CH3曲柄連桿機(jī)構(gòu)

§3.1

概述功用、組成受力分析和工作條件§3.2

機(jī)體組(氣缸蓋、氣缸體與曲軸箱組)§3.3

活塞連桿組§3.4

曲軸飛輪組本章講述內(nèi)容：101學(xué)習(xí)目標(biāo)了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、受力和工作條件掌握曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成、作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)掌握機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的構(gòu)造和裝配連接關(guān)系。掌握多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程分析1023.1概述（功用、組成、受力

分析和工作條件）一、功用：

1、為燃料燃燒提供空間（燃燒室）

2、把燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S轉(zhuǎn)矩，對外輸出機(jī)械能。103二、組成：曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組氣缸蓋氣缸體曲軸箱氣缸套氣缸墊油底殼活塞活塞環(huán)活塞銷連桿曲軸飛輪扭轉(zhuǎn)減振器104機(jī)體組(氣缸蓋、氣缸體與曲軸箱組)105106107三、受力分析氣體作用力往復(fù)慣性力離心力摩擦力受力分析108曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有：氣壓力P往復(fù)慣性力Pj旋轉(zhuǎn)離心力Pc摩擦力FPPjPCF1091、氣壓力：氣壓力P的集中力PP分解為側(cè)壓力NP和SP，SP分解為RP和TP，RP使曲軸主軸頸處受壓，TP為周向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力。(1)作功行程：側(cè)壓力NP向左，活塞的左側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重NPSPPRPTP110(2)壓縮行程：側(cè)壓力NP向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重NPPSPRPTP111側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力?；钊惺軅?cè)壓力的兩個(gè)側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。

1122、往復(fù)慣性力Pj：活塞在上半行程時(shí)，慣性力都向上，下半行程時(shí)，慣性力都向下。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。Pj1133、慣性力PC：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。Pc1144、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。F115結(jié)論在工作循環(huán)的任何行程中，氣體作用力的大小都是隨著活塞的位移而變化的。

1、氣體壓力使氣缸方向上下各處的磨損不均勻（何處磨損最大？）

2、慣性力和離心力使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)

3、摩擦力使活塞和缸壁產(chǎn)生磨損

116四、工作條件高溫：最高可達(dá)2800K以上高壓：最高可達(dá)3～5(6～11)MPa高速：可達(dá)3000r/min～8000r/min化學(xué)腐蝕：可燃混合氣和燃燒廢氣直接接觸機(jī)件。

117§3.2機(jī)體組(氣缸蓋、氣缸體與曲軸箱組)功用：機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體，承受各種載荷。氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室。另外，氣缸蓋和機(jī)體內(nèi)的水套和油道以及油底殼又分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。1184曲軸箱2氣缸體氣缸墊1氣缸蓋3氣缸油道和水道油底殼氣缸蓋罩主要包括：缸蓋、氣缸體、曲軸箱、氣缸套、氣缸襯墊、油底殼119一、氣缸體（含氣缸、缸套）

氣缸體：發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體-上曲軸箱組件，俗稱機(jī)體。

氣缸：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。

氣缸的工作條件：高溫、高壓，并且有活塞在其中做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1201、氣缸體的分類1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分：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)中心氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式121名稱性能應(yīng)用一般式（平分式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)，90系列柴油機(jī)龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重多數(shù)轎車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機(jī)性能比較與應(yīng)用1222）根據(jù)冷卻方式不同分：水冷、風(fēng)冷1233）根據(jù)氣缸的排列方式分：直列式：結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長度和高度較大。V型：縮短了機(jī)體的長度和高度，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。對置式：高度小，總體布置方便。直列式V型對置式1241251261271281294）按氣缸結(jié)構(gòu)形式分也有3種，即無氣缸套式、干氣缸套式和濕氣缸套式。

無氣缸套式機(jī)體：

氣缸內(nèi)表面由于受高溫高壓燃?xì)獾淖饔貌⑴c高速運(yùn)動(dòng)的活塞接觸而極易磨損。為了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。130鑲氣缸套目的：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)合金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，既延長了使用壽命，又節(jié)省了好材料。131干氣缸套式機(jī)體：（1）干式缸套

定義：其外表面不直接與冷卻水接觸。

特點(diǎn)：A壁厚較?。?～3mm）；B與缸體承孔過盈配合；C

強(qiáng)度和剛度都較好，不易漏水漏氣D加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。

132（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(5mm～9mm)；2)散熱效果好；3)易漏水漏氣；4)冷卻均勻、加工容易。5)強(qiáng)度和剛度不如干缸套。

5~9mm0.05~0.15mm濕氣缸套式機(jī)體：133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。0.05~0.15mmAB134密封：上部：缸套頂面高出缸體0.05mm～0.15mm，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。0.05~0.15mm135下部：1～3個(gè)耐熱耐油的橡膠密封圈。缸套下端的密封形式a)、c)、d)漲封式；b)壓封式1-水套；2-氣缸套；3-密封圈；4-氣缸體；5-漏水孔136137138139氣缸蓋功用：密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。結(jié)構(gòu)：氣缸蓋內(nèi)部有與氣缸體相通的冷卻水套，應(yīng)有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道，有燃燒室、火花塞座孔（汽油機(jī)）或噴油器座孔（柴油機(jī)），有些還有用以安裝凸輪軸的軸承孔。材料：灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金。類型：單體氣缸蓋、整體氣缸蓋。二、氣缸蓋140氣缸蓋與氣缸襯墊氣缸蓋罩氣缸蓋氣缸墊襯墊安裝火花塞141ISBe氣缸蓋組件進(jìn)氣岐管渦流比率為1.3:1中心立式噴油器噴孔氣門鑲?cè)?，安裝在額定功率較高的4缸和6缸發(fā)動(dòng)機(jī)上所有搖臂上均有E形支腳（球和球窩）發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋，裝有氣門桿密封圈排氣彈簧可適用于排氣門制動(dòng)壓力可達(dá)4.3bar排氣閥可通過上面的凹坑來區(qū)分142ISBe氣門和噴油器的位置檢查下列各項(xiàng)，確定氣缸蓋是否就位。噴油器垂直位于氣缸的中心。提高頂置機(jī)構(gòu)使用壽命。A.排氣閥搖臂。B.進(jìn)氣閥搖臂。C.E形支腳（球和球窩）ABC高壓燃油連接管的定位球固定在12點(diǎn)鐘的位置。噴油器安裝位置。氣缸中央143類型：①金屬-石棉氣缸墊；②實(shí)心金屬片氣缸墊；③加強(qiáng)型無石棉氣缸墊。氣缸蓋的擰緊：擰緊螺栓時(shí)，必須按由中央對稱地向四周擴(kuò)展的順序分幾次進(jìn)行，最后一次要用扭力扳手按廠家規(guī)定的擰緊力矩值擰緊。氣缸墊144145ISBe氣缸蓋襯墊夾心鋼結(jié)構(gòu)。規(guī)格包括加大尺寸的修理襯墊。潤滑油在氣缸蓋螺栓周圍沿油槽流進(jìn)缸蓋潤滑。襯墊的側(cè)面有識(shí)別標(biāo)志氣缸蓋密封墊的型號(hào)按壓緊厚度進(jìn)行劃分

A型：1.25mmB型：1.15mm

等級(jí)劃分取決于活塞突出量的大小146三、燃燒室

A結(jié)構(gòu)緊湊，面容比小冷卻面積小，以減少熱量損失及縮短火焰行程。

B壓縮終了時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)以利于混合和燃燒。

C表面光滑，不易積碳，排氣凈化好燃燒室形狀對發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大。1要求147名稱特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程短、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高桑塔納、夏利、富康楔形結(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長切諾基盆形工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃燒室捷達(dá)、奧迪2、汽油機(jī)燃燒室形狀分類148汽油機(jī)燃燒室形狀柴油機(jī)燃燒室形狀取決于活塞頂形狀1493、柴油機(jī)燃燒室

作用:合理組織氣體運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)油氣更好地混合，以保證燃燒過程更加完善。1)、統(tǒng)一式燃燒室統(tǒng)一式燃燒室由活塞頂、氣缸、氣缸蓋組成單一密閉空間，這種燃燒室配合使用孔徑很小的多孔噴油器，將柴油直接噴射到燃燒室中，借助噴出油霧的形狀和燃燒室形狀的配合，有時(shí)還借助進(jìn)氣渦流運(yùn)動(dòng)以及無規(guī)律的擠壓氣流運(yùn)動(dòng)迅速形成可燃混合氣。這種燃燒室又稱為直接噴射式燃燒室。目前常用的有ω型、球型燃燒室等。150主要是依靠多孔噴霧（多為四孔），利用油束和燃燒室的吻合，在空間形成混合氣。噴孔直徑較小，多在0.25mm～0.4mm內(nèi)，噴孔軸線夾角為140°～160°內(nèi)，噴油壓力較高，一般在20Mpa左右。結(jié)構(gòu)緊湊，熱損失小，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性好（油耗率為218g/(kW·h)，容易起動(dòng)。由于是直接式的空間霧化混合，燃燒的初期同時(shí)著火的油量較多。因此，最高壓力和壓力升高率較高，工作粗暴，為此，這種燃燒室壓縮比較小，一般為15～19。1512、分開式燃燒室由主、副燃燒室構(gòu)成：主燃燒室：位于活塞頂與缸蓋的底平面之間。副燃燒室：在缸蓋中加工而成。噴油器設(shè)置在副燃燒室。副燃燒室有通道與主燃燒室相通。利用主副燃燒室之間的氣體流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的混合。分開式燃燒室又分為渦流室和預(yù)燃室兩種形式。152渦流室通常做成球形、球錐形、圓柱形等形狀，其容積占全部燃燒室容積的50％～80％。渦流室和主燃燒室之間的一個(gè)或幾個(gè)通道與渦流室相切，使空氣在壓縮行程從氣缸擠入渦流室時(shí)產(chǎn)生有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)渦流運(yùn)動(dòng)，通道斷面較大，以減少流動(dòng)損失。柴油直接噴射在渦流室內(nèi)，燃油順渦流方向噴入，由于強(qiáng)烈的空氣渦流作用，很快與空氣混合，形成混合氣并著火燃燒，渦流室內(nèi)的壓力急劇升高，燃燒氣體連同剛噴入的燃油以及燃燒產(chǎn)物經(jīng)通道噴入主燃燒室，并可借助活塞頂上的雙渦流凹坑產(chǎn)生二次渦流，促進(jìn)燃燒迅速完成。153四、油底殼功用：貯存機(jī)油并封閉曲軸箱，又稱為下曲軸箱。使用特點(diǎn)：

(1)設(shè)有擋油板-減輕油面的波動(dòng)。(2)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(dòng)機(jī)的磨損。材料：

(1)薄鋼板沖壓(2)鋁合金鑄造154ISBe油底殼和梯形架懸掛安裝的油底殼由鋼板沖壓而成，有前置和后置型，以及高容量和低容量的規(guī)格可供選擇。安裝油底殼之前，要確保所有表面的清潔。輕輕地將密封墊套在油底殼邊緣上，再將鎖緊圈放在密封墊上，然后組裝到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上。確認(rèn)擰緊了每一顆螺栓。（12或16個(gè)），裝配扭距為：24Nm+/-4Nm可選梯形架（缸體加強(qiáng)肋）可以與缸體裝配為一個(gè)整體并可用螺栓固定到靠近主軸承的區(qū)域。這樣可以增加機(jī)體的剛性，并在降低噪音的同時(shí)不會(huì)影響到油底殼油管或密封墊部分。安裝梯形架時(shí)，加在螺栓上的扭距應(yīng)為43Nm+/-5Nm155§3.3活塞連桿組氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋組成主要包括：活塞活塞環(huán)活塞銷連桿活塞銷擋環(huán)連桿襯套156一、活塞1、作用

1）承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)；

2）組成燃燒室；

3）密封氣缸。2、工作條件（非常惡劣）

三高：高溫、高壓、高速

兩難：冷卻困難、潤滑困難

一腐蝕：受到酸性物質(zhì)的腐蝕157158材料：鋁合金(質(zhì)量小,導(dǎo)熱性好);

灰鑄鐵3、活塞要求及常用材料要求：足夠的強(qiáng)度、剛度熱膨脹系數(shù)要小質(zhì)量輕

1594、活塞結(jié)構(gòu)活塞基本結(jié)構(gòu)分頂部頭部裙部1）活塞頂部功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。160平頂、凸頂、凹頂、成形頂平頂：結(jié)構(gòu)簡單、受熱面積小，多用在汽油機(jī)上。凸頂：凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，有利于改善換氣過程。凹頂：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，防止碰氣門?；钊敺诸?612）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。作用：安裝活塞環(huán)；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)；將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些?；钊N孔1623）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(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防止破壞油膜。163（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、下部小。為了使工作時(shí)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。

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，制造活塞時(shí)通常采取下列結(jié)構(gòu)措施5、采取下列結(jié)構(gòu)措施：164（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(shí)趨近正圓。165定義：活塞銷座朝向承受作功側(cè)壓力的一面偏移1mm～2mm。作用：減輕活塞換向時(shí)對氣缸壁的敲擊。（3）銷座偏置166167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)（不是平移），完成換向。168（4）活塞裙部開槽（汽油機(jī)）橫向絕熱槽減少活塞頭的熱量向裙部擴(kuò)散有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽留有膨脹余地活塞強(qiáng)度降低絕熱槽膨脹槽169（5）拖板式活塞有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。

170（6）兩種材料合鑄在活塞銷座處鑲鑄恒范鋼片的活塞稱恒范活塞。將普通碳素鋼片鑄在銷座處的鋁合金層內(nèi)側(cè)形成雙金屬壁，則由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度升高時(shí)雙金屬壁發(fā)生彎曲，而鋼片兩端的距離基本不變，從而限制了裙部的熱膨脹量。因?yàn)檫@種控制熱膨脹的作用隨溫度升高而增大，所以稱這種活塞為自動(dòng)熱補(bǔ)償活塞。171鑲筒形鋼片活塞有些柴油機(jī)采用裙部鑲鑄圓筒式鋼片的活塞。在澆鑄這種活塞時(shí)，鋼筒夾在鋁合金中間。在鋁合金冷凝時(shí)，鋁合金的收縮比鋼大得多，因此鋼簡外側(cè)的鋁合金層包緊在鋼筒上，并使鋁合金層產(chǎn)生拉應(yīng)力，鋼筒產(chǎn)生壓應(yīng)力。鋼筒內(nèi)側(cè)的鋁合金層無阻礙地自由收縮，于是在鋼筒與內(nèi)側(cè)鋁合金層之間形成“收縮縫隙”：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，隨著活塞溫度的升高，首先要消除鋼筒與內(nèi)側(cè)鋁合金層間的收縮縫隙和鋼筒與外側(cè)鋁合金層的殘余應(yīng)力，然后才向外膨脹，結(jié)果使整個(gè)活塞裙部的熱膨脹量相應(yīng)減小。172173ISBe發(fā)動(dòng)機(jī)活塞鑄鋁材料。加入單個(gè)鎳合金活塞環(huán)鑲?cè)?。全浮式活塞銷。高功率發(fā)動(dòng)機(jī)活塞內(nèi)有冷卻油道冷卻。輸出功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上有J形活塞冷卻噴嘴凹槽?；钊敳坑卸ㄏ蚣^。第一道壓縮環(huán)的截面形狀為楔形。中間活塞環(huán)截面為普通矩形。裙部活塞環(huán)為油環(huán)。174ISBe活塞冷卻噴嘴（1）大輸出功率發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝J形活塞冷卻噴嘴安裝時(shí)放平，扭距為15Nm+/-3Nm。

塑料活塞冷卻噴嘴適用于輸出功率較低的發(fā)動(dòng)機(jī)，位于主軸承座頂部。塑料噴嘴為綠色175使用塑料活塞冷卻噴嘴時(shí)，J形噴射活塞冷卻噴嘴的位置必須要安裝旋塞。使用J形噴射活塞冷卻噴嘴時(shí)，塑料活塞冷卻噴嘴的位置必須安裝旋塞。ISBe活塞冷卻噴嘴（2）176ISBe活塞突出量檢查活塞凸出量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)必須處于正常位置(除掉氣缸蓋)測量活塞突出量時(shí)，測量每個(gè)活塞上與活塞銷軸成一條直線的兩個(gè)點(diǎn)的值每個(gè)活塞突出量為這兩個(gè)讀數(shù)的平均值所有活塞凸出量的平均值決定了需要使用的氣缸蓋襯墊的型號(hào)平均凸出量在0.302mm～0.416mm之間，要使用A

型氣缸蓋襯墊若平均凸出量在0.185mm-0.303mm之間，應(yīng)使用B

型缸蓋襯墊氣缸墊識(shí)別標(biāo)記177二、活塞環(huán)1、類型：氣環(huán)、油環(huán)。2、功用：氣環(huán)：密封、導(dǎo)熱；油環(huán)：刮油、布油和輔助密封。3、工作條件：高溫、高壓、高速以及潤滑困難。（一）概述178

4、活塞環(huán)材料的要求好的耐磨性、耐熱性、磨合性、導(dǎo)熱性；高的強(qiáng)度、沖擊韌性和足夠的彈性。5、常見材料灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵。目前汽車上廣泛應(yīng)用合金鑄鐵。

平均壽命：6萬公里179（二）氣環(huán)1、作用：

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。180（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F0作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。

竄入背隙的氣體，使環(huán)對缸壁和環(huán)槽進(jìn)一步壓緊。第一密封面2氣環(huán)的密封原理181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)槽的上側(cè)或下側(cè)，形成第二密封面。第二密封面PjFP1（2）第二密封面的建立：1821833、氣環(huán)的泵油作用

矩形斷面的氣環(huán)隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)把氣缸壁上的機(jī)油不斷送人氣缸中，這種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的泵油作用”。（1）定義184當(dāng)活塞下行時(shí)，環(huán)靠在環(huán)槽的上方，環(huán)從缸壁上刮下的潤滑油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞上行時(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)，就將潤滑油泵到活塞頂。

（2）現(xiàn)象分析：185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。

（3）活塞環(huán)的泵油的原因186（1）增加了潤滑油的消耗；（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，動(dòng)力下降；（6）發(fā)動(dòng)機(jī)冒藍(lán)煙，排放增加。（4）泵油的危害：187（1）采用特殊斷面的氣環(huán)；（2）減少活塞環(huán)的質(zhì)量；（3）安裝油環(huán)；（4）設(shè)減壓腔

防止活塞環(huán)泵油的措施：1884、氣環(huán)的斷面形狀為了減少氣環(huán)的泵油作用，人們設(shè)計(jì)了各種氣環(huán)的形狀和安裝了油環(huán)。矩形環(huán)錐面環(huán)上側(cè)面內(nèi)切正扭曲環(huán)下側(cè)面內(nèi)切正扭曲環(huán)梯形環(huán)桶面環(huán)189（1）矩形環(huán)

結(jié)構(gòu)簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。矩形斷面190（2）錐形環(huán)

1）特點(diǎn)：與缸壁線接觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。

2）安裝注意：錐角朝下（在環(huán)端有向上或TOP等標(biāo)記）；錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。191將矩形環(huán)內(nèi)圓上方或外圓下方切成臺(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)生彎曲變形，環(huán)由于中性層內(nèi)外斷面不對稱，使拉力和壓力不在同一平面內(nèi)，從而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。e（3）扭曲環(huán)1921）特點(diǎn)具有錐形環(huán)的特點(diǎn)；減小了泵油作用；2）安裝：內(nèi)上切口朝上

外下切口朝下193（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。194（5）梯形環(huán)當(dāng)活塞在側(cè)壓力作用下左、右換向時(shí)，環(huán)的側(cè)隙和背隙將不斷變化，使膠狀油焦不斷從環(huán)槽中被擠出。梯形環(huán)用于熱負(fù)荷較大的柴油機(jī)的第一道環(huán)。195活塞環(huán)有三隙，即端隙、側(cè)隙和背隙（1）端隙Δ1：又稱開口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后開口處的間隙。一般為0.25mm～0.50mm；5、活塞環(huán)的間隙196（2）側(cè)隙Δ2：又稱邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán)槽之間的間隙。第一道0.04mm～0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm～0.07mm。油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm～0.07mm；（3）背隙Δ3：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。0.5mm～1mm。Δ2Δ3197氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)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。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形1981）作用：布油(活塞上行)刮油(活塞下行)密封(輔助作用)（三）油環(huán)1992）油環(huán)種類刮油片軸向襯環(huán)刮油片徑向襯環(huán)普通油環(huán)組合油環(huán)200槽孔撐簧式油環(huán)在槽孔式油環(huán)的內(nèi)圓面加裝撐簧即為槽孔撐簧式油環(huán)。一般作為油環(huán)撐簧的有螺旋彈簧、板形彈簧和軌形彈簧三種。這種油環(huán)由于增大了環(huán)與氣缸壁的接觸壓力，而使環(huán)的刮油能力和耐久性有所提高。201組合式油環(huán)的特點(diǎn)1)密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧長大于刮片長而產(chǎn)生徑向力。第二密封面，靠軸向力，因襯簧和鋼片總厚度大于環(huán)槽高而產(chǎn)生軸向力。2)無側(cè)隙，不竄油。3)刮油能力強(qiáng)：因鋼片薄，對缸壁比壓大。4)上下片可分別動(dòng)作，適應(yīng)性好。5)回油能力強(qiáng)。2023）油環(huán)的刮油作用

將氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。203三、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。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。204活塞銷的連接方式活塞銷連桿205四、連桿1、作用：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(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿組件分解圖206小頭：內(nèi)有青銅襯套桿身：

一般為“工”字形斷面，抗彎強(qiáng)度好，重量輕大頭：

與曲軸相連，做成“分開式”。平切口與桿身軸線垂直，斜切口與桿身軸線成30-60度夾角。2、結(jié)構(gòu)、組成：小頭、桿身、大頭。

2073、連桿大頭的連接形式平分式斜分式208平切口：利用連桿上精加工的圓柱凸臺(tái)或光圓柱部分，與經(jīng)過精加工的螺栓孔來保證。斜切口：止口定位、套筒定位、鋸齒定位。4、連桿大頭的定位：209連桿的定位方式2105、V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式2111）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)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，使曲軸長度增加，剛度降低。2）主副式

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。3）叉型式優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差，剛度較低。212ISBe連桿（1）下端連桿瓦，鋁質(zhì)。上端連桿軸瓦，三層軸瓦。提供加大尺寸的修理軸瓦。連桿按重量分級(jí)并以V、W或X來標(biāo)記。連桿還可以顏色來區(qū)別

V=黃色重量為1820至1860克

W=綠色重量為1861至1900克

X=藍(lán)色重量為1901至1940克斜切口設(shè)計(jì)。斷裂式剖分設(shè)計(jì)。斷面必須保證清潔，沒有碎屑?？筛鼡Q的活塞銷端軸套。浮動(dòng)式活塞銷。213 擰緊扭矩。

(1)30Nm+/-3Nm. (2)60Nm+/-5Nm.(3)旋轉(zhuǎn)60度+/-5度連桿側(cè)隙

0.23mm+/-0.13mm將連桿的短邊與活塞側(cè)面上的J形噴射凹槽裝配在一起。

裝配到發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，連桿的長邊應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵側(cè)相對。安裝:B/ISBe相反ISBe連桿（2）2146、連桿軸瓦215§3.4曲軸飛輪組曲軸飛輪組的組成：

曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、皮帶輪、正時(shí)齒輪等216起動(dòng)爪正時(shí)齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪曲軸曲軸飛輪組的組成：217218一、曲軸1、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?。還用來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置。2、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。2193、材料

優(yōu)質(zhì)中碳鋼、中碳合金鋼、球墨鑄鐵。4、組成：

主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、前端軸和后端凸緣等。220曲軸實(shí)物圖221前端軸連桿軸頸曲軸主軸頸后端凸緣平衡重曲拐曲柄曲拐：由一個(gè)連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲軸的組成2224、曲拐數(shù)決定因素：1）發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)2）發(fā)動(dòng)機(jī)的排列方式故：1）直列發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)2）V型和對置式發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐數(shù)為氣缸數(shù)的一半2235、平衡重作用：平衡離心力偶，減輕或消除彎曲變形。2246、前端軸741863251.2止推軸承3.止推片4.正時(shí)齒輪5.甩油盤6.油封7.皮帶輪8.起動(dòng)爪225ISBe曲軸止推軸承在4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中只有上半（180o）止推軸承在6缸發(fā)動(dòng)機(jī)中為全配合（360o）止推軸承，（止推軸承在曲軸配合安裝好后，必須轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸使其就位）2267、曲軸的支承方式在相鄰的兩個(gè)曲拐之間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲軸。227優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用全支承曲軸提高曲軸的剛度和彎曲強(qiáng)度，減輕主軸承的載荷曲軸的加工表面增多，主軸承數(shù)增多，使機(jī)體加長柴油機(jī)一般多采用此種支撐方式非全支承曲軸縮短了曲軸的長度，使發(fā)動(dòng)機(jī)總體長度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機(jī)可以采用此種方式2289、曲拐的布置總設(shè)計(jì)要求1、每一個(gè)工作循環(huán)，各缸做功一次。2、各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

四沖程各缸做功間隔角=720/i3、連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，以降低曲軸局部負(fù)荷，并防止出現(xiàn)“搶氣”現(xiàn)象

如：四缸機(jī)：1-3-4-2或1-2-4-3

六缸機(jī)：1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5229四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置230231直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置232點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。曲軸轉(zhuǎn)角(度)

一缸二缸三缸四缸0～180180～360360～540540～720功功功功排進(jìn)壓排進(jìn)壓排進(jìn)壓排進(jìn)壓1↓3↓4↓210、四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序233四沖程直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)表234四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序（1-5-3-6-2-4）做功做功做功做功做功做功做功235四沖程V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火間隔角仍為120°,3個(gè)曲拐互成120°。工作順序R1-L3-R3-L2-R2-L1。面對發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇，右列氣缸用R表示，由前向后氣缸號(hào)分別為R1、R2、R3；左列氣缸用L表示，氣缸號(hào)分別為L1、L2和L3，工作循環(huán)見表2-4。236四沖程V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)表237ISBe曲軸前端：定位銷插入曲軸后保持伸出2.5至3.5毫米，使轉(zhuǎn)速脈沖輪就位。連接軸用6只螺栓固定。末端：末端曲柄齒輪精確就位。正時(shí)標(biāo)記位于齒輪齒上，是鉆在齒輪上的小孔（右圖中涂成紫色的輪齒）。然后將連接環(huán)與標(biāo)記對齊并裝配于最終位置（維修時(shí)不可拆卸此處）鍛鋼制造。經(jīng)過感應(yīng)硬化處理。238ISBe前齒輪蓋在前蓋背面涂上

Loctite5699密封劑。使用導(dǎo)向螺柱在定位孔中安裝兩個(gè)銷釘，將前蓋安裝到缸體的正面。按一定的間距及扭矩參數(shù)安裝13個(gè)M8螺栓。在曲軸上和前蓋內(nèi)側(cè)之間安裝盒式前油封，確保并保證其沒有超出前蓋表面。

239二、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器作用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，

使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠工作。種類：橡膠式（車用），硅油式，摩擦片式。橡膠式摩擦片式硅油式240當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，力圖保持等速轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性盤便與橡膠層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從而消耗了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，消減了扭振。橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減振器241六缸發(fā)動(dòng)機(jī)可使用粘性減震器。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)可使用橡膠減震器（降噪）。用銷釘將轉(zhuǎn)速脈沖輪/皮帶輪固定在曲軸上。銷釘應(yīng)從曲軸中露出2.5-3mm

。用6顆螺栓將接合器裝配到曲軸前端，交叉擰緊各螺栓，扭距為

110Nm+/-10Nm

使用螺栓組裝皮帶輪/減震器和隔板，采用交叉緊固方式裝配，扭距為68Nm+/-7NmISBe曲軸減震器和轉(zhuǎn)速脈沖輪242可變磁阻傳感器通過曲軸皮帶輪后的轉(zhuǎn)速脈沖輪監(jiān)控曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速脈沖輪上有58個(gè)齒加一個(gè)寬齒。需要兩個(gè)速度傳感器為噴射定時(shí)控制提供最佳精確度。在后部齒輪箱殼上安裝第二個(gè)可變磁阻（VR）傳感器，用于監(jiān)控凸輪軸的位置和轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)在怠速負(fù)荷和低負(fù)荷轉(zhuǎn)速下具有兩級(jí)噴射能力(引燃噴射)。這一特性能夠減少在噴射階段燃燒壓力升高時(shí)的爆震。

注：曲軸傳感器的失靈不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)，但會(huì)造成運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。凸輪軸傳感器的失靈不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不起動(dòng)，但會(huì)造成運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。

ISBe曲軸轉(zhuǎn)速和位置傳感器上止點(diǎn)（TDC）位置對應(yīng)于轉(zhuǎn)速脈沖輪寬齒處于12點(diǎn)鐘時(shí)的位置。

243ISBe前端皮帶布置前端輔助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（FEAD）可適用于曲軸端風(fēng)扇，無風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用或高置式風(fēng)扇轂皮帶為8肋凸面三角皮帶，通過已認(rèn)證的自動(dòng)皮帶張緊裝置來驅(qū)動(dòng)水泵、空調(diào)壓縮機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。將按照當(dāng)前B和ISB前端布局進(jìn)行裝配和校準(zhǔn)。

244ISBe交流發(fā)電機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)型號(hào)

BoschNCB2NCB1電壓

28Volts28Volts電流

90Amps70Amps2458、后端軸后端凸緣：安裝飛輪前后端軸都設(shè)有防漏裝置：擋油盤、回油螺紋、油封等。曲軸后端回油螺紋246ISBe后殼殼體背面涂上Loctite5205絕氧密封劑。齒輪箱的定位孔中安裝兩個(gè)銷釘。安裝凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器螺栓，并在螺栓涂上Loctite5205，裝配扭距為8Nm。用螺栓將齒輪箱殼裝配到發(fā)動(dòng)機(jī)上，對準(zhǔn)螺栓孔并用交叉緊固的方式按扭矩參數(shù)擰緊螺栓。擦去連接處的多余密封劑，裝配過程中將全部空氣都排出后，就不