港口内燃机02章3ppt课件

1 工程机械内燃机工程机械内燃机第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构2内容提纲内容提纲第一节第一节 固定件组固定件组第二节第二节 活塞连杆组活塞连杆组第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组东风东风6100Q-16100Q-1发动机曲轴飞轮组发动机曲轴飞轮组 4第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组别克君威别克君威3.0L3.0L轿车发动机曲轴飞轮组轿车发动机曲轴飞轮组 5第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴1.1.曲轴的功用曲轴的功用 与连杆配合将活塞的往复直线运动转变为曲与连杆配合将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞连杆组传来的力以扭矩轴的旋转运动，并将活塞连杆组传来的力以扭矩的形式对外输出动力，同时驱动配气机构和其它的形式对外输出动力，同时驱动配气机构和其它辅助装置（如风扇、水泵、发电机等）。曲轴是辅助装置（如风扇、水泵、发电机等）。曲轴是发动机最重要的机件之一发动机最重要的机件之一。曲轴是内燃机中成本最高曲轴是内燃机中成本最高(大约占整机的大约占整机的1/10)的零件，的零件，因为它尺寸较大，材料昂贵，形状复杂，加工精密。因为它尺寸较大，材料昂贵，形状复杂，加工精密。6第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴2.2.曲轴的工作条件曲轴的工作条件 曲轴承受周期变化的气体压力和往复、旋曲轴承受周期变化的气体压力和往复、旋转运动质量的惯性力及惯性力矩的作用。因此，转运动质量的惯性力及惯性力矩的作用。因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。曲轴最常见的损坏原因是弯曲和扭转疲劳破坏。所以，曲轴最常见的损坏原因是弯曲和扭转疲劳破坏。所以，保证曲轴有足够的疲劳强度是曲轴设计的首要问题。保证曲轴有足够的疲劳强度是曲轴设计的首要问题。7第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 曲轴由曲轴由主轴颈主轴颈，连杆轴颈（曲柄销）、曲柄连杆轴颈（曲柄销）、曲柄、前端前端和和后端后端、平衡铁平衡铁等组成。一个主轴颈、一个等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐。连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐。直列式直列式内燃机的曲拐数目等于气缸数；内燃机的曲拐数目等于气缸数；V型内燃机的曲型内燃机的曲拐数等于气缸数的一半。拐数等于气缸数的一半。一、曲轴一、曲轴8第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 一、曲轴一、曲轴3.3.曲轴的构造曲轴的构造 9第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 主轴颈主轴颈 主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲轴按支承方式一般可分为两种形式，方式。曲轴按支承方式一般可分为两种形式，一种是一种是全支承曲轴全支承曲轴，另一种是，另一种是非全支承曲轴非全支承曲轴。一、曲轴一、曲轴10第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 主轴颈主轴颈 一、曲轴一、曲轴全支承曲轴全支承曲轴的主的主轴颈数比气缸数轴颈数比气缸数目多一个，即每目多一个，即每一个连杆轴颈两一个连杆轴颈两边都有一个主轴边都有一个主轴颈。这种支承的颈。这种支承的曲轴强度和刚度曲轴强度和刚度都比较好，并且都比较好，并且减轻了主轴承载减轻了主轴承载荷，减小了磨损。荷，减小了磨损。非全支承曲轴非全支承曲轴的主轴颈数比的主轴颈数比气缸数目少或气缸数目少或与气缸数目相与气缸数目相等。这种支承等。这种支承的主轴承载荷的主轴承载荷较大，但缩短较大，但缩短了曲轴的总长了曲轴的总长度，使发动机度，使发动机的总体长度有的总体长度有所减小。所减小。11第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 连杆轴颈连杆轴颈 一、曲轴一、曲轴 连杆轴颈连杆轴颈又叫又叫曲柄销曲柄销，是曲轴与连杆的连，是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。不少曲轴的连杆圆弧过渡，以减少应力集中。不少曲轴的连杆轴颈做成空心的，以减小曲轴质量，降低离心轴颈做成空心的，以减小曲轴质量，降低离心力。力。12第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 曲柄与平衡重曲柄与平衡重 一、曲轴一、曲轴 曲柄曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡内燃机运转时不平衡质面为椭圆形，为了平衡内燃机运转时不平衡质量引起的离心力，以及平衡一部分往复惯性力，量引起的离心力，以及平衡一部分往复惯性力，曲柄处制有曲柄处制有(或紧固有或紧固有)平衡重平衡重，从而使曲轴旋转，从而使曲轴旋转平稳。平稳。平衡重通常设置在曲柄臂相反的方向上。平衡重通常设置在曲柄臂相反的方向上。13第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 前端和后端前端和后端 一、曲轴一、曲轴 曲轴前端曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮（或正时链轮、齿形带轮），驱动风扇和水泵（或正时链轮、齿形带轮），驱动风扇和水泵的皮带轮，以及起动爪等。为了防止机油沿曲的皮带轮，以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。齿轮室盖上装有油封。曲轴后端曲轴后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。油向后窜漏。14第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组3.3.曲轴的构造曲轴的构造 曲轴的轴向定位曲轴的轴向定位 一、曲轴一、曲轴 内燃机运转时，由于曲轴受到配套机具和传内燃机运转时，由于曲轴受到配套机具和传动装置施加的轴向力的作用，而引起曲轴轴向窜动装置施加的轴向力的作用，而引起曲轴轴向窜动，因此，动，因此，曲轴必须有轴向定位曲轴必须有轴向定位（设置推力轴（设置推力轴承），使轴向窜动量限制在承），使轴向窜动量限制在0.10.5mm范围内。范围内。但也应允许曲轴受热后能自由膨胀，所以曲轴轴但也应允许曲轴受热后能自由膨胀，所以曲轴轴向上向上只能有一处设置定位装置只能有一处设置定位装置。常用的轴向定位方法有以下三种：第一主轴常用的轴向定位方法有以下三种：第一主轴颈定位；后端主轴颈定位，中间主轴颈定位。颈定位；后端主轴颈定位，中间主轴颈定位。15第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组4.4.曲拐的布置与发火顺序曲拐的布置与发火顺序 一、曲轴一、曲轴 曲轴的形状和曲拐的布置曲轴的形状和曲拐的布置(即曲拐相对位置即曲拐相对位置)取取决于决于气缸数气缸数、气缸排列方式气缸排列方式和和内燃机的发火顺序内燃机的发火顺序。对多缸内燃机的每一个气缸来说，其工作过对多缸内燃机的每一个气缸来说，其工作过程和单缸机的工作过程完全相同，只不过是要求程和单缸机的工作过程完全相同，只不过是要求它按照一定的顺序工作，即为内燃机的工作顺序，它按照一定的顺序工作，即为内燃机的工作顺序，也叫作也叫作内燃机的发火顺序内燃机的发火顺序。16第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组4.4.曲拐的布置与发火顺序曲拐的布置与发火顺序 一、曲轴一、曲轴u发火顺序的确定原则发火顺序的确定原则（1）连续作功的两缸相距应尽可能远。）连续作功的两缸相距应尽可能远。以减轻主轴以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。（2）各缸发火的间隔时间应相同，四冲程机发火）各缸发火的间隔时间应相同，四冲程机发火间隔角为间隔角为720/i，(i为气缸数目为气缸数目)。也就是说内燃机在也就是说内燃机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，且作功间隔应力求均匀，以保证发动机运转平稳。一次，且作功间隔应力求均匀，以保证发动机运转平稳。（3）V型发动机左右两列气缸应交替发火。型发动机左右两列气缸应交替发火。17第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组四冲程直列式四缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：四冲程直列式四缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：曲拐对称布置于同一平面内。曲拐对称布置于同一平面内。相邻相邻作功作功气缸的曲拐夹角为气缸的曲拐夹角为720/4=180。18第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 四冲程直列式四缸内燃机的工作循环表：四冲程直列式四缸内燃机的工作循环表：19第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 四冲程直列式六缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：四冲程直列式六缸内燃机的发火顺序和曲拐布置：曲拐对称布置于三个平面内。曲拐对称布置于三个平面内。相邻相邻作功作功气缸的曲拐夹角为气缸的曲拐夹角为720/6=120。20第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 四冲程直列式六缸内燃机的工作循环表：四冲程直列式六缸内燃机的工作循环表：21第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 二、曲轴扭转减振器二、曲轴扭转减振器 曲轴扭转减振器的功用曲轴扭转减振器的功用是将曲轴扭转振动的是将曲轴扭转振动的能量逐渐消耗于减振器内部的摩擦，使曲轴扭转能量逐渐消耗于减振器内部的摩擦，使曲轴扭转振动的振幅减小，避免发生共振。常用的曲轴扭振动的振幅减小，避免发生共振。常用的曲轴扭转减振器有橡胶摩擦式减振器、粘液式减振器、转减振器有橡胶摩擦式减振器、粘液式减振器、干摩擦式减振器等。干摩擦式减振器等。22第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组 三、飞轮三、飞轮主要功用：主要功用：用来贮存作功行程的一部分能量，并在用来贮存作功行程的一部分能量，并在非作功行程中释放出来，用于克服运动阻力，带动曲非作功行程中释放出来，用于克服运动阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴旋转角速度和柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴旋转角速度和输出扭矩的均匀性。输出扭矩的均匀性。在飞轮轮缘上有第一缸活塞位于上止点的标记在飞轮轮缘上有第一缸活塞位于上止点的标记(刻刻线或销孔线或销孔)以此作为调整发火时间和配气正时的依据。以此作为调整发火时间和配气正时的依据。多缸内燃机的飞轮与曲轴在装配后要一起进行过多缸内燃机的飞轮与曲轴在装配后要一起进行过动平衡实验。动平衡实验。汽车发动机飞轮外缘还压有齿圈与起动电机的驱动齿轮啮汽车发动机飞轮外缘还压有齿圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用；汽车离合器也装在飞轮上，利用飞合，供起动发动机用；汽车离合器也装在飞轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩擦面，用来对外传递动力。轮后端面作为驱动件的摩擦面，用来对外传递动力。23第三节第三节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴飞轮组视频曲轴飞轮组视频24第二章思考题第二章思考题1曲柄连杆机构由哪些零件组成，其功用是什么？曲柄连杆机构由哪些零件组成，其功用是什么？2试述气缸体的三种构造形式及其特点。试述气缸体的三种构造形式及其特点。3什么是干式缸套什么是干式缸套?什么是湿式缸套什么是湿式缸套?4铝合金活塞活塞在工作中易产生哪些变形？为什么？怎样铝合金活塞活塞在工作中易产生哪些变形？为什么？怎样 应对这些变形？应对这些变形？5什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？6全浮式活塞销有什么优点全浮式活塞销有什么优点?7什么是销座偏置什么是销座偏置?有何作用？有何作用？8全支承曲轴和非全支承曲轴各有何特点？全支承曲轴和非全支承曲轴各有何特点？9曲轴为什么要轴向定位曲轴为什么要轴向定位?为什么只能有一处定位为什么只能有一处定位?10.计算四冲程直列四缸发动机的发火间隔角？画出以计算四冲程直列四缸发动机的发火间隔角？画出以1342次序发火时的发动机工作循环表。次序发火时的发动机工作循环表。11飞轮的主要功用是什么？飞轮的主要功用是什么？