汽車概論-第3章-發(fā)動機之曲柄連桿機構(gòu)課件

1、9/10/20221曲柄連桿機構(gòu)的功用熱能機械能燃氣壓力 轉(zhuǎn) 矩連桿活塞曲軸9/10/20222曲柄連桿機構(gòu)能量轉(zhuǎn)換熱能 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能 向工作機構(gòu) 輸出 機械能9/10/20223曲柄連桿機構(gòu)工作過程將活塞頂上的燃氣 壓力 轉(zhuǎn)變?yōu)榍S 轉(zhuǎn)矩9/10/20224曲柄連桿機構(gòu)的組成1、機體組 氣缸體 曲軸箱 氣缸套 氣缸蓋 氣缸墊 油底殼等2、活塞連桿組 活塞 活塞環(huán) 活塞銷 連桿等 3、曲軸飛輪組 曲軸 飛輪等9/10/202259/10/202269/10/20227（1）應(yīng)具有足夠的強度和剛度、耐磨損和耐腐蝕、適當(dāng)冷卻（以免損壞和變形） 發(fā)動機中最大的零件 承受拉、壓、彎、扭等機械負荷 承受

2、高溫燃氣很大的熱負荷 發(fā)動機大部分零件安裝在機體上 （2）力求結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕 盡量減小整機的重量（發(fā)動機最大的零件） 加強肋（減小質(zhì)量、保證剛度與強度） （3）機體材料 一般高強度灰鑄鐵、鋁合金 合金鑄鐵 機體工作條件、要求及材料9/10/202210 氣缸的排列方式（發(fā)動機形式）直列式 V型式 對置式 9/10/202211氣缸W型式大眾W12 由兩個夾角為15的V6發(fā)動機，以72的夾角組成 擁有5.6升的排量 9/10/202212（3）濕式缸套式普通鑄鐵或鋁合金缸體AB環(huán)帶：徑向定位 凸緣C：軸向定位 缸套頂面略高于缸體平面：0.050.15mm 密封圈：下部13道密封圈ABC0.05

3、0.15599/10/202216干、濕式缸套比較和冷卻水直接接觸 與缸體配合較松 壁厚 59mm 不直接和冷卻水接觸 與缸體緊配合 壁厚 13mm 缸套材料：合金鑄鐵或合金鋼9/10/2022179/10/2022186. 水冷和風(fēng)冷氣缸體（1）水冷氣缸體利用水套中的冷卻水流過高溫零件的周圍帶走多余熱量9/10/2022195. 燃燒室（1）燃燒室基本要求 結(jié)構(gòu)經(jīng)湊：（表面積/容積）要小，減小熱損失，提高熱效率 能增大進氣門直徑或進氣道通道面積：增加進氣量，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和功率 能在壓縮行程終點產(chǎn)生擠氣渦流：以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣充分燃燒 汽油機燃燒室：應(yīng)保證火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x最短，以防

4、止發(fā)生不正常燃燒 柴油機燃燒室：應(yīng)與燃油噴射、空氣渦流運動進行良好配合9/10/202223（2）汽油機燃燒室楔形 盆形 半球形 9/10/202224（3）柴油機燃燒室直噴式燃燒室 形燃燒室球形燃燒室9/10/202225分開式燃燒室渦流燃燒室 預(yù)燃燃燒室 噴油器噴油器渦流室預(yù)燃室9/10/202226直噴式燃燒室燃燒室容積 集中于活塞頂上的 燃燒室凹坑內(nèi)9/10/202227渦流燃燒室空氣被擠入渦流室形成強烈有規(guī)則渦流運動 大部分柴油在渦流室內(nèi)燃燒形成二次渦流混合燃燒9/10/202228思考題（續(xù)）1.曲柄連桿機構(gòu)的功用和組成？ 2.氣缸體的結(jié)構(gòu)形式及概念比較? 3.氣缸的三種排列方式及

5、特點? 4.比較干式和濕式缸套的特點? 5.機體組由哪些零件組成？ 6.汽油機和柴油機燃燒室的種類？課外9/10/202229 活塞連桿組 活塞活塞環(huán)活塞銷連桿組曲軸 飛輪組 活塞 活塞環(huán) 活塞銷 連桿組 9/10/202230活 塞 活塞功用 （1）承受氣缸中的燃氣壓力 （2）將燃氣作用力通過活塞銷和連桿傳給曲軸，推動曲軸旋轉(zhuǎn) （3）參與組成燃燒室9/10/202231 活塞構(gòu)造活塞頂部活塞頭部活塞裙部9/10/202234（1）活塞頂部（燃燒室組成部分）汽油機多采用平頂、有些采用凹頂二沖程汽油機多用凸頂柴油機多采用各種各樣的凹坑凸頂凹坑平頂凹頂9/10/202235（2）活塞頭部（活塞環(huán)槽

6、以上部位）承受氣體壓力將熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁與活塞環(huán)實現(xiàn) 氣缸密封主要作用9/10/202236環(huán)槽環(huán)槽護圈可保護和加強鋁合金活塞環(huán)槽隔熱槽(有時) 使部分熱流轉(zhuǎn)向二、三環(huán)主要結(jié)構(gòu)氣環(huán)油環(huán)熱負荷較高發(fā)動機采用9/10/202237（3）活塞裙部（活塞環(huán)槽以下部位）功用 橢圓變形 為活塞導(dǎo)向和承受側(cè)壓力燃氣壓力使裙部彎曲變形側(cè)壓力使銷座軸線方向增大熱變形使銷座軸線方向增大9/10/202238活塞裙部橢圓形冷態(tài)下把活塞加工成裙部斷面為長軸垂直于活塞銷方向的橢圓形9/10/202239活塞銷座附近裙部外表面下陷為減少活塞銷座附近處的熱變形量9/10/202240活塞銷座軸線布置活塞越過上止點時

7、側(cè)壓力方向改變會產(chǎn)生“敲缸”噪聲可減輕活塞“敲缸”噪聲，但會引起裙部兩端尖角的磨損或變形增大主推力面活塞銷偏移布置 (偏移活塞軸線12mm)活塞銷對中布置9/10/202241二、活 塞 環(huán) 1. 活塞環(huán)功用 氣環(huán) 刮油 均勻油膜 輔助密封油環(huán)密封 導(dǎo)熱 9/10/202242三、活 塞 銷 1. 活塞銷功用 連接活塞和連桿 將活塞承受的力傳給連桿 活塞銷連桿襯套卡環(huán)9/10/202243四、連 桿 組 連桿襯套連桿體連桿螺栓連桿軸承上軸瓦連桿軸承下軸瓦連桿蓋螺母連桿襯套連桿體連桿軸承上軸瓦連桿軸承下軸瓦連桿蓋連桿螺栓集油孔噴油孔9/10/2022441. 連桿組功用活塞曲軸往復(fù)運動旋轉(zhuǎn)運動連

8、桿力9/10/2022453. 連桿構(gòu)造 小頭桿身大頭小頭桿身大頭集油孔噴油孔縱向油道9/10/202246（3）連桿大頭剖分形式（連桿大頭剖分，用連桿螺栓緊固） 平切口斜切口結(jié)合面與連桿軸線垂直剛度大 變形小 成本低汽油機采用平切口結(jié)合面與連桿軸線成3060夾角連桿體能從缸體上端取出多用于柴油機9/10/2022474. V型發(fā)動機連桿 （1）并列連桿前后連桿可通用左右兩列活塞運動規(guī)律相同增加了曲軸和發(fā)動機長度優(yōu)點缺點9/10/202248（2）主副連桿主副連桿不能互換兩列活塞運動規(guī)律和上止點位置不相同優(yōu)點不會增加發(fā)動機長度缺點主連桿副連桿9/10/202249（3）叉形連桿兩列氣缸無需錯開

9、兩列氣缸中活塞運動規(guī)律相同連桿大頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度較差優(yōu)點缺點叉形連桿內(nèi)連桿叉形連桿軸承內(nèi)連桿軸承9/10/202250思考題?1. 指出右圖中各零件的名稱？(活塞連桿部分)課堂9/10/202251曲軸飛輪組 飛輪曲軸曲軸軸承曲軸 曲軸前后 端密封 曲軸扭轉(zhuǎn) 減震器 飛輪 曲軸軸承 平衡機構(gòu) 9/10/202252一、曲 軸 1. 曲軸功用曲軸氣體壓力轉(zhuǎn)矩飛輪汽車傳動系驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置9/10/2022533. 曲軸構(gòu)造 平衡重輸出端曲軸前端主軸頸連桿軸頸曲柄臂單元曲拐自由端曲軸后端9/10/202254（1）曲軸分類按單元曲拐連接方式分類 整體式曲軸各單元曲拐鍛造或鑄造成整體工作可

10、靠 質(zhì)量輕 結(jié)構(gòu)簡單 加工面少 主軸頸連桿軸頸曲柄臂概念特點9/10/202255組合式曲軸由單元曲拐組合裝配方便制造和更換 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 拆裝不便曲柄臂兼作主軸頸單元曲拐滾動軸承(主軸承)配用隧道式機體概念特點9/10/202256按主軸頸數(shù)分類全支承曲軸相鄰兩個曲拐間都有主軸頸抗彎曲能力強 可減輕主軸頸載荷概念主軸頸多 加工面多曲軸和機體較長缺點優(yōu)點9/10/202257非全支承曲軸主軸頸數(shù)少于全支承曲軸概念缺點優(yōu)點與全支承曲軸恰好相反9/10/202258（3）曲軸前端曲軸帶輪空調(diào)壓縮機動力 轉(zhuǎn)向泵張緊輪導(dǎo)向輪發(fā)電機曲軸正時齒形帶輪曲軸鏈輪凸輪軸正時齒形帶輪水泵機油泵9/10/202259曲

11、軸前端驅(qū)動9/10/202260（4）曲軸后端曲軸帶輪曲軸正時齒形帶輪曲軸鏈輪安裝飛輪用凸緣飛輪9/10/202261（5）曲軸潤滑機油機體油道主軸承主軸頸曲軸油孔連桿軸承連桿軸頸9/10/202262（1）直列四缸發(fā)動機工作循環(huán)發(fā)火間隔角 720/4=180工作順序 1-3-4-2 1-2-4-314321-42-31809/10/202263工作循環(huán)表（1-3-4-2）曲軸轉(zhuǎn)角()第一缸第二缸第三缸第四缸0180排氣壓縮進氣180360排氣進氣壓縮360540進氣壓縮排氣540720壓縮進氣排氣作功作功作功作功9/10/202264（2）直列六缸發(fā)動機工作循環(huán)發(fā)火間隔角 720/6=120

12、工作順序 1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-514321-63-4120562-59/10/202265工作循環(huán)表（1-5-3-6-2-4）曲軸轉(zhuǎn)角() 第一缸第二缸第三缸第四缸第五缸第六缸0 180060排氣壓縮進氣60120壓縮排氣120180進氣180 360180240排氣壓縮240300 進氣300360壓縮排氣360 540360420進氣420480排氣壓縮480540進氣540 720540600壓縮排氣600660進氣660720作功作功作功作功作功作功9/10/202266（3）V8發(fā)動機工作循環(huán)發(fā)火間隔角 720/8=90工作順序 R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1R1R1-L190R4 R3 R2 L1L4 L3 L2 R2-L2R3-L3R4-L49/10/202267工作循環(huán)表（R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2）曲軸轉(zhuǎn)角() R1R2R3R4L1L2L3L40 180090壓縮進氣排氣90180排氣進氣壓縮180 360180270排氣壓縮進氣270360進氣壓縮排氣360 540360450進氣排氣壓縮450630壓縮進氣排氣540 720540630壓縮進氣排氣630720排氣壓縮進氣作功作功作功作功作功作功作功作功9/10/20