第二章-曲柄连杆机构课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节概述,第二节机体组,第三节活塞连杆组,第四节曲轴飞轮组,第二章曲柄连杆机构,第一节概述第二节机体组第三节活塞连杆组第四节曲轴飞轮,1,曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机构。其功用是把燃气作用在活塞顶面上的压力转变为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能；同时将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。,第一节概述,一、曲柄连杆机构的公用,曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机,2,二、曲柄连杆机构的组成,曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组主要由气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫、曲轴箱及油底壳等组成；活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等；曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮等组成。,二、曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和,3,活塞连杆组及曲轴飞轮组的主要零件如图21所示。,图21活塞连杆组及曲轴飞轮组,1气缸套2气缸体3活塞4活塞销5连杆6曲轴主轴颈,7曲轴8连杆轴颈9曲柄10飞轮11飞轮连接螺栓,活塞连杆组及曲轴飞轮组的主要零件如图21所示。,4,一、气缸体,气缸体是发动机的基体和骨架，发动机的所有零件几乎都安装在气缸体上，并且承受高温高压气体作用力，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度。为减轻发动机的整体重量，还要求气缸体结构紧凑、重量较轻。,第二节机体组,一、气缸体气缸体是发动机的基体和骨架，发动机的所有零件几,5,根据气缸体结构将其分为三种型式：一般式气缸体、龙门式气缸体和隧道式气缸体(图22)。,图22气缸体结构示意图,a)一般式气缸体b)龙门式气缸体c)隧道式气缸体,水套2加强肋3安装油底壳的加工面4安装主轴承座孔加工面5凸轮轴座孔6湿式气缸套7主轴承座孔,根据气缸体结构将其分为三种型式：一般式气缸体、龙门式气缸,6,气缸是指气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。图24所示为气缸体和气缸盖。,图24气缸体和气缸盖,a)水冷式发动机的气缸体与气缸盖b)风冷式发动机的气缸体与气缸盖,1气缸体2水套3气缸盖4燃烧室5气缸垫6散热片,气缸是指气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。图24,7,汽车发动机气缸的排列方式上基本有三种形式：直列式、V型和对置式(图25)。其中常用的有两种：直列式(图25a)，多用于六缸以下的发动机；V型图25b)，多用于六缸以上的发动机。,图25气缸的排列型式,a)直列式b)V型式c)对置式,汽车发动机气缸的排列方式上基本有三种形式：直列式、V型和,8,气缸套常由片状石墨铸铁并添加微量铬、钼和镍，用离心铸造法制成。根据是否与冷却水相接触，气缸套分为干式和湿式两种(图26)。,气缸套的外表面不直接与冷却水接触的称为干式气缸套(图26a)。,气缸套的外表面直接与冷却水接触的称为湿式气缸套(图26b)。,气缸套常由片状石墨铸铁并添加微量铬、钼和镍，用离心铸造法,9,图26气缸套,a)干式b)湿式,1气缸套2水套3气缸体4密封圈,图26气缸套,10,二、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩,气缸盖用来封闭气缸的上部，并与活塞顶、气缸壁共同构成燃烧室。气缸盖内有与气缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔(汽油机)或喷油器座孔(柴油机)、进排气道等(图27)。,图27东风EQ61001型发动机气缸盖,1曲轴箱通风空气滤清器总成2罩盖螺母3密封圈,4气缸盖螺栓5气缸盖罩6气缸盖罩垫片7气缸盖8水堵,二、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩气缸盖用来封闭气缸的上部，,11,气缸垫用来保证气缸体与气缸盖接合面间的密封，装配在气缸体与气缸盖之间。目前应用较多的有两种气缸垫，一种是金属石棉气缸垫(图211a至d)。另一种为纯金属气缸垫，由单层或多层金属片(低碳钢或铜)制成。为加强密封，在气缸孔、水道孔和机油通道孔周围冲有弹性凸纹(图211e)，利用凸纹的弹性变形实现密封。红旗CA7560型轿车发动机即采用这种气缸垫。,气缸垫用来保证气缸体与气缸盖接合面间的密封，装配在气缸,12,图211 气缸垫的结构,e)冲压钢板气缸,a)、b)、c)、d)金属石棉气缸垫垫,图211 气缸垫的结构e)冲压钢板气缸a)、b)、c)、d,13,气缸盖罩位于气缸盖上部，起封闭和防尘作用。它一般由薄钢板冲压而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口等。,气缸盖罩位于气缸盖上部，起封闭和防尘作用。它一般由薄钢,14,三、油底壳,油底壳的作用是贮存机油并封闭曲轴箱。一般为薄钢板冲压而成(212a)有的发动机为达到良好的散热效果，采用带有散热肋片的铝合金铸造而成的轻金属油底壳(图212b)。,图212油底壳,a)薄钢板油底壳b)轻金属油底壳,三、油底壳 油底壳的作用是贮存机油并封闭曲轴箱。一般为,15,四、发动机的支承,发动机通过气缸体和飞轮壳或变速器壳体上的支撑支承在车架上，一般采用三点支承或四点支承两种方式。三点支承可布置成一前二后或二前一后；四点支承则前后各有两个支承点(图213)。,图213发动机的支承,a)三点支承b)四点支承,1前支承2后支承3橡胶垫圈4纵向拉杆,四、发动机的支承 发动机通过气缸体和飞轮壳或变速器壳体,16,如图214所示，活塞连杆组主要由活塞5、活塞环1和2、活塞销6和连杆10等机件组成。,第三节活塞连杆组,图214活塞连杆组,1、2活塞环3油环刮片4油环衬簧,5活塞6活塞销7活塞销卡环8连杆组,9连杆衬套10连杆11连杆螺栓,12连杆盖13连杆螺母14连杆轴承,如图214所示，活塞连杆组主要由活塞5、活塞环1和,17,一、活塞,活塞的主要作用是承受气缸中可燃混合气燃烧产生的压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴；此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。整个活塞可分为活塞顶1、活塞头2和活塞裙部7共三个部分(图215)。,图215活塞的基本结构,a)全剖b)部分剖,1活塞顶2活塞头3活塞环4活塞销座5活塞销,6活塞销锁环7活塞裙部8加强肋9环槽,一、活塞 活塞的主要作用是承受气缸中可燃混合气燃烧产生,18,活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状，活塞顶的形状与选用的燃烧室形状有关。图216为活塞顶的形状。,图216活塞顶的形状,a)平面b)凹顶c)凸顶,活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状，活塞,19,由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头。其作用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，防止漏气，将热量通过活塞环传给气缸壁。活塞头切有若干环槽，用以安装活塞环。,由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头。其作用,20,活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙部。其作用是引导活塞在气缸中作往复运动和承受侧压力。图217为活塞裙部的椭圆变形。,图217活塞裙部的椭圆变形,a)弯曲变形b)销座热膨胀变形,c)挤压变形d)裙部综合变形,活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙部。其作用是引导活塞在气,21,图218活塞裙部的不同形状和结构,a)锥形裙部活塞b)椭圆形裙部活塞c)活塞的膨胀槽和绝热槽,d)恒范钢片式活塞e)热膨胀自动调节式活塞,图218活塞裙部的不同形状和结构,22,二、活塞环,活塞环分为气环和油环两种(图220)。气环的主要作用是密封和传导热量；密封气缸中的高温、高压燃气，防止其过量窜入曲轴箱；同时它还将活塞头的大部分热量传导给气缸壁，再由冷却系带走这部分热量。,图220活塞环,二、活塞环活塞环分为气环和油环两种(图220)。气环的,23,图221气环的密封原理,F,1,环的自身弹力,F,2,背压力,图221气环的密封原理,24,图222气环的切口形状,a)直角形b)阶梯形c)斜口形d)带防转销钉槽形,图222气环的切口形状,25,三、活塞销,活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞所承受的气体压力传给连杆。活塞销应具有足够的强度、刚度和耐磨性，且质量要小。活塞销的形状一般制造成空心圆柱体(图227)。,图227活塞销形状,a)圆柱形孔b)端部呈锥形扩展c)中间封闭式,d)单侧封闭式e)内有塑料芯的钢套销f)成形销,三、活塞销 活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞所,26,四、连杆,连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆(图229)可分为连杆小头5、杆身6和连杆大头1三部分。连杆小头用来安装活塞销以连接活塞。,图229连杆组件,1连杆大头2连杆轴承3止推凸肩4衬套,5连杆小头6杆身7连杆螺栓8连杆盖,四、连杆连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动,27,V型发动机连杆的结构通常有三种：,(1)并列连杆式(图232a)相对应的左右两个气缸的连杆，沿曲轴的长度方向一前一后装配在一个曲柄销（曲轴上的连杆轴颈）上。,(2)主副连杆式(图232b)一列气缸的连杆为主连杆，连杆大头直接装配在曲柄销的全长上。另一列气缸的连杆为副连杆，副连杆分别与对应的主连杆铰接传动。,(3)叉形连杆式(图232c)左右两列对应气缸的两个连杆中，一个连杆的大头制成叉形，跨于另一个连杆的厚度较小的片形大头两端。,V型发动机连杆的结构通常有三种：,28,图232V型发动机连杆示意图,a)并列连杆式b)主副连杆式c)叉形连杆式,图232V型发动机连杆示意图,29,曲轴飞轮组主要由曲轴1、飞轮8、正时齿轮4、带轮3及曲轴扭转减振器等组成，图233为上海桑塔纳轿车的曲轴飞轮组结构示意图。,第四节曲轴飞轮组,图233上海桑塔纳轿车曲轴飞轮组,1曲轴2键3带轮4正时齿轮5轴瓦,6组合止推轴瓦7滚针轴承8飞轮,曲轴飞轮组主要由曲轴1、飞轮8、正时齿轮4、带轮3及曲轴,30,一、曲轴,曲轴的主要作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，然后通过飞轮传递到汽车底盘的传动系；此外，还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空调机、风扇等辅助装置。,曲轴分为整体式(图234)、组合式(图235)两种。除连杆大头为整体式的某些小型汽油机或采用滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机(隧道式气缸体)采用组合式曲轴外，通常发动机多采用整体式曲轴。,一、曲轴曲轴的主要作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为,31,图235组合式曲轴,1、3滚子轴承2连接螺栓4曲柄5定位螺栓,图234整体式曲轴,1主轴颈2连杆轴颈3前端轴,4平衡重5曲柄6后端凸缘,图235组合式曲轴图234整体,32,曲轴前端是第一道主轴颈之前的部分，装有驱动其他装置的零件(正时齿轮或正时链轮4、带轮7)及起动爪8、止推垫片3及扭转减振器等(图239)。,图239曲轴前端的结构,1、2滑动推力轴承3止推垫片,4正时齿轮或正时链轮5甩油盘,6油封7带轮8起动爪,曲轴前端是第一道主轴颈之前的部分，装有驱动其他装置的零件,33,曲轴后端是最后一道主轴颈之后的部分，最后端的曲轴凸缘盘6与飞轮通过螺栓、螺母装配连接(图240)。,图240东风EQ61001型发动机曲轴的后端,1轴承座（气缸体）2甩油盘,3回油螺纹4飞轮5飞轮螺栓、螺母,6曲轴凸缘盘7油封8轴承盖,曲轴后端是最后一道主轴颈之后的部分，最后端的曲轴凸缘盘6,34,常见多缸发动机的曲拐布置如下：,（1）直列四缸四冲程发动机点火间隔角为7204180。采用全支承曲轴时(图243)。,图243直列四缸发动机的曲拐布置,常见多缸发动机的曲拐布置如下：图243直列四缸发动,35,（2）直列六缸四冲程发动机发火间隔角为7206120曲拐均匀布置在互成120的三个平面内。国产汽车的六缸发动机常用的点火顺序为153624，曲拐布置见图244a。,图244直列六缸发动机的曲拐布置,（2）直列六缸四冲程发动机发火间隔角为72061,36,（3）V型八缸四冲程发动机发火间隔角为720890。因V型发动机左右两列中相对应的一对连杆共用一个曲拐，所以V型八缸机只有四个曲拐。为使发动机的平衡性更好，通常将其布置在两个相互错开90的平面内(图245)。常用的点火顺序为18436572。,图245V型八缸发动机的曲拐布置,（3）V型八缸四冲程发动机发火间隔角为