構(gòu)造04_曲柄連桿機構(gòu)

1、發(fā)動機構(gòu)造曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)l曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為機械能的主要機構(gòu)。l包括：機體組活塞連桿組曲軸飛輪組機體組l缸體l缸蓋l氣缸墊氣缸體的類型1）根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同分為名稱名稱性能性能應(yīng)用應(yīng)用一般式一般式機體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊機體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強湊，便于加工拆卸。剛度和強度差。度差。492Q汽油機汽油機龍門式龍門式強度和剛度較好。工藝性差、強度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達轎車、捷達轎車、富康轎車、富康轎車、桑塔納轎車桑塔納轎車隧道式隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強度好。難結(jié)構(gòu)緊湊、剛度

2、和強度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。方便。負(fù)荷較大的負(fù)荷較大的柴油機上柴油機上 。氣缸體的類型2）根據(jù)冷卻方式 為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷 水冷水冷 風(fēng)冷風(fēng)冷 水冷發(fā)動機的機體風(fēng)冷發(fā)動機的缸體與曲軸箱發(fā)動機缸體的類型l 直列式l 對置式l V型l W型氣缸體的類型3）根據(jù)汽缸排列方式名稱特點形狀直列式 結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大

3、。發(fā)動機長度和高度較大。V型縮短了機體的長度和高度，增縮短了機體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機的重加了剛度，減輕了發(fā)動機的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。量；形狀復(fù)雜，加工困難。水平對置式高度小，總體布置方便。高度小，總體布置方便。二、機體組 氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸，整體式氣缸強度和剛度都?xì)飧字苯隅M在氣缸體上叫做整體式氣缸，整體式氣缸強度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對材料要求高，成本高。如果將氣好，能承受較大的載荷，這種氣缸對材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨的圓筒形零件缸制造成單獨的圓筒形零件(即氣缸套即氣缸套)，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這

4、樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用材料制成，氣缸體可用價格較低的一般材料制價格較低的一般材料制造，從而降低了制造成造，從而降低了制造成本。同時，氣缸套可以本。同時，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可便于修理和更換，并可大大延長氣缸體的使用大大延長氣缸體的使用壽命。氣缸套有壽命。氣缸套有干式氣干式氣缸套和濕式氣缸套兩缸套和濕式氣缸套兩種種 ，如右圖所示二、機體組2、曲軸箱1、概念：、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。2、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：上曲軸箱上曲軸箱 與氣缸體鑄成一體與氣缸體鑄成一體

5、 下曲軸箱下曲軸箱 貯存潤滑油（油底殼）貯存潤滑油（油底殼）3、材料：、材料：薄鋼板沖壓薄鋼板沖壓發(fā)動機機體構(gòu)造缸體缸蓋燃燒室燃燒室燃燒室的常見形式名稱名稱特點特點應(yīng)用應(yīng)用半球形半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程短、燃燒速率高、熱結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程短、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高損失小、熱效率高桑塔納桑塔納 夏利夏利 富康富康楔形楔形結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x火花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長長切諾基切諾基盆形盆形工藝性好、成本低、進排氣效果不如半球工藝性好、成本低、進排氣效果不如半球形燃燒室形燃燒室捷達捷達 奧

6、迪奧迪氣缸墊1）氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸）氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其體之間，其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。目前應(yīng)用較多的是目前應(yīng)用較多的是銅皮石棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，的氣缸墊，其翻邊處有三層銅皮，壓其翻邊處有三層銅皮，壓緊時不易變形緊時不易變形 2）安裝注意：金屬皮的金）安裝注意：金屬皮的金屬屬石棉墊，缸口金屬卷石棉墊，缸口金屬卷邊一面應(yīng)朝向易修整接觸邊一面應(yīng)朝向易修整接觸面或硬平面。因卷邊一面面或硬平面。因卷邊一面會對與其接觸的平面造成會對與其接觸的平面造成壓痕變形。壓痕變形。氣缸墊活塞連桿組 活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成，如圖所示 活

7、塞連桿組1、活塞1）功用：）功用： 承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2）工作環(huán)境：）工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達600700K，且分布不均勻；，且分布不均勻；高速，線速度達到高速，線速度達到10m/s，承受很大的慣性力?；钊砍惺茏罡呖蛇_，承受很大的慣性力。活塞部承受最高可達3 5MPa（汽油機）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。（汽油機）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3）材料：）材料：鋁合金：質(zhì)量小鋁合金：質(zhì)量小 導(dǎo)熱性好導(dǎo)熱性好活塞連桿組4）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 活塞可分為三部分，活塞可分為

8、三部分，活塞頂部活塞頂部、活塞頭部活塞頭部和和活塞裙部活塞裙部。 （1）活塞頂部 活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，其頂部形狀可分為四大類，平頂活塞、小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，其頂部形狀可分為四大類，平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。 活塞連桿組（2）活塞頭部 位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。 功用：功用： 1、承受活塞頂?shù)膲毫?，并傳給活塞銷 2、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣 缸，防止可燃混

9、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?；钊B桿組（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)運動起導(dǎo)向作用，并承受作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)側(cè) 壓力壓力。 裙部表面的保護：裙部表面的保護： a）鍍錫）鍍錫 油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。 b）涂石墨）涂石墨(柴油機）柴油機） 易脆斷可加速磨合，自潤滑。易脆斷可加速磨合，自潤滑。 c）表面粗糙化）表面粗糙化 有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合

10、，溝谷可存機油潤滑。有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機油潤滑?；钊钊B桿組（4）結(jié)構(gòu)特點 工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹量較大。所以在生產(chǎn)時先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。量較大。所以在生產(chǎn)時先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。裙部受側(cè)壓力的作用導(dǎo)致變形裙部受側(cè)壓力的作用導(dǎo)致變形部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形發(fā)生變形制造時制造時變形后變形后活塞連桿組2、活塞環(huán) 活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，有活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，有氣環(huán)氣環(huán)和和油環(huán)油環(huán)之分。之分。1）氣環(huán)）氣環(huán) 功

11、用：功用： （1）保證氣缸與活塞間的密）保證氣缸與活塞間的密 封性，防止漏氣封性，防止漏氣 （2）把活塞頂部吸收的大部）把活塞頂部吸收的大部 分熱量傳給氣缸壁分熱量傳給氣缸壁 工作條件工作條件 ： 高溫、高壓、高速和潤滑極其困難高溫、高壓、高速和潤滑極其困難 活塞環(huán)活塞環(huán) 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 氣環(huán)開有切口，具有彈性，在自氣環(huán)開有切口，具有彈性，在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，它與活塞一起裝入氣缸后，外它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，被封閉的氣體不能一密封面，被封閉的氣體不能通過環(huán)周與氣缸之間，便進入通過環(huán)周與氣缸

12、之間，便進入了環(huán)與環(huán)槽的空隙，一方面把了環(huán)與環(huán)槽的空隙，一方面把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封面，同時，作用在環(huán)背的氣體面，同時，作用在環(huán)背的氣體壓力又大大加強了第一密封面壓力又大大加強了第一密封面的密封作用的密封作用 側(cè)隙側(cè)隙背隙背隙端隙端隙活塞連桿組活塞連桿組活塞連桿組氣環(huán)的密封氣環(huán)的密封作用氣環(huán)的導(dǎo)熱作用活塞連桿組氣環(huán)的斷面形狀 形狀形狀特點特點示意圖示意圖矩形環(huán)矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣應(yīng)用面廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對稱，受力不平衡，使活斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲塞環(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

13、減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。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氣環(huán)的泵油作用活塞連桿組2）油環(huán)（普通環(huán)（普通環(huán) 組合環(huán)）組合環(huán)） 功用：布油和刮油，下行時刮除氣缸壁上多余的機油，上行時在氣缸功用：布油和刮油，下行時刮除氣缸壁上多余的機油，上行時在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。壁上鋪涂一層均勻的油膜。 油環(huán)的刮油作用油環(huán)同時還有布油膜的作用活塞連桿組3、活塞銷作用：連接活塞和連桿，并傳遞活塞的力給連桿。作用：連接活塞和連桿，并傳遞活塞的力給連桿。要求：活塞銷具有足夠的強

14、度和剛度，表面韌性好，耐磨性要求：活塞銷具有足夠的強度和剛度，表面韌性好，耐磨性 好，重量輕好，重量輕結(jié)構(gòu)：用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體。結(jié)構(gòu)：用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體?；钊N的活塞銷的內(nèi)孔有三種形狀有三種形狀 ：a 圓柱形；b 兩段截錐與一段圓柱組合；c兩段截錐形 活塞連桿組活塞銷的連接配合方式“全浮式”安裝 ：當(dāng)發(fā)動機工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相當(dāng)發(fā)動機工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均對運動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。勻?！鞍敫∈桨敫∈健卑惭b安裝 ：特點是活

15、塞中特點是活塞中部與連桿小頭部與連桿小頭采用緊固螺栓采用緊固螺栓連接，活塞銷連接，活塞銷只能在兩端銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺座內(nèi)作自由擺動，而和連桿動，而和連桿小頭沒有相對小頭沒有相對運動?；钊N運動?；钊N不會作軸向竄不會作軸向竄動，不需要鎖動，不需要鎖片。片。 活塞連桿組4、連桿功用：將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋功用：將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋 轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)運動組成：連桿體，連桿蓋，連桿組成：連桿體，連桿蓋，連桿 螺栓和連桿軸瓦等螺栓和連桿軸瓦等材料：連桿體和連桿蓋，一般為材料：連桿體和連桿蓋，一般為 45、40Cr，螺栓為，螺栓為40Cr 或或35CrM

16、o，一般經(jīng)噴丸，一般經(jīng)噴丸 處理處理活塞連桿組連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開式兩連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開式兩種。一般都采用分開式種。一般都采用分開式 ，分開式又分為，分開式又分為平分和斜分平分和斜分兩種。兩種。平分平分分面與連桿桿身軸線垂直，汽油機多采用這種連桿。分面與連桿桿身軸線垂直，汽油機多采用這種連桿。斜分斜分分面與連桿桿身軸線成分面與連桿桿身軸線成3060夾角。柴油機多夾角。柴油機多 采用這種連桿采用這種連桿 活塞連桿組四、曲柄飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸飛輪組主要由曲軸曲軸、飛輪飛輪和一些和一些附件附件組成。組成。 四、曲柄飛輪組1、曲軸功用：

17、把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵?。功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵觥?還用來驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其他各種輔助裝置。還用來驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其他各種輔助裝置。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。的沖擊。四、曲柄飛輪組曲軸的分類l 全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。l 非全支承：相鄰曲拐間非全支承：相鄰曲拐間不不都有主軸頸。都有主軸頸。四、曲柄飛輪組曲軸的支承方式曲軸的支承方式 在相鄰的兩個曲拐之間都設(shè)有主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否在相鄰的兩個曲拐之間都設(shè)

18、有主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否 則為非全支承主軸則為非全支承主軸優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應(yīng)用應(yīng)用全支承曲軸全支承曲軸提高曲軸的剛度和提高曲軸的剛度和彎曲強度，減輕主彎曲強度，減輕主軸承的載荷軸承的載荷提高曲軸的剛度和提高曲軸的剛度和彎曲強度，減輕主彎曲強度，減輕主軸承的載荷軸承的載荷曲軸的加工表曲軸的加工表面增多，主軸面增多，主軸承數(shù)增多，使承數(shù)增多，使機體加長機體加長柴油機一般多采柴油機一般多采用此種支撐方式用此種支撐方式非全支承曲非全支承曲軸軸縮短了曲軸的長度，縮短了曲軸的長度，使發(fā)動機總體長度使發(fā)動機總體長度有所減小有所減小主軸承載荷較主軸承載荷較大大承受載荷較小的承受載荷較小的汽油機可以采

19、用汽油機可以采用此種方式此種方式四、曲柄飛輪組曲軸的軸向定位 功用：保證曲柄連桿機構(gòu)在曲軸受軸向力時能夠正常工作。功用：保證曲柄連桿機構(gòu)在曲軸受軸向力時能夠正常工作。 軸向定位措施：軸向定位措施： 1.翻邊軸瓦翻邊軸瓦 2.止推片止推片 3.止推環(huán)止推環(huán) 4.止推軸承止推軸承四、曲柄飛輪組2、曲拐的布置一般規(guī)律一般規(guī)律1）各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動機運轉(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)動機的前半部和后半部交替進行。3） 避免進氣重疊4） V型發(fā)動機左右氣缸盡量交替作功。5）曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機工作平衡性好。1）常見曲軸曲拐的布置（1）四沖程四缸發(fā)動機）四沖程四缸發(fā)動機曲拐布置曲拐布置四、曲柄飛輪組四、曲柄飛輪組四、曲柄飛輪組四沖程四缸發(fā)動機點