項(xiàng)目7 汽缸體和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆解

1、任務(wù)1 汽缸體和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆解1 概述 1.1 功用 將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。1.2 組成 一、機(jī)體組（不動(dòng)件） 氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊 二、活塞連桿組（運(yùn)動(dòng)件） 由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)和連桿組成。三、曲軸飛輪組曲軸、飛輪、減振器1.3工作條件與受力分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度相當(dāng)大，同時(shí)與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤(rùn)滑困難?？梢?jiàn)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。

2、 1.3.1 工作條件 高溫,高壓,高速, 化學(xué)腐蝕.1.3.2 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Pj;旋轉(zhuǎn)離心力Pc;摩擦力Fa)作功行程 b)壓縮行程氣體壓力作用情況氣體作用在缸套、活塞、活塞銷(xiāo)和曲軸軸頸表面上的壓力和作用點(diǎn)不斷變化，造成各處磨損不均勻。 a)上半行程； b)下半行程 往復(fù)慣性力和離心力 活塞、活塞銷(xiāo)和連桿小頭的質(zhì)量越大，曲軸轉(zhuǎn)速越高，則往復(fù)慣性力也越大。它使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸受周期性的附加載荷，加快軸承的磨損；未被平衡的變化著的慣性力傳到氣缸體后，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。 離心力Fc在垂直方向的分力Fcy與往復(fù)慣性力Fj方向總是一致的

3、，因而加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)的上下振動(dòng)。離心力使連桿大頭的軸瓦和曲柄銷(xiāo)、曲軸主軸頸及其軸承受到另一附加載荷，增加了它們的變形和磨損。 摩擦力F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。在活塞和氣缸壁，連桿主軸徑和主軸承，活塞銷(xiāo)和銷(xiāo)座等配合副表面都存在摩擦力。 上述各種力作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的相關(guān)零件上，使它們受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。機(jī)體組由氣缸體+曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊組成。 2 機(jī)體組的構(gòu)造與維修曲軸箱曲軸箱氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和油道和水道水道油底殼油底殼氣缸體氣缸體2.1氣缸體與曲軸箱 2.1.1氣缸體的基本結(jié)構(gòu)氣缸體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，

4、是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，氣缸體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。圖 氣缸體1-曲軸支乘孔 2-機(jī)體 3-氣缸 4-水道 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。多用于六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列形式縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)重量；形狀復(fù)雜，加工困難。如君威，帕薩特及奧迪等，多用于八缸以上發(fā)動(dòng)機(jī)高度小，總體布置方便。多用于發(fā)動(dòng)機(jī)中置式客車(chē)直（單）列式V型式對(duì)置式2.1.2. 氣缸的排列形式2.1.3. 曲軸箱的型式（1）平分式 定義：主軸承座孔中心線(xiàn)位于曲軸箱分開(kāi)面上。 特點(diǎn)：剛度小，前后端呈半圓形，與油底殼

5、接合面的密封較困難。 應(yīng)用：中小型發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）龍門(mén)式 定義：主軸承座孔中心線(xiàn)高于曲軸箱分開(kāi)面。 特點(diǎn)：剛度較大，油底殼前后端為一平面，密封簡(jiǎn)單可靠。 應(yīng)用：大中型發(fā)動(dòng)機(jī)。 Santana：龍門(mén)式（曲軸軸線(xiàn)在氣缸體下平面之上）（3）隧道式 定義：主軸承座孔不分開(kāi)。 特點(diǎn)：剛度最大，主軸承同軸度易保證，主軸承用滾動(dòng)軸承。 應(yīng)用：負(fù)荷較大的柴油機(jī)。 2.1.4油底殼 1.功用：貯存和冷卻機(jī)油并封閉曲軸箱。 2.構(gòu)造： （1）用薄鋼板沖壓而成。 （2）內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)油擋板，以防止汽車(chē)振動(dòng)時(shí)油底殼油面產(chǎn)生較大的波動(dòng)。 （3）最低處有放油塞曲軸箱與油底殼之間有密封襯墊。 桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼

6、2.1.5氣缸套 1.目的 解決成本與壽命之間的矛盾。 氣缸內(nèi)鑲了用耐磨的高級(jí)鑄鐵材料制成的氣缸套，而缸體則可用價(jià)廉的普通鑄鐵或質(zhì)量輕的鋁合金制成，這樣，既延長(zhǎng)了使用壽命，又節(jié)省了好材料。 2. 型式 干式、濕式干式、濕式 （1）干式缸套13mm 定義：其外表面不直接與冷卻水接觸。 特點(diǎn)：1)壁厚較?。?mm3mm）；2)與缸體承孔過(guò)盈配合；3)不易漏水漏氣。 13mm強(qiáng)度和剛度都較好，加強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良熱不良。 （2）濕式缸套 定義：其外表面直接與冷卻水接觸。特點(diǎn)： 1)壁厚較厚（59mm）； 2)散熱效果好； 3)易漏水漏氣； 4)易穴蝕

7、59mm0.050.15mm散熱良好、散熱良好、冷卻均勻、冷卻均勻、加工容易。加工容易。 強(qiáng)度和剛強(qiáng)度和剛度不如干度不如干缸套，易缸套，易漏水。漏水。濕式缸套外壁與冷卻液接觸的表面被破壞成一些針狀的孔洞，這些孔洞逐漸擴(kuò)大、加深，最后形成深孔或裂紋； 定位： 1）徑向：靠上下兩個(gè)凸出的、與氣缸體間為動(dòng)配合的圓環(huán)帶A和B。 2）軸向：利用缸套上部凸緣與缸體相應(yīng)的臺(tái)階。0.050.15mmAB密封： 上部：缸套頂面高出缸體0.05mm0.15mm，當(dāng)氣缸蓋螺栓擰緊后，缸套與缸體凸臺(tái)接合處、缸套與缸墊接合處，承受較大的壓緊力。0.050.15mm下部：13個(gè)耐熱耐油的橡膠密封圈為了保證密封效果，為了保

8、證密封效果，氣缸套的正確安裝氣缸套的正確安裝組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿、連桿軸承等氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷(xiāo)活塞銷(xiāo)活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋 3 活塞連桿組的構(gòu)造與維修3.1活塞3.1.1功用 1.與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；2.承力傳力：承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 3.1.2工作條件 高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600700K，且分布不均勻；高速，線(xiàn)速度達(dá)到10m/s， 承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_(dá)35MPa（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。 3.1.3材料要求活塞應(yīng)具活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)備的特點(diǎn) A A 剛

9、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 D D 耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙 E E 活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞廣泛采用鋁合金鋁合金。其特點(diǎn)為： 1.質(zhì)量小（約為鑄鐵活塞的50%70%）； 2.導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的三倍）； 3.熱膨脹系數(shù)大。低速柴油機(jī)：鑄鐵和耐熱鋼。3.1.活塞組成根據(jù)其作用，活塞可分為頂部、環(huán)槽部（頭部）、裙部和活塞銷(xiāo)座四部分。銷(xiāo)座1.1.頂部頂

10、部是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。汽油機(jī)活塞的頂部形狀有：汽油機(jī)活塞的頂部形狀有：（1）平頂：受熱面積小，廣泛采用。）平頂：受熱面積小，廣泛采用。（2）凸頂：與半球形燃燒室配用。）凸頂：與半球形燃燒室配用。（3）凹頂：高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣）凹頂：高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣門(mén)，也可用凹坑的深度來(lái)調(diào)整壓縮比。門(mén)，也可用凹坑的深度來(lái)調(diào)整壓縮比。 汽油機(jī)活塞頂部 柴油機(jī)活塞頂部 頭部頭部 2. 2. 活塞頭部活塞頭部 位置：第一道活塞槽與活塞銷(xiāo)孔之間的部分。位置：第一道活塞槽與活塞銷(xiāo)孔之間的部分。1 1、承受氣體壓力。、承受氣體壓力。 2 2、安裝

11、活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸。、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸。 3 3、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。 作用：作用：工作條件最工作條件最?lèi)毫樱瑧?yīng)離惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。頂部遠(yuǎn)些?；钊^部 環(huán)槽：環(huán)槽：用來(lái)安裝氣環(huán)和油環(huán)，一般氣環(huán)槽有23個(gè)，油環(huán)槽為一個(gè)。 隔熱槽：隔熱槽：活塞頂面和燃?xì)饨佑|，使活塞頭部溫度過(guò)高，導(dǎo)致氣環(huán)損壞，造成漏氣，因此有的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞在第一到環(huán)的上方開(kāi)一條隔熱槽，改變熱流方向，降低第一道環(huán)的溫度。 護(hù)圈：護(hù)圈：保護(hù)環(huán)槽，防止高溫下?lián)p壞，一般為熱負(fù)荷較高的發(fā)動(dòng)機(jī)采用。護(hù)圈的材料一般為耐熱且膨脹系數(shù)與鋁合金接近的高錳奧氏體鑄鐵。

12、 3.3.活塞裙部活塞裙部 位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷(xiāo)座位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷(xiāo)座孔?？?。 作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。壓力，防治破壞油膜。裙裙部部4.4.活塞銷(xiāo)座活塞銷(xiāo)座 用以安裝活塞銷(xiāo)。在銷(xiāo)座孔兩端有卡環(huán)槽，用以安裝用以安裝活塞銷(xiāo)。在銷(xiāo)座孔兩端有卡環(huán)槽，用以安裝卡環(huán)?？ōh(huán)。 3.1.5 活塞的變形及采取的相應(yīng)措施 1. 變形原因：機(jī)械變形（側(cè)壓力和氣體壓力）和熱變形 。 機(jī)械變形：活塞在氣體壓力和側(cè)壓力的作用下，其裙部直徑在活塞銷(xiāo)軸線(xiàn)方向上增大。 熱變形

13、是指活塞銷(xiāo)座處金屬堆積，并在受熱后膨脹致使裙部直徑在活塞銷(xiāo)軸線(xiàn)方向增加。 兩種變形的最后結(jié)果：活塞工作時(shí)產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形，使活塞裙部橫斷面變成長(zhǎng)軸在活塞銷(xiāo)軸線(xiàn)方向上的橢圓。 2.變形規(guī)律 （1）活塞的熱膨脹量大于氣缸的膨脹量，使配）活塞的熱膨脹量大于氣缸的膨脹量，使配缸間隙變小。因活塞溫度高于氣缸壁，且鋁合金的缸間隙變小。因活塞溫度高于氣缸壁，且鋁合金的膨脹系數(shù)大于鑄鐵；膨脹系數(shù)大于鑄鐵； （2）活塞自上而下膨脹量由大而小。因溫度上）活塞自上而下膨脹量由大而小。因溫度上高下低，壁厚上厚下??；高下低，壁厚上厚下??； （3）裙部周向近似橢圓形變化，長(zhǎng)軸沿銷(xiāo)座孔）裙部周向近似橢圓形變化，長(zhǎng)軸沿銷(xiāo)

14、座孔軸線(xiàn)方向。因銷(xiāo)座處金屬量多而膨脹量大，以及側(cè)軸線(xiàn)方向。因銷(xiāo)座處金屬量多而膨脹量大，以及側(cè)壓力作用的結(jié)果。壓力作用的結(jié)果。 3. 結(jié)構(gòu)措施 （1） 活塞縱斷面制成上小下大的截錐形。 圖 活塞頭部形狀示意圖 圖 錐形裙部活塞示意圖 為了使活塞在正常溫度下與氣缸壁間保持有比較均勻的間隙，以免在氣缸內(nèi)卡死或引起局部磨損，采取以下措施：（2） 活塞橫斷面制成橢圓形，長(zhǎng)軸垂直于銷(xiāo)座孔軸線(xiàn)方向，即側(cè)壓力方向。 圖2-23 橢圓活塞示意圖 （3） 銷(xiāo)座處凹陷0.5mm1.0mm。（4） 裙部開(kāi)絕熱膨脹槽（“T”形或形槽），其中橫槽叫絕槽，豎槽叫膨脹槽。 開(kāi)槽活塞 （5）采用雙金屬活塞：即在活塞裙部或銷(xiāo)座內(nèi)

15、嵌鑄入鋼片，以減少裙部的膨脹量。 1） 恒范鋼片式：活塞銷(xiāo)座通過(guò)恒范鋼片與裙部相連，而恒范鋼片（含鎳33%36%）的膨脹系數(shù)僅為鋁合金的十分之一。這樣，使裙部膨脹量大為減少。 恒范鋼片活塞 2） 自動(dòng)調(diào)節(jié)式：膨脹系數(shù)小的低碳鋼片貼在銷(xiāo)座鋁層的內(nèi)側(cè)，依靠鋼片的牽制作用，及鋼片與鋁殼之間的雙金屬效應(yīng)來(lái)減小裙部側(cè)壓力方向的膨脹量。 圖2-26 自動(dòng)調(diào)節(jié)式活塞 3） 筒形鋼片式：澆鑄時(shí)，將鋼筒夾在鋁合金中，冷凝時(shí)鋼筒內(nèi)外側(cè)的鋁合金分別產(chǎn)生“收縮縫隙”和拉應(yīng)力。工作時(shí)因要先消除“收縮縫隙”和拉應(yīng)力而膨脹量減小。 鑲筒形鋼片活塞 3.1.6 偏置銷(xiāo)座偏置銷(xiāo)座 1. 定義：活塞銷(xiāo)座定義：活塞銷(xiāo)座朝向承受作功

16、側(cè)壓力朝向承受作功側(cè)壓力的一面的一面（圖示左側(cè)）偏移（圖示左側(cè)）偏移1mm2mm。 2. 作用：減輕活塞換向時(shí)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. 原理原理 因銷(xiāo)座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷(xiāo)座因銷(xiāo)座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷(xiāo)座軸線(xiàn)以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下軸線(xiàn)以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下端提前換向。而活塞在越過(guò)上止點(diǎn)，側(cè)壓力反向時(shí)，端提前換向。而活塞在越過(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點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)（不是平活塞才以左下端接觸處為支點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)（不是平移），完成換向。移），完成換向。 可見(jiàn)偏置銷(xiāo)座使活塞換向分成

17、了兩步可見(jiàn)偏置銷(xiāo)座使活塞換向分成了兩步: 第一步是在氣體壓力較小時(shí)進(jìn)行，且裙部彈性第一步是在氣體壓力較小時(shí)進(jìn)行，且裙部彈性好，有緩沖作用；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。為第二步雖氣體壓力大，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減弱。此，兩步過(guò)渡使換向沖擊力大為減弱。 3.2 3.2 活塞環(huán)活塞環(huán) 活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。 . .功用功用 氣環(huán)的是保證氣缸與活塞間的密封密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給傳給氣缸壁，由冷卻水帶走。油環(huán)起布油和刮油布油和刮油的作用，下行時(shí)刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，上行時(shí)在氣缸壁上鋪涂一層均勻

18、的油膜。這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒掉，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，此外，油環(huán)還能起到封氣的輔助作用。 2.2.工作條件工作條件 活塞環(huán)在高溫、高壓、高速和潤(rùn)滑極其困難的條件下工作，尤其是第一道環(huán)最為困難，長(zhǎng)期以來(lái)，活塞環(huán)一直是發(fā)動(dòng)機(jī)上使用壽命最短的零件。 3.3.材料材料 因此，要求活塞環(huán)彈性好，強(qiáng)度高、耐磨損。目前廣泛采用的活塞環(huán)材料是合金鑄鐵(在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入少量銅、鉻、鉬等合金元素)，第一道環(huán)鍍鉻，其余環(huán)一般鍍錫或磷化。3.2.13.2.1活塞環(huán)的間隙活塞環(huán)的間隙 活塞環(huán)有三隙，即端隙、側(cè)隙和背隙 （1）端隙1：又稱(chēng)開(kāi)口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后開(kāi)口處的間隙。一般為0.

19、25mm0.50mm； （2）側(cè)隙2： 又稱(chēng)邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán) 槽 之 間 的 間 隙 。 第 一 道0.04mm0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm0.07mm。油環(huán)一般側(cè) 隙 較 小 ， 0 . 0 2 5 m m 0.07mm；（3）背隙3：是活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)背面與環(huán)槽底部的間隙。0.5mm1mm； 233.2.2 氣環(huán)的密封原理 （1）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P0作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。第一密封面 （2）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Pj，與缸壁間產(chǎn)生摩擦力F，以及側(cè)隙有氣體壓力P1，在這三個(gè)力的共同作用下，使環(huán)靠在環(huán)

20、槽的上側(cè)或下側(cè)，形成第二密封面。第二密封面PjFP1 （3）氣環(huán)的第二次密封）氣環(huán)的第二次密封 竄入背隙和側(cè)隙的氣體，使環(huán)對(duì)缸壁和環(huán)竄入背隙和側(cè)隙的氣體，使環(huán)對(duì)缸壁和環(huán)槽進(jìn)一步壓緊，加強(qiáng)了第一、二密封面的密槽進(jìn)一步壓緊，加強(qiáng)了第一、二密封面的密封。封。3.2.3.3.2.3.活塞環(huán)的泵油作用及危害活塞環(huán)的泵油作用及危害原因：（1）存在側(cè)隙和背隙；（2）環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)在環(huán)槽中靠上靠下。 現(xiàn)象 當(dāng)活塞帶著環(huán)下行（進(jìn)氣行程）時(shí)，環(huán)靠在環(huán)槽的上方，環(huán)從缸壁上刮下的潤(rùn)滑油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞又帶著環(huán)上行（壓縮行程）時(shí)，環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時(shí)將油擠壓到環(huán)槽上，如此反復(fù)，就將潤(rùn)滑油泵到活塞頂。 泵油的危害 （1

21、）增加了潤(rùn)滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞； （4）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性； （5）加劇了氣缸的磨損。 3.2.43.2.4氣環(huán)的斷面形狀氣環(huán)的斷面形狀（1）矩形環(huán)）矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與缸壁接觸面積大，散熱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。好，但易泵油。矩形斷面（2）錐形環(huán)）錐形環(huán) 1）特點(diǎn)：與缸壁線(xiàn)接）特點(diǎn)：與缸壁線(xiàn)接觸，有利于密封和磨合。下觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。作用，并可形成楔形油膜。 2）安裝注意：）安裝注意： 錐角朝下（在環(huán)端有向錐角朝下（在環(huán)

22、端有向上或上或TOP等標(biāo)記）；等標(biāo)記）； 錐形環(huán)傳熱性差，常裝錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。到第二、三道環(huán)槽上。 安裝時(shí)，不能裝反，否安裝時(shí)，不能裝反，否則會(huì)引起機(jī)油上竄。則會(huì)引起機(jī)油上竄。(0.51.5)（3）扭曲環(huán)）扭曲環(huán) 將矩形環(huán)將矩形環(huán)內(nèi)圓上方內(nèi)圓上方或或外圓下方外圓下方切成臺(tái)階或倒角而成。切成臺(tái)階或倒角而成。 扭曲原理：當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，環(huán)受到壓縮產(chǎn)生彎曲變扭曲原理：當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，環(huán)受到壓縮產(chǎn)生彎曲變形，斷面中性層以外產(chǎn)生拉應(yīng)力、中性層以外產(chǎn)生壓應(yīng)力，由于形，斷面中性層以外產(chǎn)生拉應(yīng)力、中性層以外產(chǎn)生壓應(yīng)力，由于中性層內(nèi)外斷面不對(duì)稱(chēng)，使拉力和壓力不在同一平面內(nèi)，從而形

23、中性層內(nèi)外斷面不對(duì)稱(chēng)，使拉力和壓力不在同一平面內(nèi)，從而形成力偶成力偶M，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。 正扭曲環(huán)：扭曲成碟子形。包括內(nèi)圓上邊緣切槽及外圓下邊緣切槽的氣環(huán)； 反扭曲環(huán)：扭曲成蓋子形。內(nèi)圓下邊緣切槽的氣環(huán)。 正扭曲環(huán)反扭曲環(huán)1）特點(diǎn)）特點(diǎn)具有錐形環(huán)的特點(diǎn)；具有錐形環(huán)的特點(diǎn)；減小了泵油作用減小了泵油作用；進(jìn)氣、壓縮和排氣行程：環(huán)扭曲，消進(jìn)氣、壓縮和排氣行程：環(huán)扭曲，消除泵油現(xiàn)象，減輕磨損除泵油現(xiàn)象，減輕磨損;作功行程：燃?xì)鈮毫ψ饔檬弓h(huán)不再扭作功行程：燃?xì)鈮毫ψ饔檬弓h(huán)不再扭曲，與矩形環(huán)相同曲，與矩形環(huán)相同，兩個(gè)密封面達(dá)到完全接兩個(gè)

24、密封面達(dá)到完全接觸，利于散熱。觸，利于散熱。 2）安裝）安裝 內(nèi)上切扭曲環(huán)裝入第一道環(huán)槽，外下切內(nèi)上切扭曲環(huán)裝入第一道環(huán)槽，外下切扭曲環(huán)裝入第二、三道環(huán)槽。扭曲環(huán)裝入第二、三道環(huán)槽。 （4）桶形環(huán) 其特點(diǎn)為： 1）環(huán)的外圓面為凸圓弧形； 2）環(huán)面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負(fù)荷；環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，均能形成楔形油膜。將環(huán)浮起，減輕環(huán)與氣缸壁的磨損 。 ）其密封性、磨合性、對(duì)氣缸表面的適應(yīng)性都比較好 ）凸圓弧表面加工困難 （5）梯形環(huán) 斷面為梯形，抗粘結(jié)性好，避免環(huán)被粘結(jié)而折斷側(cè)向力換向活塞左右擺動(dòng)時(shí)，梯形環(huán)的側(cè)隙發(fā)生變化，將環(huán)槽中的膠質(zhì)擠出作功行程中，燃?xì)鈴较驂毫訌?qiáng)了環(huán)的密封 缺點(diǎn)：上下面精磨工藝復(fù)

25、雜 3.2.氣環(huán)切口形狀直角型：工藝性好，密封性差階梯形：密封性好，工藝性差斜切口：密封性和工藝性介于上述二者之間3.2.6 油環(huán) 1、作用、作用 刮油刮油 、油環(huán)刮油原理、油環(huán)刮油原理 在油環(huán)徑向方向開(kāi)有貫穿的油在油環(huán)徑向方向開(kāi)有貫穿的油孔或油槽，在活塞的油環(huán)槽內(nèi)和環(huán)孔或油槽，在活塞的油環(huán)槽內(nèi)和環(huán)岸上開(kāi)有許多排小孔和斜孔。岸上開(kāi)有許多排小孔和斜孔。 當(dāng)活塞下行時(shí)，刮下的油通過(guò)當(dāng)活塞下行時(shí)，刮下的油通過(guò)油環(huán)徑向槽內(nèi)的小孔或狹縫和環(huán)岸油環(huán)徑向槽內(nèi)的小孔或狹縫和環(huán)岸上的斜孔流入機(jī)體內(nèi)。上的斜孔流入機(jī)體內(nèi)。 當(dāng)活塞上行時(shí)，活塞環(huán)都貼在當(dāng)活塞上行時(shí)，活塞環(huán)都貼在環(huán)槽下側(cè)面，使氣環(huán)與油環(huán)間的機(jī)環(huán)槽下側(cè)面

26、，使氣環(huán)與油環(huán)間的機(jī)油通過(guò)活塞環(huán)槽上的排油孔流入機(jī)油通過(guò)活塞環(huán)槽上的排油孔流入機(jī)體內(nèi)。體內(nèi)。 、類(lèi)型、類(lèi)型（1）槽孔式油環(huán)）槽孔式油環(huán) 刮油靠油環(huán)自身彈力、外圓面加工環(huán)形集油槽、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)刮油靠油環(huán)自身彈力、外圓面加工環(huán)形集油槽、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工容易成本低單加工容易成本低 （）槽孔撐簧式油環(huán)（）槽孔撐簧式油環(huán) 槽孔式油環(huán)內(nèi)圓面加裝撐簧、增大接觸壓力提高刮油能槽孔式油環(huán)內(nèi)圓面加裝撐簧、增大接觸壓力提高刮油能力耐久性力耐久性 （）組合式（）組合式 由上下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成。 3.3 3.3 活塞銷(xiāo)活塞銷(xiāo)（一）作用 連接活塞和連桿，并傳遞活塞的力給連桿。 （二）結(jié)構(gòu) 用低碳鋼或低碳合金鋼制

27、成的厚壁管狀體。 兩段截錐形兩段截錐形 兩段截錐、一段圓柱組合形兩段截錐、一段圓柱組合形 圓柱形圓柱形（三）連接方式(與活塞銷(xiāo)連接方式) 1.全浮式 （1）結(jié)構(gòu) 青銅襯套（連桿襯套）以一定的過(guò)盈壓入小頭內(nèi)部，工作時(shí)，活塞銷(xiāo)可以在小頭內(nèi)作活塞銷(xiāo)可以在小頭內(nèi)作一定角度的擺動(dòng)，而且還可在一定角度的擺動(dòng)，而且還可在活塞銷(xiāo)座孔內(nèi)擺動(dòng)?；钊N(xiāo)座孔內(nèi)擺動(dòng)。 全浮式活塞銷(xiāo)的連接方法，使活塞銷(xiāo)磨損均勻，為防止活塞銷(xiāo)兩端刮傷氣缸壁，在活塞銷(xiāo)孔外側(cè)裝置活塞銷(xiāo)檔圈（卡環(huán)） 2.半浮式 活塞銷(xiāo)只在活塞銷(xiāo)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在小頭孔內(nèi)不轉(zhuǎn)(過(guò)盈）。用螺栓將活塞銷(xiāo)夾緊在連桿小頭孔內(nèi)3.4 3.4 連桿連桿 3.4.1 功用： 將活塞

28、的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3.4.2 組成： 連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等組成。3.4.3 構(gòu)造 1.小頭：用來(lái)安裝活塞銷(xiāo)，以連接活塞。 2.桿身：常做成“工”字形斷面。 3.大頭：與曲軸的連桿軸頸相連。大頭一般做成分開(kāi)式，即連桿體大頭和連桿蓋 4.噴油孔 有的連桿的大頭面對(duì)氣缸主承壓面的一側(cè)，鉆一噴油孔（1mm1.5mm），以潤(rùn)滑氣缸主承壓面。 3.5 3.5 連桿軸承（俗稱(chēng)小瓦）連桿軸承（俗稱(chēng)小瓦） 3.5.1作用 保護(hù)連桿軸頸及連桿大頭孔。3.5.2組成 由鋼背和減磨層組成。鋼背由1mm3mm的低碳鋼制成。減磨層為0.3mm0.7mm的減磨合金，層

29、質(zhì)較軟能保護(hù)軸頸。3.5.3 軸瓦的定位 連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時(shí)嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時(shí)應(yīng)與連桿上相應(yīng)的油孔對(duì)齊。4 曲軸飛輪組 曲軸飛輪組由曲軸曲軸、飛輪飛輪、減振器減振器等組成。 起動(dòng)爪起動(dòng)爪正時(shí)齒輪正時(shí)齒輪皮帶輪皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪曲軸曲軸4.14.1曲軸曲軸 4.1.1 功用功用 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。 2.驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其它附屬裝置。 4.1.2 工作條件工作條件 受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。 4.1.3 材料材料 大多采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼（汽）、或中合金碳

30、鋼（柴） 。有的采用球墨鑄鐵。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4.1.4 構(gòu)造構(gòu)造 曲軸包括前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端軸重、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)曲拐曲拐。1.曲軸分類(lèi)曲軸分類(lèi) （1 1）按單元曲拐連接方式分類(lèi)）按單元曲拐連接方式分類(lèi) a.整體式整體式 常用，各單元曲拐鍛制或鑄造成一個(gè)整體的曲軸。工作可靠，質(zhì)量輕，結(jié)常用，各單元曲拐鍛制或鑄造成一個(gè)整體的曲軸。工作可靠，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。構(gòu)簡(jiǎn)單。 b.組合式組合式 常用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和以滾動(dòng)軸承

31、作為曲軸主軸承的發(fā)常用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和以滾動(dòng)軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)上。動(dòng)機(jī)上。 由單元曲拐組合裝配而成的曲軸。單元曲拐便于制造，使用中損壞可以更由單元曲拐組合裝配而成的曲軸。單元曲拐便于制造，使用中損壞可以更換，不必將整根軸報(bào)廢，但拆裝不便。換，不必將整根軸報(bào)廢，但拆裝不便。（2 2）按主軸頸數(shù)分類(lèi)）按主軸頸數(shù)分類(lèi)a. a. 全支承全支承在相鄰的兩個(gè)曲拐間都有主軸頸的曲軸。優(yōu)點(diǎn)是抗彎能力強(qiáng)，但主在相鄰的兩個(gè)曲拐間都有主軸頸的曲軸。優(yōu)點(diǎn)是抗彎能力強(qiáng)，但主軸頸多，加工表面多，曲軸長(zhǎng)。（如上述的整體式曲軸）軸頸多，加工表面多，曲軸長(zhǎng)。（如上述的整體式曲軸） b. b.非全支撐曲軸

32、非全支撐曲軸 主軸頸數(shù)少于全支撐的曲軸，其優(yōu)缺點(diǎn)與全支撐曲軸相反。主軸頸數(shù)少于全支撐的曲軸，其優(yōu)缺點(diǎn)與全支撐曲軸相反。曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個(gè)曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個(gè)曲軸的主軸頸數(shù)少于或等于氣缸數(shù)曲軸的主軸頸數(shù)少于或等于氣缸數(shù) 主軸頸與主軸承間的潤(rùn)滑油來(lái)自于氣缸體的潤(rùn)滑油道，最終從發(fā)主軸頸與主軸承間的潤(rùn)滑油來(lái)自于氣缸體的潤(rùn)滑油道，最終從發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)而來(lái)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)而來(lái); ; 連桿軸頸與連桿軸承間的潤(rùn)滑油通過(guò)曲軸中的油道來(lái)自于主軸頸連桿軸頸與連桿軸承間的潤(rùn)滑油通過(guò)曲軸中的油道來(lái)自于主軸頸與主軸承間的潤(rùn)滑油與主軸承間的潤(rùn)滑油. . 2.曲軸潤(rùn)滑曲軸潤(rùn)滑.曲軸平衡重曲軸平衡重（1）曲軸

33、平衡重的作用）曲軸平衡重的作用 旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩：F1=F2 ;F3=F4；M1-2=M3-4 旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩：M1-2、M3-4造成曲軸彎曲載荷，需在曲柄相反方向附加平衡重 （2）平衡重作用方法）平衡重作用方法完全平衡法完全平衡法：每個(gè)曲柄臂設(shè)有平衡重；平衡重?cái)?shù)量多，曲軸質(zhì)量增加，工藝性變差；分段平衡法分段平衡法：部分曲柄臂設(shè)有平衡重 （3）平衡重形狀及安裝方法）平衡重形狀及安裝方法平衡重形狀平衡重形狀：多為扇形，使其重心遠(yuǎn)離曲軸回轉(zhuǎn)中心；以較小質(zhì)量獲得較大旋轉(zhuǎn)慣性力平衡重安裝方法平衡重安裝方法：與曲柄臂鍛或鑄成一體（圖左）；單獨(dú)制成零件，用螺栓緊固在曲柄臂上（圖中、右） . .曲拐布

34、置與發(fā)動(dòng)機(jī)工作順曲拐布置與發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序序 各曲拐的相對(duì)位置或曲拐布置取決于各曲拐的相對(duì)位置或曲拐布置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動(dòng)氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序機(jī)工作順序。當(dāng)氣缸數(shù)和氣缸排列形式確定之后，曲拐布置就取決于。當(dāng)氣缸數(shù)和氣缸排列形式確定之后，曲拐布置就取決于發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 應(yīng)該使連接做功的兩個(gè)氣缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸承載荷和避應(yīng)該使連接做功的兩個(gè)氣缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸承載荷和避免在進(jìn)氣行程中發(fā)生搶氣現(xiàn)象免在進(jìn)氣行程中發(fā)生搶氣現(xiàn)象各缸發(fā)火的間隔時(shí)間應(yīng)該相同各缸發(fā)火的間

35、隔時(shí)間應(yīng)該相同V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸應(yīng)交替發(fā)火型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸應(yīng)交替發(fā)火 （1）直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)）直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)發(fā)火間隔角為：720/4180工作順序?yàn)椋?243或1342 （2）直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)）直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)發(fā)火間隔角為：720/6120工作順序?yàn)椋?53624 或142635 （3）V8發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)發(fā)火間隔角為：720/890工作順序?yàn)椋篟1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2 或 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1 6 6曲軸的軸向限位曲軸的軸向限位( (防止曲軸的軸向竄動(dòng)防止曲軸的軸向竄動(dòng)) )通常是通過(guò)在曲軸的前部、中部或后部安裝通常是通過(guò)在曲軸的前部、中部或后部安裝止推軸承止推軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的來(lái)實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）；或（翻邊軸瓦）；或單面制成減磨合金層止推片單面制成減磨合金層止推片主軸頸主軸頸止推軸承止推軸承止推軸承止推軸承連桿軸頸連桿軸頸主軸承蓋主軸承蓋止推片止推片: 半環(huán)狀鋼片半環(huán)狀鋼片4.4.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器曲軸扭轉(zhuǎn)減震器 4.4. .曲軸扭轉(zhuǎn)減震器的