機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu).ppt

1、機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu),學(xué)習(xí)目標(biāo),敘述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成、作用和工作原理 識別發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零部件 規(guī)范拆裝曲柄連桿機(jī)構(gòu) 對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的安裝質(zhì)量進(jìn)行自檢和互檢,多缸發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)演示,曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用及力矩,氣體力，作用于活塞頂上。 運(yùn)動質(zhì)量慣性力，作用于曲柄連桿機(jī)構(gòu)上，即由往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量和放置運(yùn)動質(zhì)量組成的當(dāng)量系統(tǒng)。 總的來說，往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力、翻倒力矩和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的周期性變化，將引起發(fā)動機(jī)在支承上的振動，從而降低了汽車行駛的平順性和舒適性。 改善方法：盡量減小曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動件質(zhì)量以減小慣性力；在曲軸上加平衡重和設(shè)置平衡機(jī)構(gòu)來平衡慣性力。,機(jī)體組,主要內(nèi)容,機(jī)體組的

2、功用及組成 機(jī)體 氣缸蓋 氣缸襯墊 油底殼 發(fā)動機(jī)的支承,一、機(jī)體組的組成及功用,組成：機(jī)體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋以及油底殼等。 鑲氣缸套的發(fā)動機(jī)，機(jī)體組還包括干式或濕式氣缸套。 功用：是發(fā)動機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)主要零部件的裝配體。,氣缸蓋罩,氣缸墊,油道和水道,曲軸箱,油底殼,氣缸蓋,氣缸體,氣缸,二、機(jī)體,1、機(jī)體的工作條件及要求 工作條件：承受拉、壓、彎、扭等機(jī)械負(fù)荷，以及氣缸壁面與高溫燃?xì)庵苯咏佑|而承受很大的熱負(fù)荷。 要求：足夠的強(qiáng)度和剛度，且耐磨損和耐腐蝕，對氣缸進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，力求結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕。,二、機(jī)體,2、機(jī)體材料 高強(qiáng)度灰鑄鐵或

3、鋁合金 3、機(jī)體構(gòu)造 （1）氣缸排列形式有3種：直列式、V型和水平對置式。 （2）為提高氣缸的耐磨性和延長氣缸的使用壽命而有不同的氣缸結(jié)構(gòu)形式和表面處理方法：無氣缸套式、干氣缸套式和濕氣缸套式。 （3）按曲軸箱結(jié)構(gòu)形式分：平底式、龍門式和隧道式。,縮短了機(jī)體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機(jī)重量；形狀復(fù)雜，加工困難。,結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機(jī)長度和高度較大。,高度小，總體布置方便。,強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。,散熱良好、冷卻均勻、加工容易。 強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易漏水。,平底式,龍門式,隧道式,油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度,油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)

4、中心,氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式,三、氣缸蓋,1、功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。 2、氣缸蓋工作條件及要求 工作條件：承受氣體力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷，與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷。 要求：密封良好，足夠的強(qiáng)度和剛度，并對其進(jìn)行良好的冷卻。 3、氣缸蓋材料 優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵。目前多用鋁合金氣缸蓋。,三、氣缸蓋,4、氣缸蓋構(gòu)造 總的構(gòu)造：復(fù)雜的箱形零件。,三、氣缸蓋燃燒室,四、氣缸襯墊,功用：保持氣缸密封不漏氣，保持由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻液和機(jī)油不泄漏。 工作條件：承受擰緊氣缸蓋螺栓時造成的壓力，氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用，以及機(jī)油和冷卻液的腐蝕。

5、 要求：足夠的強(qiáng)度，并耐壓、耐熱和耐腐蝕。 分類：金屬-石棉襯墊、金屬-復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等。,氣缸蓋罩和氣缸襯墊,氣缸蓋罩,襯墊,氣缸蓋,安裝火花塞,氣缸墊：功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。,五、油底殼,功用：儲存機(jī)油和封閉機(jī)體或曲軸箱。 使用特點(diǎn)：油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機(jī)的磨損 材料：薄鋼板沖壓,曲柄連桿機(jī)構(gòu),主要內(nèi)容,曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用及組成 活塞組 連桿組 曲軸飛輪組,一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用及組成,功用：將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，

6、以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。 組成：活塞組、連桿組和曲軸飛輪組,二、活塞組,功用：1、承受燃燒氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。2、活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。 工作條件： 1、是發(fā)動機(jī)中工作條件最嚴(yán)酷的零件，受最大值的氣體力和往復(fù)慣性力作用； 2、活塞頂?shù)臏囟群芨撸钊鞑繙夭詈艽螅?3、活塞潤滑條件差； 材料：鋁合金活塞,1、活塞,活塞構(gòu)造：由頂部、頭部和裙部等組成。,（1）活塞頂部,結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。,凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過程。,凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰

7、氣門。,（2）活塞頭部,位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。 作用： 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。,工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。,（3）活塞裙部,位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。 作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。,裙 部,活塞裙部的橢形變形演示,為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運(yùn)動間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施： （1）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大

8、、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。 （2）預(yù)先做成橢圓形 橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時趨近正圓。,活塞在工作時的保護(hù)措施,有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的， 向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了12mm。,2、活塞環(huán),分類：是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。 工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤滑。 材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時表面涂有保護(hù)層）,（1）氣環(huán),功用：密封和傳熱。保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。 密封原理

9、：將23道氣環(huán)的切口相互錯開形成“迷宮式”封氣裝置。,氣環(huán),切口,氣環(huán)的泵油原理：,動 態(tài) 演 示,（2）油環(huán),刮油片,軸向襯環(huán),刮油片,油環(huán)的刮油作用,油環(huán)的刮油作用,3、活塞銷,作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿。 材料與工藝：優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。,活塞銷構(gòu)造：活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，以及兩段截錐與一段圓柱的組合形。,連桿小頭與活塞銷的連接方式,活塞銷,連桿,全浮式：活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。,半浮式：活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動。多用于小轎車,三、連桿組,組成：連桿體、連桿蓋、

10、連桿螺栓和連桿軸承等。習(xí)慣上常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來稱作連桿，有時也稱連桿體為連桿。 功用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。,1、連桿構(gòu)造,連桿小頭,桿身,連桿大頭,連 桿 組 件 分 解 圖,連桿蓋的定位方式,平切式,斜切式,連桿軸瓦,并列式,主副式,叉型式,四、曲軸飛輪組,皮帶輪,主軸瓦,曲軸,起動爪,正時齒輪,扭轉(zhuǎn)減振器,飛輪,1、曲軸,功用：把活塞、連桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動汽車的傳動系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)以及其他輔助裝置。 工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。,結(jié)構(gòu)： 曲拐：由一個連桿軸頸

11、和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。,曲軸前端,連桿軸頸,主軸頸,曲軸后端,平衡重,曲拐,曲柄臂,1、曲軸,材料：中碳鋼（汽）、合金鑄鐵（柴）、球墨鑄鐵。 分類： 1、整體式（常用）。各單元曲拐鍛制或鑄造成一個整體的曲軸。 2、組合式（長用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和以滾動軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動機(jī)上） 組成： 1、主軸頸用于支撐曲軸。 2、,2、連桿軸頸,3、曲柄,曲軸臂，用于 連接主軸頸和連桿 軸頸,4、平衡塊,中空連桿軸徑,平衡重,曲柄,1、曲軸,5、后端軸：安裝飛輪。 前后軸端都設(shè)有防漏裝置：擋油盤、回油螺紋、油封等。,曲軸后端,回油螺紋,1、曲軸,6、曲軸的軸向限位 通常是通過在曲軸的前部

12、、中部或后部安裝止推軸承來實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）。,2、曲拐的布置,一般規(guī)律 （1）各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 （2）連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。 比如：四缸機(jī)：1-3-4-2或1-2-4-3 六缸機(jī)：1-5-3-6-2-4； （3）V型發(fā)動機(jī)左右氣缸盡量交替作功。 （4）曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機(jī)工作平衡性好。,常見曲軸曲拐的布置,對缸數(shù)為i的發(fā)動機(jī)而言，其發(fā)火順序?yàn)椋?四行程：720/i 二行程：360/I 四缸四行程發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置 點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。,功,功,功,功,四缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置,3、飛輪,功用：將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動機(jī)