曲柄連桿機(jī)構(gòu)3

第二章

曲柄連桿機(jī)構(gòu)2/5/20231第一節(jié)概述一、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

2/5/20232二、組成：1、機(jī)體組：氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊---不動(dòng)件2/5/202332、活塞連桿組：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)和連桿------運(yùn)動(dòng)件2/5/202343、曲軸飛輪組：曲軸、飛輪 減振器2/5/20235三、受力分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有:1)氣壓力P；2)往復(fù)慣性力Pj；3)旋轉(zhuǎn)離心力Pc；4)摩擦力F。PPjPCF2/5/202361）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(2)壓縮行程：側(cè)壓力NP向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，右側(cè)磨損嚴(yán)重NPPSPRPTP2/5/202372、

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。Pj2/5/202383、離心慣性力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。Pc2/5/202394、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。F2/5/202310第二節(jié)機(jī)體組機(jī)體組由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊組成。2/5/2023111、

構(gòu)造氣缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒就是氣缸，氣缸外面制有水套以散熱。曲軸箱上有主軸承座孔，還有主油道和分油道。

2/5/2023122、

氣缸的排列形式（1）直列式：多用于六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）V型式：它縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度和高度，多用于八缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)。（3）對(duì)置式：是V型的特殊形式。2/5/2023133、

曲軸箱的型式(1)平分式

定義：主軸承座孔中心線位于曲軸箱分開(kāi)面上。

特點(diǎn)：剛度小，前后端呈半圓形，與油底殼接合面的密封較困難。

應(yīng)用：中小型發(fā)動(dòng)機(jī)。

2/5/202314（2）

龍門(mén)式定義：主軸承座孔中心線高于曲軸箱分開(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)。

2/5/202315（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)。

2/5/202316二、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。

2/5/2023172.型式（1）干式缸套1-3mm

定義：其外表面不直接與冷卻水接觸。特點(diǎn)：1)壁厚較?。?mm～3mm）；

2)與缸體承孔過(guò)盈配合；

3)不易漏水漏氣。

1~3mm三、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。2/5/202318（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)易穴蝕。5~9mm0.05~0.15mm2/5/202319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。0.05~0.15mmAB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。0.05~0.15mm2/5/2023201）下部：1～3個(gè)耐熱耐油的橡膠密封圈。2/5/202321四、氣缸蓋1、結(jié)構(gòu)：氣缸蓋上有冷卻水套、燃燒室、進(jìn)排氣門(mén)道、氣門(mén)導(dǎo)管孔和進(jìn)排氣門(mén)座、火花塞孔（汽油機(jī)）或噴油器座孔。

2/5/202322（二）汽油機(jī)燃燒室1、對(duì)燃燒室基本要求：1）面容比要小；2）結(jié)構(gòu)緊湊；3）能產(chǎn)生一定的渦流運(yùn)動(dòng)；4）充氣效率高；5）表面光滑2、燃燒室類(lèi)型：1）楔形；2）半球形；3）碗形；４）盆形；５）蓬形楔形燃燒室盆形燃燒室碗形燃燒室蓬形燃燒室半球形燃燒室2/5/2023232、汽油機(jī)燃燒室（1）盆形燃燒室特點(diǎn):1）氣門(mén)平行于氣缸軸線；

2）有擠氣—冷激面，可形成擠氣渦流；

3）盆的形狀狹窄，氣門(mén)尺寸受限，換氣質(zhì)量較差，燃燒速度較低，CO和HC排放較高而NO的排放較低。2/5/202324（2）楔形燃燒室：其特點(diǎn)為1）氣門(mén)斜置，氣流導(dǎo)流較好，充氣效率高；2）有擠氣—冷激面，可形成擠氣渦流；3)燃燒速度較快，CO和HC排放較低而NO的排放稍高。

2/5/202325（3）半球形燃燒室：其特點(diǎn)為

1)氣門(mén)成橫向V型排列，因此氣門(mén)頭部直徑可以做得較大，換氣好；

2)火花塞位于燃燒室的中部火焰行程短，燃燒速度最高，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。是高速發(fā)動(dòng)機(jī)常用的燃燒室；

3)CO和HC排放最少，而NO的排放較高。

2/5/202326五、氣缸墊1.作用：保證氣缸體與氣缸蓋間的密封，防止漏水、漏氣。2/5/2023272.構(gòu)造（圖2—14）(1)金屬—石棉墊：（見(jiàn)a、b）外包銅皮和鋼片，且在缸口、水孔、油道口周?chē)磉吋訌?qiáng)，內(nèi)填石棉（常摻入銅屑或鋼絲，以加強(qiáng)導(dǎo)熱）。（2）金屬骨架—石棉墊：以編織的鋼絲網(wǎng)（圖c）或有孔鋼板（圖d）為骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口處用金屬片包邊。2/5/202328純金屬墊：（見(jiàn)圖e）由單層或多層金屬片（銅、鋁或低碳鋼）制成，用于某些強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。

2/5/202329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。

2/5/202330組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿、連桿軸承。

第三節(jié)活塞連桿組

2/5/202331一、活塞（一）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)。

2/5/202332（二）材料：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞廣泛采用鋁合金。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。

2/5/202333（三）組成根據(jù)其作用，活塞可分為頂部、環(huán)槽部、裙部和活塞銷(xiāo)座四部分。銷(xiāo)座2/5/2023341、頂部：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：（1）平頂：受熱面積小，廣泛采用。（2）凸頂：與半球形燃燒室配用。（3）凹頂：高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣門(mén)，也可用凹坑的深度來(lái)調(diào)整壓縮比。

2/5/2023352、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，用以安裝卡環(huán)。

2/5/202336第四節(jié)：曲軸飛輪組一、曲軸組成：曲軸、飛輪、正時(shí)齒輪、皮帶輪、扭轉(zhuǎn)減振器（一）功用

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；還驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置（二）工作條件及要求1）承受周期變化的氣體壓力、往復(fù)慣性力和離心力；2）在周期載荷下，引起扭轉(zhuǎn)和彎曲振動(dòng)而產(chǎn)生附加應(yīng)力；3）轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不斷變化,軸頸處不易形成良好油膜；

4）緊急制動(dòng)等情況下,曲軸會(huì)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。2/5/202337要求:細(xì)長(zhǎng)件曲軸工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生彎曲變形、疲勞破壞和軸頸磨損，因此要有足夠的剛度、強(qiáng)度和一定的耐磨性，并需要很好的平衡。（三）材料

曲軸要求用強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性較高的材料制造，一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼鍛制，主軸頸和曲柄銷(xiāo)表面上——高頻淬火或氮化處理——精磨；（四）構(gòu)造分整體式和組合式兩種：組成：前端軸、主軸頸、曲柄銷(xiāo)、曲柄、平衡重、后端軸曲拐：曲柄銷(xiāo)和它兩端的曲柄及主軸頸構(gòu)成一個(gè)曲拐。2/5/202338（一）功用貯存作功行程能量，用以在其它行程中克服阻力完成發(fā)動(dòng)機(jī)工作循