汽车发动机曲柄连杆机构

一 、 曲 柄 连 杆 机 构 的 作 用 及 组 成v 作 用 ： 提 供 燃 烧 场 所 ， 把 燃 烧 后 气 体 作 用 在 活 塞 顶 上 的 膨 胀压 力 转 变 为 曲 轴 旋 转 的 转 矩 ， 不 断 输 出 动 力 。v 组 成 ： 机 体 组 、 活 塞 连 杆 组 、 曲 轴 飞 轮 组 。 二 、 机 体 组 ：1、 机 体 组 ： 气 缸 体 、 曲 轴 箱 、 油 底 壳 、 气 缸套 、 气 缸 盖 和 气 缸 垫 -不 动 件 曲 轴 箱气 缸 体 气 缸 垫气 缸 盖 气 缸 油 道 和 水 道油 底 壳 1、 汽 缸 盖 与 汽 缸 盖 衬 垫 结 构 特 点 ： 安 装在 气 缸 体 的 上 面 ，从 上 部 密 封 气 缸并 构 成 燃 烧 室 。它 经 常 与 高 温 高压 燃 气 相 接 触 ，因 此 承 受 很 大 的热 负 荷 和 机 械 负荷 。 气 缸 盖 上 还装 有 进 、 排 气 门座 ， 气 门 导 管 孔 ，用 于 安 装 进 、 排气 门 ， 还 有 进 气通 道 和 排 气 通 道等 。1.作 用 ： 保 证 气 缸 体 与 气 缸盖 间 的 密 封 ， 防 止 漏 水 、 漏气 。 1） 作 用 ： 保 证 缸 体 与 缸 盖 间 的 密 封 ， 防 止 漏 水 、 漏 气 、窜 油 。2） 材 料 ： 有 弹 性 、 耐 热 性 、 耐 压 性3） 安 装 时 注 意 方 向 ： 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 。 结 构 特 点 ： 气 缸 垫 材料 要 有 一 定 的 弹 性 ，能 补 偿 结 合 面 的 不 平度 ， 以 确 保 密 封 ， 同时 要 有 好 的 耐 热 性 和耐 压 性 ， 在 高 温 高 压下 不 烧 损 、 不 变 形 。目 前 应 用 较 多 的 是 铜皮 棉 结 构 的 气 缸垫 ， 由 于 铜 皮 棉气 缸 垫 翻 边 处 有 三 层铜 皮 ， 压 紧 时 较 之 石棉 不 易 变 形 。 有 的 发 动 机 还 采 用 在 石 棉 中心 用 编 织 的 钢 丝 网 或有 孔 钢 板 为 骨 架 ， 两面 用 石 棉 及 橡 胶 粘 结剂 压 成 的 气 缸 垫 。 汽 油 机 燃 烧 室要 求 ： 结 构 紧 凑 ， 冷 却 面 积 小 ； 能 使 混 合 气 在 压 缩 行 程 中 形 成 良 好 的 涡 流 运 动 类 型 名 称 特 点 示 意 图 应 用半 球 形 结 构 紧 凑 、 排 气 效 果 好火 焰 行 程 短 、 燃 烧 速 率高 、 热 损 失 小 、 热 效 率高 桑 塔 纳 夏利 富 康楔 形 结 构 简 单 、 紧 凑 、 散 热面 积 小 、 热 损 失 少 ； 火花 塞 置 于 燃 烧 室 最 高 处 ，火 焰 传 播 距 离 长 ,燃 烧速 度 较 快 切 诺 基 盆 形 工 艺 性 好 、 成 本 低 、 进排 气 效 果 不 如 半 球 形 燃烧 室 ,燃 烧 速 度 较 低 捷 达奥 迪 2、 汽 缸 体气 缸 体 是 发 动 机 的 基 础 骨 架 ， 它 不 仅 要 承 受 着 高 温 高 压 气 体 的 作 用力 ， 而 且 发 动 机 的 几 乎 所 有 零 件 都 安 装 在 气 缸 体 上 ， 因 此 气 缸 体 应具 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 。根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式，如图2-24。 名 称 性 能 应 用 一 般 式（ 平 分 式 ） 机 体 高 度 小 、 重 量 轻 、 结 构 紧 凑 ， 便 于 加工 拆 卸 。 刚 度 和 强 度 差 。 492Q汽 油 机 ， 90系 列柴 油 机 。 （ 中 小 型 ）龙 门 式 强 度 和 刚 度 较 好 。 工 艺 性 差 、 结 构 笨 重 、加 工 困 难 。 （ 大 中 型 发 动 机 ） 捷 达 轿 车 、 富 康 轿 车 、桑 塔 纳 轿 车隧 道 式 结 构 紧 凑 、 刚 度 和 强 度 好 。 难 加 工 、 工 艺性 差 、 曲 轴 拆 卸 不 方 便 。 主 轴 承 同 轴 度 易保 证 ， 主 轴 承 用 滚 动 轴 承 负 荷 较 大 的 柴 油 机上 。油 底 壳安 装 平面 和 曲轴 旋 转中 心 在同 一 高度 。 气 缸 体 上 曲轴 的 主 轴 承孔 为 整 体 式 。油 底 壳 安 装平 面 低 于 曲轴 的 旋 转 中心 。 3、 油 底 壳 结 构 特 点 ： 受 力 很 小 ， 一 般采 用 薄 钢 板 冲 压 而 成 ， 其 形状 取 决 于 发 动 机 的 总 体 布 置和 机 油 的 容 量 。 油 底 壳 内 装有 稳 油 挡 板 ， 以 防 止 汽 车 颠动 时 油 面 波 动 过 大 。 油 底 壳底 部 还 装 有 放 油 螺 塞 ， 通 常放 油 螺 塞 上 装 有 永 久 磁 铁 ，以 吸 附 润 滑 油 中 的 金 属 碎 屑 ， 减 少 发 动 机 的 磨 损 。 在 上 下曲 轴 箱 接 合 面 之 间 装 有 衬 垫 ，防 止 润 滑 油 泄 漏 。 1) 功 用 ： 贮 存 和 冷 却 机 油 并 封 闭 曲 轴 箱 。2) 构 造 ： （ 1） 用 薄 钢 板 冲 压 而 成 。 (2)内 部 设 有 稳 油 挡 板 ， 以 防 止 汽 车 振 动 时 油 底 壳 油 面 产 生 较 大 的 波 动 。 (3)最 低 处 有 放 油 塞 (磁 性 )。 (4)曲 轴 箱 与 油 底 壳 之 间 有 密 封 衬 垫 。 三 、 活 塞 连 杆 组 1、 活 塞v （ 一 ） 功 用1、 与 气 缸 盖 、 气 缸 壁 等 共 同 组 成 燃 烧 室 ；2、 承 力 传 力 ： 承 受 气 体 压 力 ， 并 将 此 力 传 给 连 杆 ， 以 推 动曲 轴 旋 转 。v （ 二 ） 材 料 ： 汽 车 发 动 机 活 塞 广 泛 采 用 铝 合 金 。 其 特 点 为1、 质 量 小 （ 约 为 铸 铁 活 塞 的 50% 70%） ；2、 导 热 性 好 （ 约 为 铸 铁 的 三 倍 ） ；3、 热 膨 胀 系 数 大 。 v （ 三 ） 组 成根 据 其 作 用 ， 活 塞 可 分 为 顶部 、 环 槽 部 、 裙 部 和 活 塞 销 座 四 部分 。 (1)、 顶 部 ： 是 燃 烧 室 的 组 成 部 分 ， 用 来 承 受 气 体 压 力 。形 状 示 意 图平 顶凸 顶凹 顶 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 。 （ 高 压 缩 比 发动 机 为 了 防 止 碰 撞气 门 ， 也 可 用 凹 坑的 深 度 来 调 整 压 缩比 ) 2） 活 塞 头 部v 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 。(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 。作 用 ：活 塞 销 孔 3） 活 塞 裙 部v (1)位 置 ： 从 油 环 槽 下 端 面 起 至 活 塞 最 下 端 的 部 分 ， 包 括 销 座 孔 。v (2)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 。 （ 3） 活 塞 的 变 形 及 采 取 的 相 应 措 施a、 变 形 原 因 ： 热 膨 胀 、 侧 压 力 和 气 体 压 力 。 二 、 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1气 环1） .作 用 ：（ 1） 密 封 ： 防 止 气 缸 内 的 气 体 窜 入 油 底 壳 ；（ 2） 传 热 ： 将 活 塞 头 部 的 热 量 传 给 气 缸 壁 ；（ 3） 辅 助 刮 油 、 布 油 。 气 环 尽 量 少 （ 2-3） ；安 装 时 切 口 错 开 （ 迷 宫 ） v 3、 活 塞 销1作 用 ： 连 接 活 塞 和 连 杆 ， 并 传 递 活 塞 的 力 给 连 杆 。2结 构 ： 用 低 碳 钢 或 低 碳 合 金 钢 制 成 的 厚 壁 管 状 体 。 v 1.全 浮 式v （ 1） 定 义 ： 在 发 动 机 正 常 工 作 温 度 下 ， 活 塞 销 在 连 杆 小 头 孔 和活 塞 销 座 孔 中 都 能 转 动 。v (2)装 配 ：v 1） 销 与 销 座 孔 在 冷 态 时 为 过 渡 配 合 ， 采 用 分 组 选 配 法 。v 2） 热 装 合 ： 将 活 塞 放 入 热 水 或 热 油 中 加 热 后 ， 迅 速 将 销 装 入 。 v 2.半 浮 式v (1)定 义 ： 销 与 销 座 孔 和 连 杆 小 头 两 处 ， 一 处 固 定 ， 一 处 浮 动 。（ 一 般 固 定 连 杆 小 头 ）v (2)装 配 ： 加 热 连 杆 小 头 后 ， 将 销 装 入 ， 冷 态 时 为 过 盈 配 合 。 4、 连 杆v 1、 功 用 ： 将 活 塞 的 力 传 给 曲 轴 ， 变 活 塞 的 往 复 运 动 为 曲 轴 的 旋 转 运 动 。 1-小 头 ； 2-杆 身 ； 3-大 头 ；4、 9-装 配 记 号 （ 朝 前 ） ；5-螺 母 ； 6-连 杆 盖 ； 7-连 杆螺 栓 ； 8-轴 瓦 ； 10-连 杆 体； 11-衬 套 ； 12-集 油 孔 v 2、 组 成v 1)、 小 头 ： 用 来 安 装 活 塞 销 ，以 连 接 活 塞 。 （ 全 浮 式 有 油沟 ）v 2)、 杆 身 ： 常 做 成 “ 工 ” 字形 断 面 。v 3)、 大 头 ： 与 曲 轴 的 连 杆 轴颈 相 连 。 大 头 一 般 做 成 分 开式 ， 即 连 杆 体 大 头 和 连 杆 盖 。 连 杆 一 般 都 采 用 中 碳 钢 或 合 金 钢 锻 造 而 成 ， 少 数 球 墨 铸 铁 4 连 杆 轴 承 （ 俗 称 小 瓦 ）1.作 用 ： 保 护 连 杆 轴 颈 及 连 杆 大 头 孔 。2. 组 成 ： 由 钢 背 和 减 磨 层 组 成 。 钢 背 由 1mm 3mm的 低 碳 钢 制 成 。减 磨 层 为 0.3mm 0.7mm的 减 磨 合 金 ， 层 质 较 软 能 保 护 轴 颈 。 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 轴四 、 曲 轴 飞 轮 组 1、 曲 轴（ 一 ） 功 用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 。（ 二 ） 材 料 ： 大 多 采 用 优 质 中 碳 钢 或 中 合 金 碳 钢 。 有 的 采 用 球 墨 铸 铁 。 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 。 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 2、 曲 拐 的 布 置v 1） 直 列 四 冲 程 四 缸 发 动 机曲 拐 对 称 布 置 于 同 一 平 面内 。相 邻 作 功 气 缸 的 曲 拐 夹 角为 7200/4=1800。发 动 机 工 作 顺 序 有13421243 v 工 作 顺 序 ： 各 缸 完 成同 名 行 程 的 次 序 。 直 列 四 冲 程 六 缸 发 动 机曲 拐 对 称 布 置 于 三 个 平 面内 。相 邻 作 功 气 缸 的 曲 拐 夹 角为 7200/6=1200。发 动 机 工 作 顺 序 有 1 5 3 6 2 4 ; 1 4 2 6 3 5 四 行 程 V型 八 缸 发 动 机 曲 拐 对 称 布 置 于 四 个 平 面内 （ 或 1个 ） 。相 邻 作 功 气 缸 的 曲 拐 夹 角为 7200/8=900。v 发 动 机 工 作 顺 序 有 1 8 4 3 6 5 7 2 3、 飞 轮v （ 一 ） 功 用1、 贮 存 能 量 ： 在 作 功 行 程 贮 存 能 量 ， 用 以 完 成 其 它 三 个行 程 ， 使 发 动 机 运 转 平 稳 。2、 利 用 飞 轮 上 的 齿 圈 起 动 时 传 力 。3、 将 动 力 传 给 离 合 器 。4、 克 服 短 暂 的 超 负 荷 。 构 造 : 飞 轮 为 一 外 缘 有 齿 圈 的 铸铁 圆 盘 。v 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 圆 周 装 有 齿 环 ，安 装 齿 环 时 通 常将 齿 环 加 热 后 套入 ， 冷 却 后 即 紧密 结 合 在 一 起 。