《曲柄连杆机构》PPT课件

第三章曲柄连杆机构,1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组,一、功用,将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。曲柄连杆机构工作示意图.,二、组成,三、工作条件,承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力; 2、汽车行驶中产生的冲击力。,1、机体组,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,机体组是发动机各总成的装配基体，它决定着各个总成的位置关系。 机体组包括气门室罩、气缸盖、气缸垫、气缸体、曲轴箱和油底壳等组成。,曲轴箱,气门室罩,曲轴托架,1）气缸体与曲轴箱,气缸体一般由铸铁或铝合金铸造而成，水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱。,a.按与油底壳安装平面位置不同气缸体分为：,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。,一般式气缸体,b.根据冷却方式不同气缸体分为：,风冷气缸体和气缸盖,风冷式,水冷气缸体和气缸盖,水冷式,c.根据排列方式不同气缸体分为：,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,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。,高度小，总体布置方便。,对置气缸式发动机,d.整体式气缸体和镶嵌式气缸体,整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,2）气缸套,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。,3）曲轴箱,曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 结构： 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳） 材料：薄钢板冲压,桑塔纳发动机油底壳,4）气缸盖(cylinder head),功 用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。 材 料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。,气缸盖上一般装有气门、火花塞或喷油器等，其内部加工有气门座孔、火花塞座孔、油道、水道、推杆孔等。,5)燃烧室(combustion chamber),6)气缸垫,功用：,安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。,安装: 注意方向,材料要求：有弹性、耐热性、耐压性,2. 活塞连杆组,1）活塞(Piston ),功用：直接承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3 5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。 材料：铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁。,活塞结构：,（1）活塞顶部,功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。,活塞顶类型,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。,（2）活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,气环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,活塞销孔,作用： 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,（3）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：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压 力，防治破坏油膜。,裙部表面的保护,1）镀锡 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。,裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形,活塞形状,工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多， 所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴 在销座轴方向。,销座方向,工作时向里变形,不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。,开槽活塞（汽油机）,绝热槽,膨胀槽,圆槽,2）活塞环,是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里,切口,气环,（1）气环 作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。,气环断面形状：,气环的泵油作用,气环的泵油作用演示,防泵油方法： 装油环、 采用扭曲环,（2）油环,刮油片,轴向衬环,径向衬环,刮油片,油环的刮油作用,活塞环安装位置,3）活塞销,作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。,构造： 活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。,活塞销的连接方式,连杆,活塞销,全浮式,半浮式,活塞销的偏置,使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。,4）连杆(Connecting rod),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。,连杆组件分解图,连杆的布置,V型发动机连杆的布置形式,并列式,主副式,叉式,直列发动机连杆的布置形式,连杆轴瓦,定位凸键,油槽润滑,减磨合金层,连杆大头的连接形式,平分式,斜分式,3. 曲轴飞轮组,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,飞轮螺栓,曲轴,1）曲轴(Crank ),功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。 工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。,结构：,曲轴的支承方式,概念：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。,曲拐的布置,一般规律 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。 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。 V型发动机左右气缸尽量交替作功。 曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。,曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。,四冲程四缸发动机曲拐布置及点火顺序,四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置及点火顺序,扭转减振器,多用橡胶摩擦式扭转减振器，其功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。,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。,2）飞轮(Flywheel ),功用：将在作功行程中输入于曲轴的能量的一部分贮存起来，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。,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。,一缸上止点记号,