曲柄連桿機(jī)構(gòu)講義PPT課件

1、( (三）工作條件 高溫高溫：最高可達(dá)：最高可達(dá) 2500K2500K以上以上 高壓高壓：最高可達(dá)：最高可達(dá) 5MPa5MPa9MPa9MPa 高速高速：最高可達(dá)：最高可達(dá) 3000 r/min3000 r/min6000 r/min6000 r/min 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕：可燃混合氣和燃燒廢氣直接接觸機(jī)：可燃混合氣和燃燒廢氣直接接觸機(jī)件。件。 第1頁(yè)/共96頁(yè)（四）受力分析 曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有氣壓力Fp，往復(fù)慣性力Fj ，旋轉(zhuǎn)離心力FC 和摩擦力F。FpFjFCF第2頁(yè)/共96頁(yè)1 1、 氣壓力：氣壓力氣壓力：氣壓力 的集中力的集中力FpFp分解為側(cè)分解為側(cè)壓力壓力FpFp1 1和和Fp

2、Fp2 2，F(xiàn)pFp1 1分解為分解為F FR R和和F FS S， F FR R 使曲使曲軸主軸頸處受壓，軸主軸頸處受壓， F FS S為周向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力。為周向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力。(1)(1)作功行程：側(cè)壓力作功行程：側(cè)壓力 Fp1Fp1向左，活塞的左側(cè)面壓向氣向左，活塞的左側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重 Fp2Fp1 FpFRFSFp1 第3頁(yè)/共96頁(yè)(2)壓縮行程：側(cè)壓力FP2向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，右側(cè)磨損嚴(yán)重。FP2FPFP1FRFS第4頁(yè)/共96頁(yè)2 2、 往復(fù)慣性力往復(fù)慣性力P Pj j：從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞在：從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞在上半行程時(shí)，慣

3、性力都向上，下半行程時(shí)，慣性力都上半行程時(shí)，慣性力都向上，下半行程時(shí)，慣性力都向下。向下。在上下止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)方向改變，速度為零，加速度最在上下止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)方向改變，速度為零，加速度最大，慣性力也最大；在行程中部附近，活塞運(yùn)動(dòng)速度大，慣性力也最大；在行程中部附近，活塞運(yùn)動(dòng)速度最大，加速度為零，慣性力也等于零。最大，加速度為零，慣性力也等于零。Pj第5頁(yè)/共96頁(yè)3 3、 離心慣性力離心慣性力P PC C：旋轉(zhuǎn)機(jī)件的圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心：旋轉(zhuǎn)機(jī)件的圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心慣性力，方向背離曲軸中心向外。離心力加速軸承慣性力，方向背離曲軸中心向外。離心力加速軸承與周頸的磨損，也引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而傳到機(jī)體外。與周頸的

4、磨損，也引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而傳到機(jī)體外。Pc3、離心慣性力PC：第6頁(yè)/共96頁(yè)4 4、摩擦力、摩擦力F F：指相互運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力，它是造：指相互運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力，它是造成配合表面磨損的根源。成配合表面磨損的根源。F4、摩擦力F：第7頁(yè)/共96頁(yè)五、總結(jié)：五、總結(jié)： 偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷和連桿大頭繞曲偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷和連桿大頭繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，其方向沿曲柄半軸軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，其方向沿曲柄半徑向外。徑向外。 曲軸轉(zhuǎn)速愈高，往復(fù)慣性質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)曲軸轉(zhuǎn)速愈高，往復(fù)慣性質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)量愈大，則往復(fù)慣性力與離心力愈大，慣性力使量愈大，則往復(fù)慣性力與離心力愈

5、大，慣性力使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸（軸承）受周曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸（軸承）受周期性變化的附加負(fù)荷，加快磨損。若不加以平衡，期性變化的附加負(fù)荷，加快磨損。若不加以平衡，慣性力傳到氣缸體外，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。慣性力傳到氣缸體外，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)（包括機(jī)體組）各有關(guān)零件受曲柄連桿機(jī)構(gòu)（包括機(jī)體組）各有關(guān)零件受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。 第8頁(yè)/共96頁(yè)機(jī)體組組成：機(jī)體組組成：曲軸箱曲軸箱氣缸體氣缸體氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和水道油道和水道油底殼油底殼氣缸蓋罩氣缸蓋罩2.2 2.2 機(jī)機(jī) 體體 組組

6、氣缸蓋罩墊圈氣缸蓋罩墊圈第9頁(yè)/共96頁(yè) 氣缸體氣缸體：發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，：發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱，簡(jiǎn)稱氣缸體。稱為氣缸體曲軸箱，簡(jiǎn)稱氣缸體。（一）功用（一）功用：氣缸體上半部有若干個(gè)為活塞在其中：氣缸體上半部有若干個(gè)為活塞在其中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的圓柱形空腔。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的圓柱形空腔。 1 1、內(nèi)腔、內(nèi)腔 （1 1）形成氣缸工作容積；）形成氣缸工作容積； （2 2）活塞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。）活塞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 2 2、外腔、外腔 （1 1）各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體；）各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體； （2 2）散熱。）散熱。一、氣缸體氣缸體第10頁(yè)/共96頁(yè)（三）材料和工藝：（三）材料

7、和工藝： 1 1、材料、材料 （1 1）氣缸套：優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或合金鋼）氣缸套：優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或合金鋼 （2 2）氣缸體：灰鑄鐵或鋁合金）氣缸體：灰鑄鐵或鋁合金2 2、氣缸工作表面制造工藝（、氣缸工作表面制造工藝（2 2級(jí)加工精度）級(jí)加工精度） （1 1）精鏜）精鏜（2 2）珩磨（網(wǎng)紋狀）珩磨（網(wǎng)紋狀） 1 1、改善磨合條件，磨合改善磨合條件，磨合 2 2、避免拉缸（金屬熔著磨損）避免拉缸（金屬熔著磨損）時(shí)間短時(shí)間短 （二）要求：二）要求： 1 1、耐高溫、高壓、耐高溫、高壓 2 2、耐磨損、耐磨損 3 3、耐腐蝕、耐腐蝕 4 4、足夠的剛度和強(qiáng)度、足夠的剛度和強(qiáng)度第11頁(yè)/共96頁(yè)（三）（三）氣

8、缸體結(jié)構(gòu)分類：氣缸體結(jié)構(gòu)分類： （a a）一般式（b b）龍門式（c c）隧道式（a a ） 曲軸軸線與氣缸曲軸軸線與氣缸體下表面在同一平面上體下表面在同一平面上 。 優(yōu)點(diǎn)是制造方便，質(zhì)量?jī)?yōu)點(diǎn)是制造方便，質(zhì)量輕，高度低，但剛度低，輕，高度低，但剛度低，適用于汽油機(jī)。適用于汽油機(jī)。(b)(b)油底殼安裝油底殼安裝平面低于曲軸的平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)中心(c)(c)氣缸體上曲氣缸體上曲軸的主軸承孔軸的主軸承孔為整體式為整體式1 1、按氣缸體結(jié)構(gòu)形式分為：按氣缸體結(jié)構(gòu)形式分為：第12頁(yè)/共96頁(yè)名名 稱稱性性 能能應(yīng)應(yīng) 用用一般式一般式機(jī)體高度小、重量輕、機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆

9、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q492Q汽油機(jī)，汽油機(jī)，9090系列柴油機(jī)。系列柴油機(jī)。龍門式龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。困難。捷達(dá)轎車、富捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔康轎車、桑塔納轎車納轎車隧道式隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴負(fù)荷較大的柴油機(jī)上油機(jī)上 。性能與應(yīng)用比較性能與應(yīng)用比較第13頁(yè)/共96頁(yè) 2 2、按冷卻方式分：、按冷卻方式分： （1 1）水冷式：氣缸體內(nèi)鑄有冷卻水套）水冷式：氣缸體內(nèi)鑄有

10、冷卻水套 （2 2）風(fēng)冷式：氣缸體外鑄有散熱片）風(fēng)冷式：氣缸體外鑄有散熱片水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和氣缸蓋風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和氣缸蓋散熱片散熱片冷卻水冷卻水冷卻水冷卻水第14頁(yè)/共96頁(yè)3 3、按鑲缸套方式分：、按鑲缸套方式分： （1 1）干式缸套：）干式缸套：圖（圖（a a）所示，）所示，不直接與冷卻水接觸，薄壁不直接與冷卻水接觸，薄壁（1-31-3mmmm），過(guò)盈壓配在氣缸體內(nèi)孔中。），過(guò)盈壓配在氣缸體內(nèi)孔中。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ：密封性好，氣缸體剛性好，缸心距小，曲軸不易變形。：密封性好，氣缸體剛性好，缸心距小，曲軸不易變形。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： a a 、制造成本增加：制造成本增加：氣缸體內(nèi)孔、缸套外氣缸體內(nèi)孔、缸

11、套外圓亦需精加工，且薄壁缸套剛性差，加工圓亦需精加工，且薄壁缸套剛性差，加工裝夾時(shí)易變形。裝夾時(shí)易變形。b b、熱負(fù)荷增加：熱負(fù)荷增加：缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理論上是完全接觸，但加工誤差使之不可能論上是完全接觸，但加工誤差使之不可能完全接觸，因而散熱面積小，影響缸套散完全接觸，因而散熱面積小，影響缸套散熱，必然使缸套、活塞等熱負(fù)荷嚴(yán)重。熱，必然使缸套、活塞等熱負(fù)荷嚴(yán)重。c c、氣缸體鑄造工藝性差：氣缸體鑄造工藝性差： 水套封閉，去渣困難。水套封閉，去渣困難。氣缸套水套氣缸體圖 2-6 2-6 （a a）干式氣缸套第15頁(yè)/共96頁(yè)（2 2）濕式缸套：）濕式缸套： 氣缸體水套

12、敞開，缸套與冷卻水直接接氣缸體水套敞開，缸套與冷卻水直接接觸，薄厚（觸，薄厚（5-9mm5-9mm），缸套下端帶橡膠封水圈，氣缸套外圓），缸套下端帶橡膠封水圈，氣缸套外圓上大，下?。ㄒ?yàn)闅飧滋紫露藥洗?，下?。ㄒ驗(yàn)闅飧滋紫露藥?-31-3道橡膠封水圈），且上道橡膠封水圈），且上端與氣缸體內(nèi)孔配合緊，下端配合松，以方便推入氣缸體端與氣缸體內(nèi)孔配合緊，下端配合松，以方便推入氣缸體內(nèi)孔。內(nèi)孔。 濕式缸套壓配在氣缸體內(nèi)孔時(shí)，濕式缸套壓配在氣缸體內(nèi)孔時(shí)，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面上部凸肩頂面高出氣缸體頂面0.05-0.05-0.15 0.15 mmmm，這樣緊固缸蓋時(shí)，可將缸，這樣緊固缸蓋時(shí)，可將缸墊壓

13、得更緊，以密封燃?xì)?。墊壓得更緊，以密封燃?xì)狻?優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：氣缸套冷卻好；制造成本氣缸套冷卻好；制造成本低；氣缸體鑄造工藝性好。低；氣缸體鑄造工藝性好。 缺缺點(diǎn)：點(diǎn)： 氣缸體剛性差，容易變形，氣缸體剛性差，容易變形，易漏氣、漏水；缸心距增加，曲軸易易漏氣、漏水；缸心距增加，曲軸易變形；氣缸套外圓表面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)變形；氣缸套外圓表面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象，常見涂漆。象，常見涂漆。 mmmm氣缸套水套氣缸體橡膠封水圈圖 2-6 2-6 （b b）濕式氣缸套（軸向定位）（徑向定位）（徑向定位）第16頁(yè)/共96頁(yè)4 4、根據(jù)氣缸的排列方式分根據(jù)氣缸的排列方式分： 直列式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較

14、大。 V型：縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。 對(duì)置式：高度小，總體布置方便。直列式V型對(duì)置式第17頁(yè)/共96頁(yè)5 5、整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體、整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體 (1)(1)、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。 (2)(2)、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類型類型構(gòu)造構(gòu)造性能及應(yīng)用性能及應(yīng)用整體式整體式氣缸直接鏜在氣氣缸直接鏜在氣缸體上缸體上強(qiáng)度和剛度好，能強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。承受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式鑲嵌式用耐磨優(yōu)質(zhì)材用耐磨優(yōu)

15、質(zhì)材料制成氣缸套，再料制成氣缸套，再裝到一般材料制成裝到一般材料制成的氣缸體內(nèi)。的氣缸體內(nèi)。降低了制造成本，降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，便于修理和更換氣缸套，延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽命。命。第18頁(yè)/共96頁(yè)氣缸蓋罩氣缸蓋罩氣缸蓋氣缸蓋氣缸墊氣缸墊襯墊襯墊安裝火花塞安裝火花塞二、氣缸蓋與氣缸墊第19頁(yè)/共96頁(yè)1 1、組成：、組成：氣缸蓋上應(yīng)有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管氣缸蓋上應(yīng)有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管 和進(jìn)、排氣門通道等。和進(jìn)、排氣門通道等。2 2、作用：、作用：（1 1）密封氣缸上部；）密封氣缸上部； （2 2）構(gòu)成燃燒室（與氣缸壁、氣缸墊和）構(gòu)成燃燒室（與氣缸壁、氣

16、缸墊和 活塞頂一起）；活塞頂一起）；構(gòu)成供給系中進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻構(gòu)成供給系中進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻 系、潤(rùn)滑系的一部分（鑄有進(jìn)、排系、潤(rùn)滑系的一部分（鑄有進(jìn)、排 氣通道及冷卻水套或散熱片、潤(rùn)滑氣通道及冷卻水套或散熱片、潤(rùn)滑 油道）。油道）。3 3、要求：、要求：（1 1）耐高溫、高壓；）耐高溫、高壓；（2 2）耐腐蝕；）耐腐蝕；足夠的剛度和強(qiáng)度。足夠的剛度和強(qiáng)度。第20頁(yè)/共96頁(yè)（2 2）灰鑄鐵或合金鑄鐵：）灰鑄鐵或合金鑄鐵：（大部分柴油機(jī)）（大部分柴油機(jī)） a a 、剛度、強(qiáng)度高；剛度、強(qiáng)度高； b b 、耐高溫；耐高溫； c c 、導(dǎo)熱性差導(dǎo)熱性差: :缸蓋底面鼻梁區(qū)易開裂；缸蓋底面鼻梁區(qū)

17、易開裂； d d 、質(zhì)量重。質(zhì)量重。4 4、材料：、材料：（1 1）鋁合金壓鑄：）鋁合金壓鑄：（汽油機(jī)及少數(shù)柴油機(jī)）（汽油機(jī)及少數(shù)柴油機(jī)） a a、質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性好；質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性好； b b、鑄造流動(dòng)性好（風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)散熱片鑄造容易）；鑄造流動(dòng)性好（風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)散熱片鑄造容易）； c c、剛度低剛度低: :易變形易變形導(dǎo)致漏氣漏水；導(dǎo)致漏氣漏水； d d、強(qiáng)度低強(qiáng)度低: :氣缸蓋螺栓孔易拉毛；氣缸蓋螺栓孔易拉毛； e e、不耐高溫不耐高溫: :超過(guò)超過(guò)350350 C C，強(qiáng)度急劇降低。，強(qiáng)度急劇降低。第21頁(yè)/共96頁(yè)5、燃燒室、燃燒室v結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，冷結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，冷卻面積小，以減少熱量

18、卻面積小，以減少熱量損失及縮短火焰行程。損失及縮短火焰行程。v使混合氣在壓縮終了使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)，時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合氣燃燒速度，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒。充分燃燒。燃燒室燃燒室形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大。(1)要求：第22頁(yè)/共96頁(yè)汽油機(jī)燃燒室形狀汽油機(jī)燃燒室形狀第23頁(yè)/共96頁(yè)燃燒室比較燃燒室比較名稱名稱 特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖應(yīng)用應(yīng)用半球形半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、燃燒速率高、熱損失小、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高熱效率高桑塔納桑塔納 夏利夏利 富康富康楔

19、形楔形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)切諾基切諾基盆形盆形工藝性好、成本低、進(jìn)工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃排氣效果不如半球形燃燒室燒室492第24頁(yè)/共96頁(yè)（二）氣缸墊（二）氣缸墊1 1、作用：、作用：密封密封燃?xì)馊細(xì)饫鋮s水、機(jī)油冷卻水、機(jī)油2 2、要求、要求：（1 1）一定的強(qiáng)度要求）一定的強(qiáng)度要求（2 2）耐熱、耐腐蝕）耐熱、耐腐蝕（3 3）一定的彈性）一定的彈性a a、密封密封 （變形以補(bǔ)償結(jié)合面的不平度）（變形以補(bǔ)償結(jié)合面的不平度）b b、能重復(fù)使用能重

20、復(fù)使用 （ 在一定公差內(nèi)）在一定公差內(nèi)）3 3、材料與結(jié)構(gòu)：、材料與結(jié)構(gòu)：金屬金屬- -石棉氣缸墊；石棉氣缸墊； 實(shí)心金屬片氣缸墊；實(shí)心金屬片氣缸墊； 加強(qiáng)型無(wú)石棉氣缸墊。加強(qiáng)型無(wú)石棉氣缸墊。第25頁(yè)/共96頁(yè)安裝注意：安裝注意： 金屬皮的金金屬皮的金屬屬石棉墊，缸石棉墊，缸口金屬卷邊一面口金屬卷邊一面應(yīng)朝向易修整接應(yīng)朝向易修整接觸面或硬平面。觸面或硬平面。因卷邊一面會(huì)對(duì)因卷邊一面會(huì)對(duì)與其接觸的平面與其接觸的平面造成壓痕變形。造成壓痕變形。光滑面朝向氣缸光滑面朝向氣缸體。體。第26頁(yè)/共96頁(yè)4 4、氣缸蓋螺栓的擰緊次序：、氣缸蓋螺栓的擰緊次序： 必須由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分幾次進(jìn)行，最

21、后必須由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分幾次進(jìn)行，最后一次要用扭力扳手按工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊，一則保證密封一次要用扭力扳手按工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊，一則保證密封性，二則避免損壞氣缸墊，三則保證壓縮比的一致性。鋁性，二則避免損壞氣缸墊，三則保證壓縮比的一致性。鋁合金制成的氣缸蓋到最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷的狀態(tài)下擰緊，合金制成的氣缸蓋到最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷的狀態(tài)下擰緊，豐田佳美3S-FE3S-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)熱這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)熱起來(lái)時(shí)會(huì)增加密封性，起來(lái)時(shí)會(huì)增加密封性，因?yàn)殇X合金氣缸蓋的熱因?yàn)殇X合金氣缸蓋的熱膨脹比鋼螺栓的大；鑄膨脹比鋼螺栓的大；鑄鐵氣缸蓋則一般在發(fā)動(dòng)鐵氣缸蓋則一般在發(fā)動(dòng)機(jī)熱

22、車時(shí)最后擰緊，因機(jī)熱車時(shí)最后擰緊，因?yàn)檠b配時(shí)擰緊的螺栓在為裝配時(shí)擰緊的螺栓在發(fā)動(dòng)機(jī)工作初始后不久發(fā)動(dòng)機(jī)工作初始后不久會(huì)松弛。會(huì)松弛。第27頁(yè)/共96頁(yè)三、油底殼三、油底殼1 1、作用：儲(chǔ)存機(jī)油并密封曲軸箱。、作用：儲(chǔ)存機(jī)油并密封曲軸箱。2 2、要求：（、要求：（1 1）結(jié)合面平整，密封性好）結(jié)合面平整，密封性好 （2 2）剛性好，避免振動(dòng)、機(jī)械噪聲過(guò)大）剛性好，避免振動(dòng)、機(jī)械噪聲過(guò)大 （3 3）散熱性好）散熱性好3 3、材料與結(jié)構(gòu)：、材料與結(jié)構(gòu)： 材料：低碳合金鋼板或鋁合金沖壓而成；材料：低碳合金鋼板或鋁合金沖壓而成； 結(jié)構(gòu)：為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱，油底殼底部鑄有結(jié)構(gòu)：為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油

23、的散熱，油底殼底部鑄有散熱肋片。油底殼形狀后部一般做得較深，以便發(fā)動(dòng)機(jī)縱向散熱肋片。油底殼形狀后部一般做得較深，以便發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵能吸到機(jī)油。內(nèi)設(shè)有擋油板，避免油面波動(dòng)太傾斜時(shí)機(jī)油泵能吸到機(jī)油。內(nèi)設(shè)有擋油板，避免油面波動(dòng)太大，大，機(jī)油泵吸進(jìn)氣泡，供油不機(jī)油泵吸進(jìn)氣泡，供油不桑塔納轎車油底殼結(jié)構(gòu)暢。油底殼底部裝有磁性放暢。油底殼底部裝有磁性放油塞，吸集機(jī)油中的金屬屑，油塞，吸集機(jī)油中的金屬屑，減少磨損。減少磨損。第28頁(yè)/共96頁(yè)氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋2.3 2.3 活塞連桿組活塞連桿組 連桿襯套定位套筒活塞銷卡簧第29頁(yè)/共96頁(yè)組成組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連

24、桿：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿1 1、作用：、作用：（1 1）構(gòu)成燃燒室；）構(gòu)成燃燒室； （2 2）傳遞動(dòng)力。）傳遞動(dòng)力。2 2、要求：、要求：鋁合金(質(zhì)量小,導(dǎo)熱性好);灰鑄鐵一、活塞一、活塞活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)A A、剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。、剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B B、導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損。、導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損。C C、質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力。、質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力。第30頁(yè)/共96頁(yè)3 3、材料與工藝：、材料與工藝：（1 1）材料：）材料： a a、共晶共晶鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁）；鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁）； （質(zhì)量小，導(dǎo)

25、熱性好，適用于一般發(fā)動(dòng)機(jī)）（質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，適用于一般發(fā)動(dòng)機(jī)） b b、組合式：上半部用鋼，下半部用鋁合金，沉頭螺組合式：上半部用鋼，下半部用鋁合金，沉頭螺 栓連接。栓連接。 1 1、剛度好，高溫強(qiáng)度高；剛度好，高溫強(qiáng)度高； 2 2、熱膨脹系數(shù)低，配缸間隙??；、熱膨脹系數(shù)低，配缸間隙??； 僅適用于極少數(shù)大功率僅適用于極少數(shù)大功率 強(qiáng)化柴油機(jī)強(qiáng)化柴油機(jī) 3 3、耐磨（環(huán)槽）；、耐磨（環(huán)槽）； 4 4、質(zhì)量居中。質(zhì)量居中。 （2 2）工藝：）工藝：a a、鑄造：、鑄造：質(zhì)量大，加工工序多；質(zhì)量大，加工工序多； b b、鍛造：、鍛造：居中；居中； c c、模鍛：、模鍛：質(zhì)量小，加工少。質(zhì)量小，加工

26、少。 第31頁(yè)/共96頁(yè)4 4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1 1）基本結(jié)構(gòu)：）基本結(jié)構(gòu)：由頂部、頭部、裙部組成（圖由頂部、頭部、裙部組成（圖2-202-20所示）。所示）。圖220活塞結(jié)構(gòu)1活塞頂部2活塞頭部3活塞裙部第32頁(yè)/共96頁(yè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽均勻，多用在汽油機(jī)上。油機(jī)上。凸起呈球狀、頂凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于向作用、有利于改善換氣過(guò)程。改善換氣過(guò)程。凹坑的形狀、位置必凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。防

27、止碰氣門。a a、頂部：、頂部： 組成燃燒室，易熱裂、壓碎，要求加工應(yīng)光潔，材料應(yīng)阻熱。組成燃燒室，易熱裂、壓碎，要求加工應(yīng)光潔，材料應(yīng)阻熱。 第33頁(yè)/共96頁(yè)活塞頭部活塞頭部 位置：位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。 作用：作用： 安裝活塞環(huán)；安裝活塞環(huán)； 與活塞環(huán)一起密封氣缸；與活塞環(huán)一起密封氣缸； 防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)；防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)； 將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。氣環(huán)槽氣環(huán)槽油環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。活塞銷孔活塞銷孔第34頁(yè)/共96頁(yè)第35頁(yè)/共96頁(yè)活塞裙部活塞

28、裙部 位置：位置： 從油環(huán)槽下端面從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。包括銷座孔。 作用：作用： 導(dǎo)向作用導(dǎo)向作用; 承受側(cè)壓力承受側(cè)壓力; 防止破壞油膜。防止破壞油膜。第36頁(yè)/共96頁(yè)冷態(tài)敲缸現(xiàn)象：冷態(tài)敲缸現(xiàn)象： 冷態(tài)裝配間隙若無(wú)或過(guò)小，冷態(tài)裝配間隙若無(wú)或過(guò)小，則由于活塞工作時(shí)的則由于活塞工作時(shí)的機(jī)械變形機(jī)械變形和熱變形和熱變形時(shí)裙部直徑增大，容時(shí)裙部直徑增大，容易拉傷氣缸壁（又稱拉缸），易拉傷氣缸壁（又稱拉缸），輕則造成漏氣、竄機(jī)油，重則輕則造成漏氣、竄機(jī)油，重則活塞卡死。活塞卡死。 由于冷態(tài)裝配間隙的存在由于冷態(tài)裝配間隙的存在: :活塞工作時(shí)側(cè)壓力方向

29、的交替活塞工作時(shí)側(cè)壓力方向的交替變化，活塞越過(guò)上止點(diǎn)時(shí)，時(shí)變化，活塞越過(guò)上止點(diǎn)時(shí)，時(shí)而是活塞的次推力面?zhèn)荣N緊氣而是活塞的次推力面?zhèn)荣N緊氣缸壁，時(shí)而是活塞的主推力面缸壁，時(shí)而是活塞的主推力面?zhèn)荣N緊氣缸壁，形成金屬敲缸側(cè)貼緊氣缸壁，形成金屬敲缸聲音，加劇裙部磨損。顯然，聲音，加劇裙部磨損。顯然，發(fā)動(dòng)機(jī)冷車時(shí)敲缸現(xiàn)象嚴(yán)重。發(fā)動(dòng)機(jī)冷車時(shí)敲缸現(xiàn)象嚴(yán)重。第37頁(yè)/共96頁(yè)減輕冷態(tài)敲缸現(xiàn)象的主要結(jié)構(gòu)措施：減輕冷態(tài)敲缸現(xiàn)象的主要結(jié)構(gòu)措施： 1 1、定義：活塞銷座朝向承受作功側(cè)壓力的一面（圖示左側(cè)）偏移、定義：活塞銷座朝向承受作功側(cè)壓力的一面（圖示左側(cè)）偏移1mm1mm2mm2mm。2 2、作用：減輕活塞換向時(shí)

30、對(duì)氣缸壁的敲擊。、作用：減輕活塞換向時(shí)對(duì)氣缸壁的敲擊。 3 3、原理：因銷座偏置，在接近、原理：因銷座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷座軸線上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷座軸線以右的氣體壓力大于左邊，使活以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下端提前換向。而塞傾斜，裙部下端提前換向。而活塞在越過(guò)上止點(diǎn)，側(cè)壓力反向活塞在越過(guò)上止點(diǎn)，側(cè)壓力反向時(shí)，活塞才以左下端接觸處為支時(shí)，活塞才以左下端接觸處為支點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)（不是平移），點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)（不是平移），完成換向?？梢娖娩N座使活塞完成換向?？梢娖娩N座使活塞換向分成了兩步，第一步是在氣換向分成了兩步，第一步是在氣體壓力較小時(shí)進(jìn)行，且裙部彈性體壓力較小

31、時(shí)進(jìn)行，且裙部彈性好，有緩沖作用；第二步雖氣體好，有緩沖作用；第二步雖氣體壓力大，但它是個(gè)漸變過(guò)程。為壓力大，但它是個(gè)漸變過(guò)程。為此，兩步過(guò)渡使換向沖擊力大為此，兩步過(guò)渡使換向沖擊力大為減弱。減弱。 第38頁(yè)/共96頁(yè)（1 1）預(yù)先做成階梯形、錐形）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度很活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐

32、形。上小下大的階梯形、錐形。為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封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(dòng)間隙，制造活塞是通常采取下列和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：結(jié)構(gòu)措施：（2 2）預(yù)先做成橢圓形。將銷座外端面在鑄）預(yù)先做成橢圓形。將銷座外端面在鑄造時(shí)凹陷造時(shí)凹陷0.5-1mm0.5-1mm，或截去一小部分。，或截去一小部分。 橢圓的長(zhǎng)軸方向與銷座垂直，短軸方橢圓的長(zhǎng)軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。第39頁(yè)/共96頁(yè)（3 3）活塞裙部開槽）活塞裙部開槽（汽油機(jī)）（汽油機(jī)）橫向絕熱槽橫向絕

33、熱槽減少活塞頭的熱量向裙部擴(kuò)散減少活塞頭的熱量向裙部擴(kuò)散有的兼作油環(huán)回油孔有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽縱向膨脹槽留有膨脹余地留有膨脹余地活塞強(qiáng)度降低活塞強(qiáng)度降低絕熱槽膨脹槽第40頁(yè)/共96頁(yè)（4 4）采用雙金屬活塞：）采用雙金屬活塞： 為了減小鋁合金活塞裙為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)鑄活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)鑄入或嵌入膨脹系數(shù)低的鋼片。入或嵌入膨脹系數(shù)低的鋼片。 恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳鋼為含鎳33%33%36%36%的低碳鐵的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁鎳合金

34、，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的合金的1/101/10，而銷座通過(guò)恒，而銷座通過(guò)恒范鋼片與裙部相連，牽制了范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。裙部的熱膨脹變形量。第41頁(yè)/共96頁(yè)活塞的冷卻 高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是活塞頂上有燃燒室凹坑的柴油機(jī)，為了減輕活塞頂部和頭部的熱負(fù)荷而采用油冷活塞。1)自由噴射冷卻法。 2)振蕩冷卻法。 3)強(qiáng)制冷卻法。 強(qiáng)制冷卻法廣為增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。第42頁(yè)/共96頁(yè)拖鞋式活塞在保證裙部有足夠承壓面積的條件下，將不承受側(cè)向力一側(cè)的裙部部分地去掉，即為半拖鞋式裙部；若全部去掉則為拖鞋式裙部。優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕，比全裙式活塞輕1010，適應(yīng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)減小往復(fù)慣性力的需要。裙部彈

35、性好，可以減小活塞與氣缸的配合間隙。能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。 第43頁(yè)/共96頁(yè)二、活塞環(huán)二、活塞環(huán)：分成氣環(huán)和油環(huán)兩大類。分成氣環(huán)和油環(huán)兩大類。（一）作用：（一）作用：2 2、油環(huán)：、油環(huán)：1 1、氣環(huán)：、氣環(huán)：平均壽命：平均壽命： 6 6萬(wàn)公里萬(wàn)公里圖2-25活塞環(huán)（1 1）密封（防止燃?xì)饴┤肭S箱）；密封（防止燃?xì)饴┤肭S箱）； 是是主要作用，是傳熱作用的前提。主要作用，是傳熱作用的前提。（2 2）傳熱（將活塞頭部吸收的）傳熱（將活塞頭部吸收的70%80%70%80%的熱量傳導(dǎo)給氣缸壁）。的熱量傳導(dǎo)給氣缸壁）。（1 1）潤(rùn)滑（氣缸壁上鋪油膜）；）潤(rùn)滑（氣缸壁上鋪油膜）； （2

36、2）刮油（氣缸壁上多余機(jī)油刮落回曲軸箱）；）刮油（氣缸壁上多余機(jī)油刮落回曲軸箱）； （3 3）輔助密封。）輔助密封。 第44頁(yè)/共96頁(yè)（二）工作環(huán)境：（二）工作環(huán)境：（1 1）高溫、高壓、高速，潤(rùn)滑不良，磨損嚴(yán)重；）高溫、高壓、高速，潤(rùn)滑不良，磨損嚴(yán)重； （2 2）交變的彎曲應(yīng)力）交變的彎曲應(yīng)力（氣缸壁沿高度方向有加工錐度，環(huán)有開口）。（氣缸壁沿高度方向有加工錐度，環(huán)有開口）。 （三）要求：（三）要求：（四）材料（四）材料：（1 1）足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性；）足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性； （2 2）耐高溫（第）耐高溫（第1 1道氣環(huán)）、耐磨。道氣環(huán)）、耐磨。 （1 1）一般用）一般用合金鑄鐵，少數(shù)高

37、速?gòu)?qiáng)化柴油機(jī)用鋼片環(huán)以提高合金鑄鐵，少數(shù)高速?gòu)?qiáng)化柴油機(jī)用鋼片環(huán)以提高 彈力和沖擊韌性）；彈力和沖擊韌性）； （2 2）第第1 1道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻（硬度高，并道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻（硬度高，并 能儲(chǔ)存少量機(jī)油，以改善潤(rùn)滑條件）；能儲(chǔ)存少量機(jī)油，以改善潤(rùn)滑條件）； （3 3）其余氣環(huán)一般鍍錫（鑄鋁活塞）或磷化（鍛鋁活塞）其余氣環(huán)一般鍍錫（鑄鋁活塞）或磷化（鍛鋁活塞） （以改善磨合性能）。（以改善磨合性能）。第45頁(yè)/共96頁(yè)（五）氣環(huán)的密封機(jī)理：（五）氣環(huán)的密封機(jī)理：第一密封面（氣環(huán)裝入氣缸時(shí)產(chǎn)生的初始彈力第一密封面（氣環(huán)裝入氣缸時(shí)產(chǎn)生的初始彈力PaPa）；）； 第一

38、密封面的建立：環(huán)在自由狀態(tài)下，環(huán)外徑缸徑，裝缸第一密封面的建立：環(huán)在自由狀態(tài)下，環(huán)外徑缸徑，裝缸后在其彈力后在其彈力F1 作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。第二密封面（燃?xì)鈮毫Φ诙芊饷妫ㄈ細(xì)鈮毫1P1）；）； 氣環(huán)的切口端呈迷宮式布置氣環(huán)的切口端呈迷宮式布置（減少漏氣）。（減少漏氣）。 第二密封面的建立：活塞環(huán)在第二密封面的建立：活塞環(huán)在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生慣性力運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生慣性力PjPj，與缸壁，與缸壁間產(chǎn)生摩擦力間產(chǎn)生摩擦力F F，以及側(cè)隙有，以及側(cè)隙有氣體壓力氣體壓力P2P2，在這三個(gè)力的共，在這三個(gè)力的共同作用下，使環(huán)靠在環(huán)槽的上同作用下，使環(huán)靠在環(huán)槽的上側(cè)或

39、下側(cè)，形成第二密封面。側(cè)或下側(cè)，形成第二密封面。PaFPjP1P2第46頁(yè)/共96頁(yè)圖圖2-28 2-28 氣環(huán)的切口形狀氣環(huán)的切口形狀（六）氣環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（六）氣環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1 1）切口形狀：）切口形狀：1 1）直角切口：）直角切口：工藝性好，密封效果差；工藝性好，密封效果差； 2 2）階梯切口：密封好，工藝性差；）階梯切口：密封好，工藝性差； 3 3）斜切口：）斜切口：介于中間，但套裝時(shí)尖角易折斷；介于中間，但套裝時(shí)尖角易折斷； 4 4）帶防轉(zhuǎn)銷釘槽切口：）帶防轉(zhuǎn)銷釘槽切口：方向不可裝反，否則，漏氣量急方向不可裝反，否則，漏氣量急劇增加。劇增加。第47頁(yè)/共96頁(yè)氣環(huán)的泵油作用氣環(huán)

40、的泵油作用 矩形斷面矩形斷面的氣環(huán)的氣環(huán)隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)把氣缸壁上的機(jī)油會(huì)把氣缸壁上的機(jī)油不斷送人氣缸中。這不斷送人氣缸中。這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的氣環(huán)的泵油作用泵油作用”。第48頁(yè)/共96頁(yè)（1 1）增加了潤(rùn)滑油的消耗；）增加了潤(rùn)滑油的消耗；（2 2）火花塞沾油不跳火；）火花塞沾油不跳火；（3 3）燃燒室積炭增多，燃燒）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；性能變壞；（4 4）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性；活塞環(huán)而失去密封性；（5 5）加劇了氣缸的磨損。）加劇了氣缸的磨損。 活塞環(huán)泵油作用的危害活塞環(huán)泵油作用的危害第49頁(yè)/共96頁(yè)2

41、2）扭曲環(huán)：扭曲環(huán)：a)a)正扭曲環(huán)：內(nèi)圓上邊緣切去部分金屬或外圓下邊緣切去正扭曲環(huán)：內(nèi)圓上邊緣切去部分金屬或外圓下邊緣切去 部分金屬；部分金屬； b)b)反扭曲環(huán)：內(nèi)圓下邊緣切去部分金屬或外圓上邊緣切去反扭曲環(huán)：內(nèi)圓下邊緣切去部分金屬或外圓上邊緣切去 部分金屬；部分金屬； 圖2-30氣環(huán)的斷面形狀（a）正扭曲內(nèi)切環(huán)（b）反扭曲內(nèi)切環(huán)圖2-31扭曲環(huán)的作用原理扭曲環(huán)成因見圖扭曲環(huán)成因見圖2-312-31所示：所示：第50頁(yè)/共96頁(yè)活塞環(huán)裝入氣缸后，其外側(cè)氣缸壁的作用力活塞環(huán)裝入氣缸后，其外側(cè)氣缸壁的作用力F1F1與內(nèi)側(cè)與內(nèi)側(cè)環(huán)的彈力環(huán)的彈力F2F2不在一條直線上，于是產(chǎn)生扭曲力矩不在一條直線

42、上，于是產(chǎn)生扭曲力矩M M，從而使，從而使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下側(cè)平面都接觸，避免了因環(huán)在環(huán)槽環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下側(cè)平面都接觸，避免了因環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的上下竄動(dòng)造成的內(nèi)的上下竄動(dòng)造成的“泵油泵油”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 環(huán)的扭曲變形應(yīng)使環(huán)的端面與氣缸壁形成的楔形尖角環(huán)的扭曲變形應(yīng)使環(huán)的端面與氣缸壁形成的楔形尖角向下。這樣，活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因向下。這樣，活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，因“油楔油楔”作用使環(huán)懸浮作用使環(huán)懸浮于氣缸壁，改善潤(rùn)滑，減少摩擦阻力；活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，于氣缸壁，改善潤(rùn)滑，減少摩擦阻力；活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下刮油。但如果裝反使尖角朝上，則活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下刮油。但如果裝反使尖角朝上，則活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向上刮油

43、，機(jī)油消耗率劇增，排氣冒藍(lán)煙。向上刮油，機(jī)油消耗率劇增，排氣冒藍(lán)煙。扭曲環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：扭曲環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：a)a)密封性、磨合性好（線接觸）；密封性、磨合性好（線接觸）； b)b)防止防止“泵油泵油”現(xiàn)象；現(xiàn)象； c)c)形成油楔，改善潤(rùn)滑；形成油楔，改善潤(rùn)滑； d)d)提高刮油能力。提高刮油能力。 第51頁(yè)/共96頁(yè)扭曲環(huán)的缺點(diǎn)：扭曲環(huán)的缺點(diǎn)：a)a)扭轉(zhuǎn)角不超過(guò)扭轉(zhuǎn)角不超過(guò)1 1，工藝性差；，工藝性差； b)b)不可裝反，否則機(jī)油消耗率成倍增加，環(huán)上有朝上記號(hào)。不可裝反，否則機(jī)油消耗率成倍增加，環(huán)上有朝上記號(hào)。 a)a)工藝性差（凸圓弧面難加工）；工藝性差（凸圓弧面難加工）； b)b)仍有仍有“泵油

44、泵油”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 （d）錐面環(huán)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺缺點(diǎn)：點(diǎn)：a)a)活塞上下移動(dòng)時(shí)均能形成油楔作用，改善潤(rùn)滑；活塞上下移動(dòng)時(shí)均能形成油楔作用，改善潤(rùn)滑； b)b)避免棱緣負(fù)荷，能很好適應(yīng)活塞的擺動(dòng)及氣缸表面；避免棱緣負(fù)荷，能很好適應(yīng)活塞的擺動(dòng)及氣缸表面； c)c)密封性改善。密封性改善。 3 3）錐面）錐面環(huán)：環(huán)：小錐角，不超過(guò)小錐角，不超過(guò)2 2，方向不可裝反。，方向不可裝反。 優(yōu)缺點(diǎn)同扭曲環(huán)，但仍有優(yōu)缺點(diǎn)同扭曲環(huán)，但仍有“泵油泵油”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 4 4）桶面環(huán)：桶面環(huán)：與氣缸壁凸圓弧面接觸。與氣缸壁凸圓弧面接觸。 （f）桶面環(huán)第52頁(yè)/共96頁(yè)圖2-30氣環(huán)的斷面形狀缺點(diǎn)是環(huán)上、下兩側(cè)平面難以精

45、磨，工藝性差，仍有缺點(diǎn)是環(huán)上、下兩側(cè)平面難以精磨，工藝性差，仍有“泵油泵油”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。5）梯形環(huán)： 如圖如圖2-322-32所示，側(cè)壓力方向的交替變化，使環(huán)槽間所示，側(cè)壓力方向的交替變化，使環(huán)槽間隙時(shí)而減小，時(shí)而增大，間隙中的結(jié)焦被擠出，避隙時(shí)而減小，時(shí)而增大，間隙中的結(jié)焦被擠出，避免環(huán)因粘結(jié)而折斷，常做第一道氣環(huán)。免環(huán)因粘結(jié)而折斷，常做第一道氣環(huán)。 （e）梯形環(huán)（a）間隙變化（b）受力情況圖2-32梯形環(huán)工作示意圖第53頁(yè)/共96頁(yè)氣環(huán)的斷面形狀氣環(huán)的斷面形狀第54頁(yè)/共96頁(yè)氣環(huán)斷面形狀：形狀形狀特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖矩形環(huán)矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于

46、生產(chǎn)、應(yīng)用面廣廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)梯形環(huán)加工困難，精度要求高加工困難，精度要求高桶面環(huán)桶面環(huán)外圓為凸圓弧形外圓為凸圓弧形第55頁(yè)/共96頁(yè)作用：作用：布油布油( (活塞上行活塞上行) )刮油刮油( (活塞下行活塞下行) )密封密封( (輔助作用輔助作用) )（七）（七）油環(huán)油環(huán)第56頁(yè)/共96頁(yè)圖2-33油環(huán)的刮油作用（a）（b）油環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：油環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 油環(huán)油環(huán) 置于最后一道

47、置于最后一道環(huán)槽，背隙內(nèi)氣體壓力環(huán)槽，背隙內(nèi)氣體壓力極低，因此，油環(huán)置于極低，因此，油環(huán)置于氣缸內(nèi)時(shí)，必須具有較氣缸內(nèi)時(shí)，必須具有較大的初始彈力。大的初始彈力。 第57頁(yè)/共96頁(yè)刮油片刮油片軸向襯簧軸向襯簧刮油片刮油片徑向襯簧徑向襯簧普通油環(huán)普通油環(huán)組合油環(huán)組合油環(huán)（3 3）油環(huán)分為兩種類型：）油環(huán)分為兩種類型：（a a）異向外倒角油環(huán)）異向外倒角油環(huán) （b b）同向外倒角油環(huán)）同向外倒角油環(huán) （c c）同向內(nèi)倒角油環(huán)）同向內(nèi)倒角油環(huán) （d d）鼻式油環(huán)）鼻式油環(huán) （e e）雙鼻式油環(huán)）雙鼻式油環(huán) 第58頁(yè)/共96頁(yè)油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用 將氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來(lái)經(jīng)活塞

48、上的回油孔流回油底殼。第59頁(yè)/共96頁(yè)三、活塞銷與銷座三、活塞銷與銷座1 1、作用：、作用： 連接活塞和連桿小頭，傳遞動(dòng)力。連接活塞和連桿小頭，傳遞動(dòng)力。 2 2、要求：、要求：3 3、材料與工藝：、材料與工藝：一般為低碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)表面滲碳或滲氮熱處理一般為低碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)表面滲碳或滲氮熱處理以提高心部沖擊韌性和表面硬度，然后進(jìn)行精磨和研磨。以提高心部沖擊韌性和表面硬度，然后進(jìn)行精磨和研磨。.（1 1）足夠的剛度、強(qiáng)度和沖擊韌性；）足夠的剛度、強(qiáng)度和沖擊韌性； （2 2）表面耐磨；）表面耐磨； （3 3）質(zhì)量小。）質(zhì)量小。 第60頁(yè)/共96頁(yè)活 塞 銷圓柱形兩段截錐與一段圓柱結(jié)

49、合兩段截錐形圖2-36活塞銷的內(nèi)孔形狀4 4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：管狀（圖管狀（圖 2-362-36所示）所示） （1 1）等截面圓柱形）等截面圓柱形：易加工，但質(zhì)量大；：易加工，但質(zhì)量大； （2 2）兩段截錐形：等強(qiáng)度梁，質(zhì)量小，但難加工；）兩段截錐形：等強(qiáng)度梁，質(zhì)量小，但難加工； （3 3）組合形：居中。）組合形：居中。第61頁(yè)/共96頁(yè)連桿連桿活塞銷活塞銷全浮式：全浮式：活塞銷能活塞銷能在連桿襯在連桿襯套和活塞套和活塞銷座中自銷座中自由擺動(dòng)，由擺動(dòng)，使磨損均使磨損均勻。勻。半浮式：半浮式：活活塞中部與連塞中部與連桿小頭采用桿小頭采用緊固螺栓連緊固螺栓連接，活塞銷接，活塞銷只能在兩端只能

50、在兩端銷座內(nèi)作自銷座內(nèi)作自由擺動(dòng)。多由擺動(dòng)。多用于小轎車用于小轎車形式形式: :全浮式（工作時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）、半浮式。全浮式（工作時(shí)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）、半浮式。5 5、活塞銷連接方式：活塞銷連接方式： 裝配時(shí)，應(yīng)先將鋁合金活塞預(yù)熱（裝配時(shí)，應(yīng)先將鋁合金活塞預(yù)熱（70907090C C的水或油的水或油中加熱），然后將銷裝入。中加熱），然后將銷裝入。第62頁(yè)/共96頁(yè)四、連桿四、連桿1、作用：、作用：連接連接活塞活塞與與曲軸曲軸，并把活塞承受的氣體壓，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸的運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。連桿小頭連桿小頭桿身?xiàng)U身連桿連桿大頭大頭第6

51、3頁(yè)/共96頁(yè)3 3、要求：、要求：在質(zhì)量盡可能小的前提下有足夠的剛度和強(qiáng)度。在質(zhì)量盡可能小的前提下有足夠的剛度和強(qiáng)度。剛度不足的后果：剛度不足的后果：（1 1）大頭孔失圓：）大頭孔失圓：燒軸瓦，甚至咬死。燒軸瓦，甚至咬死。 （2 2）桿身彎曲：偏磨，漏氣，竄機(jī)油。）桿身彎曲：偏磨，漏氣，竄機(jī)油。 2 2、工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)：復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)，承受壓縮、拉伸、彎曲等交變載荷。復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)，承受壓縮、拉伸、彎曲等交變載荷。 4 4、材料與工藝：、材料與工藝：中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成。中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成。 5 5、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由連桿小頭、桿身、連桿大頭（包括連桿蓋）三部分組

52、成。由連桿小頭、桿身、連桿大頭（包括連桿蓋）三部分組成。第64頁(yè)/共96頁(yè)一般壓入減磨的錫青銅襯套，小頭頂部鑄有工藝凸臺(tái)，減重用；一般壓入減磨的錫青銅襯套，小頭頂部鑄有工藝凸臺(tái)，減重用；小頭頂部開有潤(rùn)滑油槽，收集飛濺油霧，潤(rùn)滑活塞銷。小頭頂部開有潤(rùn)滑油槽，收集飛濺油霧，潤(rùn)滑活塞銷。 （1 1）連桿小頭）連桿小頭第65頁(yè)/共96頁(yè)通常做成通常做成“工工”字形斷面，以求在剛度足夠的前提下盡可能字形斷面，以求在剛度足夠的前提下盡可能減少慣性質(zhì)量，有的桿身鉆有潤(rùn)滑油道。減少慣性質(zhì)量，有的桿身鉆有潤(rùn)滑油道。（2 2）桿身：）桿身：第66頁(yè)/共96頁(yè)通常做成分開式的，以便于拆通常做成分開式的，以便于拆裝活

53、塞連桿組，被分開的部分叫連裝活塞連桿組，被分開的部分叫連桿蓋，兩者之間用連桿螺栓連接。桿蓋，兩者之間用連桿螺栓連接。連桿與連桿蓋之間有配對(duì)記號(hào)，拆連桿與連桿蓋之間有配對(duì)記號(hào)，拆裝時(shí)應(yīng)注意一致。裝時(shí)應(yīng)注意一致。 圖2-39連桿裝配標(biāo)記（3 3）連桿大頭：）連桿大頭：連桿大頭孔內(nèi)過(guò)盈壓入上、連桿大頭孔內(nèi)過(guò)盈壓入上、下兩半薄壁鋼軸瓦，在其內(nèi)表面下兩半薄壁鋼軸瓦，在其內(nèi)表面上涂有上涂有0.30.30.7mm0.7mm厚的減磨合金厚的減磨合金層，具有保持油膜、減少摩擦阻層，具有保持油膜、減少摩擦阻力和易于磨合的作用，主要有巴力和易于磨合的作用，主要有巴氏合金、銅鋁合金、高錫鋁合金。氏合金、銅鋁合金、高錫

54、鋁合金。軸瓦背面制有定位凸肩，防止軸軸瓦背面制有定位凸肩，防止軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)；軸瓦內(nèi)表面開有油槽用瓦轉(zhuǎn)動(dòng)；軸瓦內(nèi)表面開有油槽用以儲(chǔ)油和作垃圾槽用。以儲(chǔ)油和作垃圾槽用。第67頁(yè)/共96頁(yè)6 6、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿分類：連桿分類：（1 1）平切口）平切口：連桿大頭沿著與桿身軸線垂直的方向切開，連桿大頭沿著與桿身軸線垂直的方向切開，汽油機(jī)和較小功率柴油機(jī)用。汽油機(jī)和較小功率柴油機(jī)用。 定位可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（利用連桿螺栓上經(jīng)過(guò)精加工的圓定位可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（利用連桿螺栓上經(jīng)過(guò)精加工的圓柱凸臺(tái)或光圓柱部分與精加工的連桿螺栓孔來(lái)保證）；柱凸臺(tái)或光圓柱部分與精加工的連桿螺栓孔來(lái)保證）；連桿大頭沿著與桿身軸線成

55、連桿大頭沿著與桿身軸線成303060 60 夾角切開，夾角切開，常用于曲柄銷直徑較粗的較大功率柴油機(jī)，否則，常用于曲柄銷直徑較粗的較大功率柴油機(jī)，否則，連桿大頭尺寸太大，無(wú)法從氣缸中拆下活塞連桿連桿大頭尺寸太大，無(wú)法從氣缸中拆下活塞連桿組。組。 定位不可靠（切口方向受到附加剪切力，連桿螺栓易剪定位不可靠（切口方向受到附加剪切力，連桿螺栓易剪斷，連桿蓋脫落會(huì)擊穿氣缸體）。斷，連桿蓋脫落會(huì)擊穿氣缸體）。優(yōu)點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)是：（2 2）斜切口：）斜切口：缺點(diǎn)是：缺點(diǎn)是：平切式平切式斜切式斜切式第68頁(yè)/共96頁(yè)螺栓桿身定位止口定位套筒定位鋸齒定位第69頁(yè)/共96頁(yè)并列式并列式主副式主副式叉式叉式7 7、

56、V V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿分類：型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿分類：第70頁(yè)/共96頁(yè)v1 1、并列式、并列式 優(yōu)點(diǎn)：連桿可以通用，兩列氣缸的活塞連桿組運(yùn)優(yōu)點(diǎn)：連桿可以通用，兩列氣缸的活塞連桿組運(yùn) 動(dòng)規(guī)律相同。動(dòng)規(guī)律相同。 缺點(diǎn)：兩列氣缸軸心線沿曲軸軸向錯(cuò)開一段距離，缺點(diǎn)：兩列氣缸軸心線沿曲軸軸向錯(cuò)開一段距離， 使曲軸長(zhǎng)度增加，剛度降低。使曲軸長(zhǎng)度增加，剛度降低。v2 2、主副式、主副式 優(yōu)點(diǎn)：減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向尺寸；優(yōu)點(diǎn)：減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向尺寸； 缺點(diǎn)：主副連桿不能互換，運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力不同。缺點(diǎn)：主副連桿不能互換，運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力不同。v3 3、叉型式、叉型式 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝

57、性差，剛度較低。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，剛度較低。第71頁(yè)/共96頁(yè)1、起動(dòng)爪2.42.4曲軸飛輪組曲軸飛輪組2、起動(dòng)爪鎖緊墊圈3、扭轉(zhuǎn)減震器4、帶輪5、擋油片6、定時(shí)齒輪7、半圓鍵8、曲軸9、主軸承上下軸瓦10、中間軸瓦11、止推片12、螺柱13、潤(rùn)滑脂嘴14、螺母15、齒環(huán)16、圓柱銷17、一、六氣缸活塞處在上止點(diǎn)時(shí)的記號(hào)（鋼球）第72頁(yè)/共96頁(yè)圖2-44桑塔納2000時(shí)代超人轎車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組零件分解圖曲軸帶輪曲軸正時(shí)齒形帶輪曲軸鏈輪（驅(qū)動(dòng)油泵）止推片主軸承下軸瓦轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輪飛輪飛輪齒圈曲軸正時(shí)齒形帶輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪正時(shí)齒形帶水泵齒形帶輪張緊輪第73頁(yè)/共96頁(yè)1 1

58、、作用：、作用：一、曲軸一、曲軸（1 1）. .把活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。把活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。（2 2）. .驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其它附屬裝置。驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其它附屬裝置。第74頁(yè)/共96頁(yè)2 2、工作條件、工作條件：3 3、要求、要求：（3 3）旋轉(zhuǎn)慣性力系達(dá)到良好的平衡（離心力合力及）旋轉(zhuǎn)慣性力系達(dá)到良好的平衡（離心力合力及 其合力矩為零時(shí)稱為完全平衡，亦稱動(dòng)平衡）。其合力矩為零時(shí)稱為完全平衡，亦稱動(dòng)平衡）。4 4、材料及工藝、材料及工藝：（1 1）多采用）多采用優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼如鉻鎳鋼中碳鋼或中碳合金鋼如鉻鎳鋼（18CrNi518CrNi

59、5）、）、鉻鋁鋼（鉻鋁鋼（3434CrAl16CrAl16）模鍛模鍛而成，主軸頸和曲柄銷工作表面均需而成，主軸頸和曲柄銷工作表面均需高頻淬火或氮化高頻淬火或氮化，再經(jīng)過(guò)精磨；其軸頸圓角過(guò)渡處不經(jīng)淬火，再經(jīng)過(guò)精磨；其軸頸圓角過(guò)渡處不經(jīng)淬火，采用滾壓強(qiáng)化工藝，以提高疲勞強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械疲勞強(qiáng)度高，采用滾壓強(qiáng)化工藝，以提高疲勞強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械疲勞強(qiáng)度高，軸頸直徑可以較細(xì)，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，但表面加工質(zhì)量要求高，軸頸直徑可以較細(xì)，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，但表面加工質(zhì)量要求高，否則，容易引起應(yīng)力集中。否則，容易引起應(yīng)力集中。 承受周期性變化的氣體壓力、往復(fù)慣性力、離心力以及由承受周期性變化的氣體壓力、往復(fù)慣性力、

60、離心力以及由此產(chǎn)此產(chǎn) 生的扭矩、彎矩的共同作用。生的扭矩、彎矩的共同作用。 （1 1）足夠的剛度、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性；）足夠的剛度、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性； （2 2）各工作表面潤(rùn)滑良好、耐磨；）各工作表面潤(rùn)滑良好、耐磨； 第75頁(yè)/共96頁(yè)前端軸前端軸連桿軸頸連桿軸頸曲軸軸頸曲軸軸頸后端軸后端軸平衡重平衡重曲拐曲拐曲柄曲柄5 5、曲軸的曲軸的基本組成：基本組成： 前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端軸等，前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端軸等，一個(gè)連桿軸頸和它兩端的曲柄及主軸頸構(gòu)成一個(gè)曲拐。一個(gè)連桿軸頸和它兩端的曲柄及主軸頸構(gòu)成一個(gè)曲拐。第76頁(yè)/共96頁(yè)6、曲拐數(shù)決定因素：、