汽车-曲柄连杆机构课件

汽车汽车构造构造返回返回第二节第二节 机体机体组组 第三节第三节 活塞活塞连连杆杆组组第四节第四节 曲曲轴飞轮组轴飞轮组第一节第一节 概述概述 7/5/20241汽车汽车构造构造返回返回7/5/20242汽车汽车构造构造返回返回第一节第一节 概概 述述 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复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。变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。1 1、机体组、机体组 2 2、活塞连杆组、活塞连杆组 3 3、曲轴飞轮组、曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用二、组成二、组成7/5/20243汽车汽车构造构造返回返回1、机体组机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫缸套、气缸盖和气缸垫-不动件不动件曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳7/5/20244汽车汽车构造构造返回返回2 2、活塞连杆活塞连杆组：组：由活塞、活由活塞、活塞环、活塞塞环、活塞销和连杆销和连杆-运动件运动件气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖7/5/20245汽车汽车构造构造返回返回3 3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮减振器减振器起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴7/5/20246汽车汽车构造构造返回返回三、工作条件：三、工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。和化学腐蚀作用。工作条件工作条件:高温高温,高压高压,高速高速,化学腐蚀化学腐蚀受力分析受力分析:气体作用力气体作用力,往复慣性力往复慣性力,离心力，离心力，摩擦力摩擦力,侧压力侧压力7/5/20247汽车汽车构造构造返回返回第二节第二节 机体组机体组组织教学组织教学:（1 1）考勤：）考勤：（2 2）复习与提问：）复习与提问：发动机的总体构造有哪几发动机的总体构造有哪几部分组成？部分组成？课程内容：课程内容：（1 1）重点：机体零件的结构特点及应用；）重点：机体零件的结构特点及应用；（2 2）难点：结构、特点的掌握及应用。）难点：结构、特点的掌握及应用。7/5/20248汽车汽车构造构造返回返回组成组成：一组：一组：机体组；机体组；两机构：曲柄连杆机构、配气机构；两机构：曲柄连杆机构、配气机构；五系统：五系统：进排气系统、燃油供给系统、冷却进排气系统、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、起动系统、点火系（汽油机）；系统、润滑系统、起动系统、点火系（汽油机）；一装置：一装置：有害物质控制装置。有害物质控制装置。7/5/20249机体组组成：机体组组成：曲轴箱曲轴箱气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸体气缸体气缸盖罩气缸盖罩机体组的功用：机体组的功用：装配的基体；燃烧室组成部分；冷却、润滑系组成部分装配的基体；燃烧室组成部分；冷却、润滑系组成部分7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024101 1、机体、机体:作用：发动机的基体和骨架，安装零件；作用：发动机的基体和骨架，安装零件；要求：要求：v具有足够的强度和刚度具有足够的强度和刚度(承受高温高压的气体作用力承受高温高压的气体作用力)v气缸体结构紧凑、重量较轻气缸体结构紧凑、重量较轻(减轻发动机的整体重量减轻发动机的整体重量)水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱曲轴箱材料：高强度灰铸铁、铝合金铸造。材料：高强度灰铸铁、铝合金铸造。7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202411汽车汽车构造构造返回返回7/5/202412机体组：缸体示意图机体组：缸体示意图7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202413机体组：气缸盖示意图机体组：气缸盖示意图7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202414油底壳安油底壳安装平面和装平面和曲轴旋转曲轴旋转中心在同中心在同一高度一高度油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心旋转中心气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式孔为整体式（1 1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为2 2、气缸体分类、气缸体分类一般式龙门式隧道式7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202415性能与应用比较性能与应用比较7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202416（2 2）根据冷却方式不同分）根据冷却方式不同分：水冷、风冷水冷、风冷散热片散热片冷却水冷却水7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202417（3 3）根据气缸的排列方式）根据气缸的排列方式结构简单、加结构简单、加工容易，但发工容易，但发动机长度和高动机长度和高度较大。度较大。缩短了机体的缩短了机体的长度和高度，长度和高度，增加了刚度，增加了刚度，减轻了发动机减轻了发动机重量；但宽度重量；但宽度增加，形状复增加，形状复杂，加工困难。杂，加工困难。高度小，总体高度小，总体布置方便。布置方便。7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202418单列式：单列式：一般一般6 6缸以下的发动机采用直列式，如解缸以下的发动机采用直列式，如解放放CA1091CA1091型、型、CA1040CA1040型、红旗型、红旗CA7220CA7220型和型和北京北京BJ2023BJ2023型等型等V V型：一般用于型：一般用于6 6缸以上的大功率发动机缸以上的大功率发动机对置式：适用于摩托车及发动机中置的对置式：适用于摩托车及发动机中置的大客车大客车7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202419多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024207/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024217/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202422气缸：气缸：v作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。腔。v要求：工作面须耐高温、高压、耐磨损和耐化学要求：工作面须耐高温、高压、耐磨损和耐化学腐蚀腐蚀气缸套：气缸套：提高气缸的耐磨性：提高气缸的耐磨性：(1)(1)采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理(表面表面淬火、镀铬淬火、镀铬)-)-成本高成本高(2)(2)气缸套气缸套(铝合金气缸体铝合金气缸体)：使用寿命长、耐磨：使用寿命长、耐磨 性好、检修方便及费用低性好、检修方便及费用低7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202423（4 4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）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。、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。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202424（5 5）干式气缸套和湿式气缸套）干式气缸套和湿式气缸套强度和刚度都强度和刚度都较好，加工复较好，加工复杂，拆装不便，杂，拆装不便，散热不良散热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、易制却均匀、易制造、易拆卸。造、易拆卸。强度和刚度不强度和刚度不如干缸套，易如干缸套，易漏水、漏气漏水、漏气广泛应用于汽广泛应用于汽车柴油机上。车柴油机上。7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024257/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202426汽车汽车构造构造返回返回气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩7/5/202427功用：功用：密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。材料：材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。灰铸铁或合金铸铁，铝合金。注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比工作条件：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。由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。1 1、气缸盖、气缸盖7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024287/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202429分类：分类：整体式整体式(直径小于直径小于105mm)：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻，：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻，一般采用整体式气缸盖一般采用整体式气缸盖(CA6102)；分开式分开式(105-140,大于大于140mm)：功率较大、缸径较大的柴油机：功率较大、缸径较大的柴油机多采用多采用 分开式气缸盖，即一缸、二缸或三缸一盖。分开式气缸盖，即一缸、二缸或三缸一盖。P48页页优点：优点：制造和维修方便、减小变形对密封的影响制造和维修方便、减小变形对密封的影响结构：结构：内有与气缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔内有与气缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔(汽油机汽油机)或喷油器座孔或喷油器座孔(柴油机柴油机)、进排气道、进排气道7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202430气缸垫气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。的密封，防止漏气，漏水和漏油。气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞2 2、气缸盖罩和气缸垫、气缸盖罩和气缸垫7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024312.气缸垫：气缸垫：(1)作用：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证燃烧室作用：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证燃烧室不漏气。不漏气。(2)要求：要求：在高温、高压燃气作用下具有在高温、高压燃气作用下具有足够的强度足够的强度，不宜损坏。，不宜损坏。耐热和耐腐蚀耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却液的作用下不烧损、不变质油和冷却液的作用下不烧损、不变质具有一定弹性具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封。以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封。拆装方便，能重复使用，寿命长拆装方便，能重复使用，寿命长7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202432(3)材料：材料：金属金属石棉气缸垫石棉气缸垫纯金属气缸垫纯金属气缸垫:由单层或多层金属片制成由单层或多层金属片制成 国外有些发动机开始使用耐热密封胶取代传统的气缸国外有些发动机开始使用耐热密封胶取代传统的气缸垫，要求气缸盖和气缸体的接合面有更高的加工精度垫，要求气缸盖和气缸体的接合面有更高的加工精度气缸盖罩：起封闭和防尘作用。由薄钢板冲压而成，气缸盖罩：起封闭和防尘作用。由薄钢板冲压而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口上设机油加注口和曲轴箱通风口7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024337/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024343 3、燃烧室、燃烧室 形状对发动机的工作影响很大形状对发动机的工作影响很大(1)(1)要求：要求：v结构尽可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损结构尽可能紧凑，冷却面积小，以减少热量损失及缩短火焰行程失及缩短火焰行程v使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，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以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧充分燃烧(2)(2)形状分类形状分类7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/2024357/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202436汽油机燃烧室形状汽油机燃烧室形状7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202437三、油底壳三、油底壳1 1、概念：、概念：贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。2 2、使用特点：、使用特点：(1)设有挡油板设有挡油板减轻油面的波动。减轻油面的波动。(2)油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永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屑，减少发动机的磨久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损损、3 3、材料：、材料：(1)(1)薄钢板冲压薄钢板冲压 (2)(2)采用带有散热肋片采用带有散热肋片的铝合金铸造而成的轻金属油底壳的铝合金铸造而成的轻金属油底壳7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202438四、发动机的支承：四、发动机的支承：1 1、三点支承：可布置成前一后二（、三点支承：可布置成前一后二（CA6102CA6102、EA6100Q-EA6100Q-1 1）或前二后一（北京）或前二后一（北京492QA492QA）。）。2 2、四点支承：前后各有两个支承点。跃进、四点支承：前后各有两个支承点。跃进1061A1061A7/5/2024汽车工程系汽车工程系返回返回7/5/202439汽车汽车构造构造返回返回观摩实物：观摩实物：思考题：思考题：1.机体组有哪些零件组成？各起和作用？机体组有哪些零件组成？各起和作用？2.机体、缸盖上结构如何让适应工作需要？机体、缸盖上结构如何让适应工作需要？7/5/202440汽车汽车构造构造返回返回第三节第三节 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 _活塞连杆组活塞连杆组组织教学组织教学:（1 1）考勤：）考勤：（2 2）复习与提问：哪门课程学过）复习与提问：哪门课程学过曲柄连杆（滑曲柄连杆（滑块）机构块）机构？有几个部件组成？元件运动都有哪些特？有几个部件组成？元件运动都有哪些特点？点？课程内容：课程内容：曲柄连杆机构（活塞、活塞环、活塞曲柄连杆机构（活塞、活塞环、活塞销、连杆）销、连杆）（1 1）重点：曲柄连杆机构特点及应用；）重点：曲柄连杆机构特点及应用；（2 2）难点：结构、特点的掌握及应用。）难点：结构、特点的掌握及应用。7/5/202441汽车汽车构造构造返回返回7/5/202442汽车汽车构造构造返回返回7/5/202443汽车汽车构造构造返回返回7/5/202444汽车汽车构造构造返回返回一、曲柄连杆的作用及组成一、曲柄连杆的作用及组成1.1.曲柄连杆的作用曲柄连杆的作用 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞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。复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。2.2.曲柄连杆的组成曲柄连杆的组成（1 1）活塞连杆组）活塞连杆组 （2 2）曲轴飞轮组）曲轴飞轮组7/5/202445汽车汽车构造构造返回返回气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖二、活塞连杆组二、活塞连杆组由活塞、由活塞、活塞环、活塞环、活塞销活塞销连杆连杆-运动件运动件7/5/202446汽车汽车构造构造返回返回7/5/202447汽车汽车构造构造返回返回1 1、功用：、功用：构成燃烧室、承压、传力、密封、散构成燃烧室、承压、传力、密封、散热热 2 2、工作条件及要求：、工作条件及要求：高温（高温（600-700K600-700K）-刚度好，导热性好刚度好，导热性好 高压（高压（3-5MPa3-5MPa）-强度好强度好 润滑条件差润滑条件差-耐磨耐磨 高速往复运动（高速往复运动（10m/s10m/s）-重量轻、惯性小重量轻、惯性小 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙耐热的活塞顶及弹性的活塞裙（一）活（一）活 塞塞7/5/202448汽车汽车构造构造返回返回3 3、材料：、材料：(1)(1)汽油机：汽油机：铝硅合金，硅的成分越多，热铝硅合金，硅的成分越多，热膨胀系数越小，磨损越小，但制造工艺性较膨胀系数越小，磨损越小，但制造工艺性较差。差。(2)(2)柴油机：合金铸铁和耐热钢制造柴油机：合金铸铁和耐热钢制造(热、机热、机械负荷大械负荷大)7/5/202449汽车汽车构造构造返回返回4 4、结构、结构 顶部：顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力。受气体压力。头部头部:安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚。较厚。裙部：裙部：导向，传力。承受侧压导向，传力。承受侧压力销座孔处制有加强筋。力销座孔处制有加强筋。7/5/202450汽车汽车构造构造返回返回结构简单、制造容结构简单、制造容易、散热面积小、易、散热面积小、应力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。常用于二气过程。常用于二冲程汽油机冲程汽油机凹坑的形状、位置必须有凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的形成与利于可燃混合气的形成与燃烧；提高压缩比，防止燃烧；提高压缩比，防止碰气门。也可用凹坑的深碰气门。也可用凹坑的深度来调整压缩比度来调整压缩比（1）活塞顶部功用：）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。力。7/5/202451汽车汽车构造构造返回返回头部头部工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶部远些。顶部远些。（2 2）活塞头部）活塞头部位置位置：活塞顶到油环下端面之间的部活塞顶到油环下端面之间的部分。分。1 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、2 2、防止混合气泄漏到曲轴箱内；、防止混合气泄漏到曲轴箱内；3 3、导热；、导热；4 4、承压，传力。、承压，传力。作用：作用：7/5/202452汽车汽车构造构造返回返回头部头部用于安装活用于安装活塞环塞环改善散热结构措施改善散热结构措施:a.a.热流形变截面热流形变截面b.b.火力岸处开绝热槽火力岸处开绝热槽c.c.第一道环槽镶嵌耐第一道环槽镶嵌耐热护圈热护圈d.d.头部加工多道环形头部加工多道环形沟槽沟槽7/5/202453汽车汽车构造构造返回返回（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：位置：活塞环槽以下的所有活塞环槽以下的所有部分，包括销座孔。部分，包括销座孔。作用：作用：导向，承受侧压力，导向，承受侧压力，防止破坏油膜。防止破坏油膜。裙裙部部7/5/202454汽车汽车构造构造返回返回活活塞塞裙裙部部的的椭椭圆圆变变形形演演示示7/5/202455汽车汽车构造构造返回返回（1 1）预先做成阶梯形、锥形）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度很不活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、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必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形阶梯形、锥形。5 5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持、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合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列列结构措施：结构措施：（2 2）预先做成椭圆形。将销座外端面在铸造时凹陷）预先做成椭圆形。将销座外端面在铸造时凹陷0.5-1mm0.5-1mm，或截去一小部分。，或截去一小部分。椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向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。沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。7/5/202456汽车汽车构造构造返回返回（3 3）活塞裙部开槽）活塞裙部开槽绝热槽绝热槽膨胀槽膨胀槽横向绝热槽横向绝热槽减少活塞头的热量向裙部扩散减少活塞头的热量向裙部扩散有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地留有膨胀余地活塞强度降低活塞强度降低7/5/202457汽车汽车构造构造返回返回（4 4）采用双金属活塞：）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。数低的钢片。恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，由于恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍恒范钢为含镍33%33%36%36%的低碳铁镍合金，其膨胀的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的系数仅为铝合金的1/101/10，而销座通过恒范钢片与，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。裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。7/5/202458汽车汽车构造构造返回返回7/5/202459汽车汽车构造构造返回返回 (5)(5)有些活塞为了减轻重量，在有些活塞为了减轻重量，在裙部开孔或把裙部不受侧压力的裙部开孔或把裙部不受侧压力的两边切去一部分，以减小惯性力，两边切去一部分，以减小惯性力，减小销座附近的热变形量，形成减小销座附近的热变形量，形成拖板式活塞或短活塞拖板式活塞或短活塞，拖板式，拖板式结构裙部弹性好，质量小，活塞结构裙部弹性好，质量小，活塞与气缸的配合间隙较小，适用于与气缸的配合间隙较小，适用于高速发动机。高速发动机。7/5/202460汽车汽车构造构造返回返回6 6、活塞在工作时的保护措施、活塞在工作时的保护措施（1 1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性；铝合金活塞的磨合性；主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。7/5/202461汽车汽车构造构造返回返回（2 2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向时的敲击声减少换向时的敲击声，且使裙部减小磨损；，且使裙部减小磨损；有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1 12mm2mm。7/5/202462汽车汽车构造构造返回返回观摩实物：观摩实物：活塞材料；活塞材料；结构特点（顶部、头部、裙部）；结构特点（顶部、头部、裙部）；冷却方法；冷却方法；7/5/202463汽车汽车构造构造返回返回二、活塞环二、活塞环是具有弹性的开口环，分为是具有弹性的开口环，分为气环气环和和油环。油环。功用：功用：气环的是保证气缸与活塞间的密气环的是保证气缸与活塞间的密封性，防止封性，防止漏气漏气，并且要把活塞顶部吸，并且要把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，由冷却水收的大部分热量传给气缸壁，由冷却水带走。油环起带走。油环起布油和刮油布油和刮油的作用，还能的作用，还能起到封气的辅助作用。起到封气的辅助作用。7/5/202464汽车汽车构造构造返回返回工作条件：工作条件：工作条件：活塞环在高温、高压、高速工作条件：活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作，尤其是第一道环最和润滑极其困难的条件下工作，尤其是第一道环最为困难，长期以来，活塞环一直是发动机上使用寿为困难，长期以来，活塞环一直是发动机上使用寿命最短的零件。命最短的零件。高温、高压、高速、润滑条件差高温、高压、高速、润滑条件差(第一道气环第一道气环)。平均寿命：平均寿命：6 6万公里万公里要求：要求：活塞环弹性好，强度高、耐磨损。活塞环弹性好，强度高、耐磨损。7/5/202465汽车汽车构造构造返回返回材料：材料：合金铸铁或球墨铸铁；目前广泛采用合金铸铁或球墨铸铁；目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁的活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素入少量铜、铬、钼等合金元素)，第一道环镀，第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化铬，其余环一般镀锡或磷化。注意点：注意点：1 1、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能、耐磨性能性能、耐磨性能2 2、第一道气环、第一道气环(承受压力最大承受压力最大)：表面常镀上：表面常镀上多孔性铬，硬度高，能贮存少量的润滑油，改多孔性铬，硬度高，能贮存少量的润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的使用寿命。善润滑条件，延长活塞环的使用寿命。7/5/202466汽车汽车构造构造返回返回（1 1）气环）气环 作用：密封和传导热量作用：密封和传导热量保证气缸与活塞间的密封性，防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。缸壁，再由冷却水将其带走。气气环环切口切口7/5/202467汽车汽车构造构造返回返回 气环开有切口，具有弹性，在自由气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，它与活状态下外径大于气缸直径，它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，被封气缸壁上，形成第一密封面，被封闭的气体不能通过环周与气缸之间，闭的气体不能通过环周与气缸之间，便进入了环与环槽的空隙，一方面便进入了环与环槽的空隙，一方面把环压到环槽端面形成第二密封面；把环压到环槽端面形成第二密封面；同时，作用在环背的气体压力又大同时，作用在环背的气体压力又大大加强了第一密封面的密封作用。大加强了第一密封面的密封作用。气环密封效果一般与气环数量有关，气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用汽油机一般采用2 2道气环，柴油机一道气环，柴油机一般多采用般多采用3 3道气环。道气环。7/5/202468汽车汽车构造构造返回返回气环的密封原理：气环的密封原理：将将2 23 3道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。封气装置。气环的泵油原理：气环的泵油原理：动动态态演演示示7/5/202469汽车汽车构造构造返回返回 气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环和桶面环。锥面环、梯形环和桶面环。7/5/202470汽车汽车构造构造返回返回气环断面形状：气环断面形状：7/5/202471汽车汽车构造构造返回返回（2 2）油环）油环作用：作用：v布油布油(活塞上行活塞上行)v刮油刮油v润滑油润滑油v密封密封(辅助作用辅助作用)7/5/202472汽车汽车构造构造返回返回油油环环刮油片轴向衬环径向衬环刮油片7/5/202473汽车汽车构造构造返回返回油环的刮油作用油环的刮油作用油环的刮油作用7/5/202474汽车汽车构造构造返回返回三、活塞销三、活塞销作用：作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气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。体压力传递给连杆。要求：要求：具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量小。具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量小。(在高温下，承受极大的周期性冲击载荷，润滑条在高温下，承受极大的周期性冲击载荷，润滑条件差件差)材料与工艺材料与工艺:优质低碳钢，优质低碳钢，表面淬火、精磨。表面淬火、精磨。7/5/202475汽车汽车构造构造返回返回构造：构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，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。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。7/5/202476汽车汽车构造构造返回返回连杆连杆活塞销活塞销全浮式：全浮式：活活塞销能在连塞销能在连杆衬套和活杆衬套和活塞销座中自塞销座中自由摆动，使由摆动，使磨损均匀。磨损均匀。半浮式：半浮式：活活塞中部与连塞中部与连杆小头采用杆小头采用紧固螺栓连紧固螺栓连接，活塞销接，活塞销只能在两端只能在两端销座内作自销座内作自由摆动。多由摆动。多用于小轿车用于小轿车形式形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。全浮式（工作时自由转动）、半浮式。7/5/202477汽车汽车构造构造返回返回四、连杆四、连杆作用：作用：连接连接活塞活塞与与曲轴曲轴，并把活塞承受的气体压力传给，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的曲轴，使活塞的往复往复运动变成曲轴的运动变成曲轴的旋转旋转运动。运动。连连杆杆组组件件分分解解图图连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头7/5/202478汽车汽车构造构造返回返回要求：要求：有足够的强度和刚度，质量要尽量小有足够的强度和刚度，质量要尽量小(承受各种交变载荷，而连杆本身又是一个较长承受各种交变载荷，而连杆本身又是一个较长的杆件的杆件)材料：材料：一般采用中碳钢或中碳合金钢、少一般采用中碳钢或中碳合金钢、少数用球墨铸铁。数用球墨铸铁。小型发动机的连杆，用高强度铝合金制造。小型发动机的连杆，用高强度铝合金制造。组成：组成：连杆小头、杆身、大头连杆小头、杆身、大头7/5/202479汽车汽车构造构造返回返回连杆大头的连接形式连杆大头的连接形式平切式平切式斜切式斜切式7/5/202480汽车汽车构造构造返回返回连杆轴瓦连杆轴瓦7/5/202481汽车汽车构造构造返回返回V V型发动机连杆的布置形式型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式7/5/202482汽车汽车构造构造返回返回第四节第四节 曲轴飞轮组曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成一、曲轴飞轮组的组成起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮曲轴曲轴7/5/202483汽车汽车构造构造返回返回二、曲轴二、曲轴1 1、功用：、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输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。出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。2 2、工作条件：、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润载荷的冲击。因此曲轴要有足够的刚度、强度，很好的润滑和耐磨性、较高的动平衡精度滑和耐磨性、较高的动平衡精度7/5/202484汽车汽车构造构造返回返回 3 3、结构：、结构：前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲柄曲柄7/5/202485汽车汽车构造构造返回返回曲拐数决定因素：曲拐数决定因素：1 1、发动机的气缸数、发动机的气缸数2 2、发动机的排列方式、发动机的排列方式故：故：1 1、直列发动机的曲拐数等于气缸数、直列发动机的曲拐数等于气缸数2 2、V V型和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半型和对置式发动机的曲拐数为气缸数的一半7/5/202486汽车汽车构造构造返回返回4 4、材料：、材料：中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。5 5、分类：、分类：整体式（常用）整体式（常用）组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和 以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）6 6、组成：、组成：（1 1）主轴颈）主轴颈相邻两个曲拐间都设置一个主轴颈的曲轴相邻两个曲拐间都设置一个主轴颈的曲轴全支承：全支承：非全支承：非全支承：用于支撑曲轴。按曲轴主轴颈的数目用于支撑曲轴。按曲轴主轴颈的数目可分为：可分为：否则否则7/5/202487汽车汽车构造构造返回返回全支承曲轴：全支承曲轴：(1)(1)直列式：主轴颈数比气缸数多一个；直列式：主轴颈数比气缸数多一个；V V型：主轴颈数比气缸数的一半多一个。型：主轴颈数比气缸数的一半多一个。(2)(2)特点：刚度较好、负荷相对较小，但曲轴和特点：刚度较好、负荷相对较小，但曲轴和发动机机体长度增加发动机机体长度增加(3)(3)应用：多用于柴油机和负荷较大的汽油机应用：多用于柴油机和负荷较大的汽油机非全支承曲轴非全支承曲轴特点：长度短，结构和制造工艺简单特点：长度短，结构和制造工艺简单应用：中小负荷的汽油机应用：中小负荷的汽油机7/5/202488汽车汽车构造构造返回返回（2 2）连杆轴颈）连杆轴颈(曲柄销曲柄销)（3 3）曲柄）曲柄曲轴臂，用于曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆连接主轴颈和连杆轴颈轴颈（4 4）平衡块）平衡块平衡离心力偶平衡离心力偶减轻或消除弯曲减轻或消除弯曲变形变形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安装连杆大头安装连杆大头中空连杆轴径平衡重平衡重曲柄曲柄7/5/202489汽车汽车构造构造返回返回（5 5）前端轴和后端轴）前端轴和后端轴 前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）前端轴：安装正时齿轮及附件（皮带盘等）1.2止推轴承止推轴承3.止推片止推片4.正时齿轮正时齿轮5.甩油盘甩油盘6.油封油封7.皮带轮皮带轮8.起动爪起动爪曲轴的前端7两止推两止推轴承轴承白金合面相背白金合面相背曲轴向前移曲轴向前移动，后止推轴承动，后止推轴承与曲轴臂端面摩与曲轴臂端面摩擦；轴向后移动，擦；轴向后移动，前止推轴承与正前止推轴承与正时齿轮端面摩擦。时齿轮端面摩擦。41863257/5/202490汽车汽车构造构造返回返回后端轴：安装飞轮后端轴：安装飞轮前后端轴都设有防漏装置：前后端轴都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。挡油盘、回油螺纹、油封等。曲轴后端回油螺纹7/5/202491汽车汽车构造构造返回返回（6 6）曲轴的轴向限位）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）。轴承来实现的（翻边轴瓦）。主轴颈主轴颈止推垫片止推垫片止推垫片止推垫片连杆轴颈连杆轴颈主轴承盖主轴承盖7/5/202492汽车汽车构造构造返回返回三、曲拐的布置三、曲拐的布置1 1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。平稳。2 2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动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。机的前半部和后半部交替进行。比如：比如：四缸机：四缸机：1-3-4-21-3-4-2或或1-2-4-31-2-4-3 六缸机：六缸机：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4；3 3）V V型发动机左右气缸尽量交替作功。型发动机左右气缸尽量交替作功。4 4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。衡性好。（1 1）一般规律）一般规律7/5/202493汽车汽车构造构造返回返回（2 2）常见曲轴曲拐的布置）常见曲轴曲拐的布置对缸数为对缸数为i i的发动机而言，其发火顺序为：的发动机而言，其发火顺序为：四行程：四行程：720/i720/i 二行程：二行程：360/i360/i 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置点火顺序：点火顺序：各缸完成同名行程的次序。各缸完成同名行程的次序。曲轴转角曲轴转角（度（度）一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压1 13 34 42 27/5/202494汽车汽车构造构造返回返回四缸四行程发动机的曲拐布置四缸四行程发动机的曲拐布置7/5/202495汽车汽车构造构造返回返回直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置曲轴转角曲轴转角（度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸 三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排进进压压进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排发发火火顺顺序序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功7/5/202496汽车汽车构造构造返回返回六缸四行程发动机的曲拐布置六缸四行程发动机的曲拐布置7/5/202497汽车汽车构造构造返回返回八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车SV100SV100型发动机）型发动机）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-3-6-5-7-27/5/202498汽车汽车构造构造返回返回四、曲轴扭转减振器四、曲轴扭转减振器作用：作用：吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转 动平稳，可靠工作。动平稳，可靠工作。种类：种类：橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式。橡胶式摩擦片式硅油式7/5/202499汽车汽车构造构造返回返回皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端当曲轴发生扭转振动当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。能量，消减了扭振。橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图7/5/2024100汽车汽车构造构造返回返回五、飞轮五、飞轮（一）功用：（一）功用：将在作功行程中输入于曲轴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，带动曲柄连其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、杆机构越过上、下止点，保证曲下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能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间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。传给离合器。7/5/2024101汽车汽车构造构造返回返回（二）构造（二）构造飞轮边缘部分做飞轮边缘部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大转动惯量。大转动惯量。齿圈在发动机起动时齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转带动曲轴旋转。7/5/2024102汽车汽车构造构造返回返回飞轮上的标记符号：飞轮上的标记符号：在飞轮轮缘上作有记号在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔刻线或销孔)供找压缩上止点用供找压缩上止点用(四四缸发动机为缸发动机为1 1缸或缸或4 4缸压缩上止点；六缸发动机为缸压缩上止点；六缸发动机为1 1缸或缸或6 6缸压缩缸压缩上止点上止点)。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩。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。上止点。解放解放CA6102CA6102型发动机的记号是型发动机的记号是 ：上止点：上止点 16 16 奥迪奥迪100100飞轮上有飞轮上有“0”“0”标记。标记。例如：例如：标记标记7/5/2024103汽车汽车构造构造返回返回桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组7/5/2024104汽车汽车构造构造返回返回小小 结结活活塞塞连连杆杆组组活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆：连杆：（铝合金）（铝合金）防冷敲热拉措施防冷敲热拉措施活塞制成上小下大的锥形活塞制成上小下大的锥形 活塞裙部呈椭圆形活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽活塞裙部开槽 销座孔处铸入防胀钢片销座孔处铸入防胀钢片油环油环气环气环作用及组成作用及组成 7/5/2024105汽车汽车构造构造返回返回曲曲轴轴飞飞轮轮组组曲轴曲轴带轮带轮正时齿轮正时齿轮扭转减震器扭转减震器飞轮：飞轮：主轴颈主轴颈 连杆轴颈连杆轴颈 曲柄曲柄 平衡块平衡块 前端和后端前端和后端曲拐曲拐（理解记忆）（理解记忆）橡胶式橡胶式 硅油式硅油式 摩擦片式摩擦片式掌握掌握飞轮的作用飞轮的作用 7/5/2024106