，活塞向上运动时，因“油楔”作用使环悬浮于气缸壁，改善润滑，减少摩擦阻力；活塞向下运动时，向下刮油。但如果装反使尖角朝上，则活塞向上运动时，向上刮油，机油消耗率剧增，排气冒蓝烟。,扭曲环的优点：,a)密封性、磨合性好（线接触）； b)防止“泵油”现象； c)形成油楔，改善润滑； d)提高刮油能力。,扭曲环的缺点：,a)扭转角不超过1，工艺性差； b)不可装反，否则机油消耗率成倍增加，环上有朝上记号。,a)工艺性差（凸圆弧面难加工）； b)仍有“泵油”现象。,（d）锥面环,优点：,缺点：,a)活塞上下移动时均能形成油楔作用，改善润滑； b)避免棱缘负荷，能很好适应活塞的摆动及气缸表面； c)密封性改善。,3）锥面环：小锥角，不超过2，方向不可装反。 优缺点同扭曲环，但仍有“泵油”现象。,4）桶面环：与气缸壁凸圆弧面接触。,（f）桶面环,图2-30 气环的断面形状,缺点是环上、下两侧平面难以精磨，工艺性差，仍有“泵油”现象。,5）梯形环：,如图2-32所示，侧压力方向的交替变化，使环槽间隙时而减小，时而增大，间隙中的结焦被挤出，避免环因粘结而折断，常做第一道气环。,（e）梯形环,（a）间隙变化,（b）受力情况,图2-32 梯形环工作示意图,气环的断面形状,气环断面形状：,作用： 布油(活塞上行) 刮油(活塞下行) 密封(辅助作用),（七）油环,图2-33 油环的刮油作用,（a）,（b）,油环的结构特点：,油环 置于最后一道环槽，背隙内气体压力极低，因此，油环置于气缸内时，必须具有较大的初始弹力。,普通油环,组合油环,（3）油环分为两种类型：,（a）异向外倒角油环 （b）同向外倒角油环 （c）同向内倒角油环 （d）鼻式油环 （e）双鼻式油环,油环的刮油作用,油环的刮油作用,将气缸壁上多余的机油刮下来经活塞上的回油孔流回油底壳。,三、活塞销与销座,（一）活塞销,1、作用：,连接活塞和连杆小头，传递动力。,2、要求：,3、材料与工艺：,一般为低碳钢或低碳合金钢，经表面渗碳或渗氮热处理以提高心部冲击韧性和表面硬度，然后进行精磨和研磨。.,（1）足够的刚度、强度和冲击韧性； （2）表面耐磨； （3）质量小。,图 2-36 活塞销的内孔形状,4、结构特点：管状（图 2-36所示）,（1）等截面圆柱形：易加工，但质量大； （2）两段截锥形：等强度梁，质量小，但难加工； （3）组合形：居中。,连杆,活塞销,全浮式：活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。,半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车,形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。,5、活塞销连接方式：,装配时，应先将铝合金活塞预热（7090C的水或油中加热），然后将销装入。,四、连杆,1、作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。,连杆小头,杆身,连杆大头,3、要求：在质量尽可能小的前提下有足够的刚度和强度。,刚度不足的后果： （1）大头孔失圆：烧轴瓦，甚至咬死。 （2）杆身弯曲：偏磨，漏气，窜机油。,2、工作特点： 复杂平面运动，承受压缩、拉伸、弯曲等交变载荷。,4、材料与工艺：中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成。,5、结构特点： 由连杆小头、杆身、连杆大头（包括连杆盖）三部分组成。,一般压入减磨的锡青铜衬套，小头顶部铸有工艺凸台，减重用；小头顶部开有润滑油槽，收集飞溅油雾，润滑活塞销。,（1）连杆小头,通常做成“工”字形断面，以求在刚度足够的前提下尽可能减少惯性质量，有的杆身钻有润滑油道。,（2）杆身：,通常做成分开式的，以便于拆装活塞连杆组，被分开的部分叫连杆盖，两者之间用连杆螺栓连接。连杆与连杆盖之间有配对记号，拆装时应注意一致。,图2-39 连杆装配标记,（3）连杆大头：,连杆大头孔内过盈压入上、下两半薄壁钢轴瓦，在其内表面上涂有0.30.7mm厚的减磨合金层，具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用，主要有巴氏合金、铜铝合金、高锡铝合金。轴瓦背面制有定位凸肩，防止轴瓦转动；轴瓦内表面开有油槽用以储油和作垃圾槽用。,6、汽车发动机连杆分类：,（1）平切口：,连杆大头沿着与杆身轴线垂直的方向切开，汽油机和较小功率柴油机用。,定位可靠，结构简单（利用连杆螺栓上经过精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与精加工的连杆螺栓孔来保证）；,连杆大头沿着与杆身轴线成3060 夹角切开，常用于曲柄销直径较粗的较大功率柴油机，否则，连杆大头尺寸太大，无法从气缸中拆下活塞连杆组。,定位不可靠（切口方向受到附加剪切力，连杆螺栓易剪断，连杆盖脱落会击穿气缸体）。,优点是：,（2）斜切口：,缺点是：,平切式,斜切式,螺栓杆身定位 止口定位 套筒定位 锯齿定位,并列式,主副式,叉式,7、 V型发动机连杆分类：,1、并列式 优点：连杆可以通用，两列气缸的活塞连杆组运 动规律相同。 缺点：两列气缸轴心线沿曲轴轴向错开一段距离， 使曲轴长度增加，刚度降低。 2、主副式 优点：减小了发动机的轴向尺寸； 缺点：主副连杆不能互换，运动规律和受力不同。 3、叉型式 优点：运动规律相同 缺点：结构复杂，工艺性差，刚度较低。,1、起动爪,2.4曲轴飞轮组,2、起动爪锁紧垫圈,3、扭转减震器,4、带轮,5、挡油片,6、定时齿轮,7、半圆键,8、曲轴,9、主轴承上下轴瓦,10、中间轴瓦,11、止推片,12、螺柱,13、润滑脂嘴,14、螺母,15、齿环,16、圆柱销,17、一、六气缸活塞处在上止点时的记号（钢球）,图2-44 桑塔纳2000时代超人轿车 AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图,曲轴带轮,曲轴正时齿形带轮,曲轴链轮 （驱动油泵）,止推片,主轴承下轴瓦,转速传感器脉冲轮,飞轮,飞轮齿圈,曲轴正时齿形带轮,凸轮轴正时齿形带轮,正时齿形带,水泵齿形带轮,张紧轮,1、作用：,一、曲轴,（1）.把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。 （2）.驱动配气机构及其它附属装置。,2、工作条件：,3、要求：,（3）旋转惯性力系达到良好的平衡（离心力合力及 其合力矩为零时称为完全平衡，亦称动平衡）。,4、材料及工艺：,（1）多采用优质中碳钢或中碳合金钢如铬镍钢（18CrNi5）、铬铝钢（34CrAl16）模锻而成，主轴颈和曲柄销工作表面均需高频淬火或氮化，再经过精磨；其轴颈圆角过渡处不经淬火，采用滚压强化工艺，以提高疲劳强度。优点是机械疲劳强度高，轴颈直径可以较细，发动机结构紧凑，但表面加工质量要求高，否则，容易引起应力集中。,承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由此产 生的扭矩、弯矩的共同作用。,（1）足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性；,（2）各工作表面润滑良好、耐磨；,前端轴,连杆轴颈,曲轴轴颈,后端轴,平衡重,曲拐,曲柄,5、曲轴的基本组成： 前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端轴等，一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。,6、曲拐数决定因素：,1）发动机的气缸数 2）发动机的排列方式 故： 1）直列发动机的曲拐数等于气缸数 2）V型和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半,7、曲轴的支承方式,在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。,8、平衡重： 曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。曲柄上的平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。减轻或消除弯曲变形。,9、润滑：曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈和连杆轴颈。,1-主轴颈；2-曲轴；3-连杆轴颈；4-圆角；5-积污腔；6-油管；7-开口销；8-螺塞；9-油道；10-挡油盘；11-回油螺纹 ；12-飞轮结合盘,前端,作用：前端用来安装正时齿轮、皮带轮、扭转减振器及起动爪等； 由于曲轴前端伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，在曲轴前设有防漏装置甩油盘，当被齿轮挤出和甩出的润滑油落到甩油盘上时，沿壁面流回油底壳中。,后端： 作用：后端有飞轮结合盘(凸缘盘)，用来安装飞轮。,前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。,曲轴后端,回油螺纹,Fr,Fr1,Fr2,10、曲轴的轴向限位,通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。,（翻边轴瓦）,1） 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。 2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。 比如：四缸机：1-3-4-2或1-2-4-3 六缸机：1-5-3-6-2-4； 3） V型发动机左右气缸尽量交替作功。 4） 曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。,（1）一般规律,11、四冲程四缸发动机曲拐布置,（2）常见曲轴曲拐的布置,对缸数为i的发动机而言，其发火顺序为： 四行程：720/i 二行程：360/i, 四行程四缸发动机的发火顺序和曲拐布置,点火顺序：各缸完成同名行程的次序。,功,功,功,功,1 3 4 2,四行程四缸发动机的曲拐布置,直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置,发火顺序：1-5-3-6-2-4,功,功,功,功,功,功,六缸四行程发动机的曲拐布置,发火顺序：1-5-3-6-2-4 或：1-4-2-6-3-5,八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车SV100型发动机）,1-8-4-3-6-5-7-2,二、曲轴扭转减振器,作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转 动平稳，可靠工作。,种类：橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。,皮带盘,惯性盘,橡胶垫,减振器圆盘,皮带轮毂,曲轴前端,当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。,橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图,三、飞轮,（一）功用：,将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。,（二）构造,飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量。,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。,飞轮上的标记符号：,在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。,解放CA6102型发动机的记号是 ：上止点 16 奥迪100飞轮上有“0”标记。,例如：,标记,小 结,活塞连杆组,作用及组成,曲轴飞轮组,掌握飞轮的作用,结束,