構(gòu)造04-曲柄連桿機(jī)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要機(jī)構(gòu)。包括：

機(jī)體組

活塞連桿組

曲軸飛輪組機(jī)體組缸體缸蓋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性能應(yīng)用一般式機(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)龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(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)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(duì)氣缸和氣缸蓋進(jìn)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

水冷風(fēng)冷水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體與曲軸箱發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的類型直列式對(duì)置式V型W型氣缸體的類型3）根據(jù)汽缸排列方式名稱特點(diǎn)形狀直列式結(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。水平對(duì)置式高度小，總體布置方便。二、機(jī)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(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對(duì)材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨(dú)的圓筒形零件(即氣缸套)，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。同時(shí)，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長(zhǎng)氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種，如右圖所示二、機(jī)體組2、曲軸箱1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。2、結(jié)構(gòu)：上曲軸箱與氣缸體鑄成一體下曲軸箱貯存潤(rùn)滑油（油底殼）3、材料：薄鋼板沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體構(gòu)造缸體缸蓋燃燒室燃燒室燃燒室的常見形式名稱特點(diǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)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)奧迪氣缸墊1）氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，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)用較多的是銅皮——石棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，其翻邊處有三層銅皮，壓緊時(shí)不易變形2）安裝注意：金屬皮的金屬—石棉墊，缸口金屬卷邊一面應(yīng)朝向易修整接觸面或硬平面。因卷邊一面會(huì)對(duì)與其接觸的平面造成壓痕變形。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

活塞連桿組1、活塞1）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)。2）工作環(huán)境： 高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600~700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到10m/s，承受很大的慣性力。活塞部承受最高可達(dá)3~5MPa（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3）材料： 鋁合金：質(zhì)量小導(dǎo)熱性好活塞連桿組4）結(jié)構(gòu)活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部。

（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。

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。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)壓力。裙部表面的保護(hù)：

a）鍍錫油膜破壞時(shí)，起潤(rùn)滑作用；又可加速磨合作用。

b）涂石墨(柴油機(jī)）易脆斷可加速磨合，自潤(rùn)滑。

c）表面粗糙化有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機(jī)油潤(rùn)滑。活塞活塞連桿組（4）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作時(shí)，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(shí)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)致變形部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形制造時(shí)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)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。1）氣環(huán)功用：（1）保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣（2）把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁

工作條件：高溫、高壓、高速和潤(rùn)滑極其困難

活塞環(huán)活塞環(huán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

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，它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，被封閉的氣體不能通過環(huán)周與氣缸之間，便進(jìn)入了環(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面，同時(shí)，作用在環(huán)背的氣體壓力又大大加強(qiáng)了第一密封面的密封作用

側(cè)隙背隙端隙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

形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)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)外圓為凸圓弧形氣環(huán)的泵油作用活塞連桿組2）油環(huán)（普通環(huán)組合環(huán)）

功用：布油和刮油，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的油膜。

油環(huán)的刮油作用油環(huán)同時(shí)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。要求：活塞銷具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，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?；钊N的內(nèi)孔有三種形狀：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(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動(dòng)，使磨損均勻。“半浮式”安裝：特點(diǎn)是活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動(dòng)，而和連桿小頭沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。活塞銷不會(huì)作軸向竄動(dòng)，不需要鎖片。

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(yùn)動(dòng)為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組成：連桿體，連桿蓋，連桿螺栓和連桿軸瓦等材料：連桿體和連桿蓋，一般為

45、40Cr，螺栓為40Cr

或35CrMo，一般經(jīng)噴丸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種。一般都采用分開式

，分開式又分為平分和斜分兩種。平分——分面與連桿桿身軸線垂直，汽油機(jī)多采用這種連桿。斜分——分面與連桿桿身軸線成30～60°夾角。柴油機(jī)多采用這種連桿

活塞連桿組四、曲柄飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。

四、曲柄飛輪組1、曲軸功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。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。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。四、曲柄飛輪組曲軸的分類全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。非全支承：相鄰曲拐間不都有主軸頸。四、曲柄飛輪組曲軸的支承方式在相鄰的兩個(gè)曲拐之間都設(shè)有主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則為非全支承主軸優(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(zhǎng)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(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)總體長(zhǎng)度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機(jī)可以采用此種方式四、曲柄飛輪組曲軸的軸向定位功用：保證曲柄連桿機(jī)構(gòu)在曲軸受軸向力時(shí)能夠正常工作。

軸向定位措施：

1.翻邊軸瓦

2.止推片

3.止推環(huán)

4.止推軸承四、曲柄飛輪組2、曲拐的布置一般規(guī)律1）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)。2）連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動(dòng)機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。3）避免進(jìn)氣重疊4）V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。5）曲拐布置盡可能對(duì)稱、均勻以使發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)曲拐布置四、曲柄飛輪組四、曲柄飛輪組四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。（2）直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置四、曲柄飛輪組四、曲柄飛輪組四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序四、曲柄飛輪組（3）直列四沖程八缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置四、曲柄飛輪組四沖程八缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序四、曲柄飛輪組2、飛輪功用：用來貯存作功行程的能量。飛輪是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要進(jìn)行精確地平衡校準(zhǔn)，平衡性能要好，達(dá)到靜平衡和動(dòng)平衡。

飛輪與曲軸在制造時(shí)一起進(jìn)行過動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，在拆裝時(shí)為了不