-曲柄連桿機構(gòu)課件

第三章曲柄連桿機構(gòu)

曲柄連桿機構(gòu)的功用是將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能，再經(jīng)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。其主要零件可以分為三組，機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。1精選完整ppt課件第三章曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)的功用是第一節(jié)受力分析

曲柄連桿機構(gòu)所受的力主要有氣體力Fg

，運動質(zhì)量慣性力（往復(fù)慣性力Fj

，旋轉(zhuǎn)慣性力Fk

）和摩擦力。原動力振動2精選完整ppt課件第一節(jié)受力分析曲柄連桿機構(gòu)所受的力主壓縮行程作功行程AB問題氣缸磨損是否均勻3精選完整ppt課件壓縮行程AB問題3精選完整ppt課件第二節(jié)機體組

機體組由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸墊等組成。機體組構(gòu)成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)。

4精選完整ppt課件第二節(jié)機體組機體組由氣缸體、曲軸箱、油

機體組的結(jié)構(gòu)形式受發(fā)動機冷卻方式的影響。水冷發(fā)動機有水套，讓冷卻液在氣缸體與氣缸蓋的水套中循環(huán)進行冷卻；風(fēng)冷發(fā)動機有散熱片，利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣進行冷卻。5精選完整ppt課件機體組的結(jié)構(gòu)形式受發(fā)動機冷卻方式的影響。水冷發(fā)

水冷發(fā)動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體—曲軸箱，簡稱為氣缸體或機體。氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。一、氣缸體6精選完整ppt課件水冷發(fā)動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣

風(fēng)冷發(fā)動機幾乎無一例外地將氣缸體與曲軸箱分別鑄制，而且為便于散熱，每個氣缸的缸體均單獨鑄出。7精選完整ppt課件風(fēng)冷發(fā)動機幾乎無一例外地將氣缸體與曲軸箱分別鑄

(1)直列式：各個氣缸排成一列，垂直布置（少數(shù)傾斜）。結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大，多用于六缸以下發(fā)動機。

(2)V型：兩列氣缸的夾角＜180°，縮短了機體長度和高度，加大了發(fā)動機寬度，增加了剛度，但形狀較復(fù)雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動機。

(3)對置式：左右兩列氣缸在同一水平面上，它的特點是高度小，重心低，總體布置方便，有利于風(fēng)冷。

現(xiàn)代汽車基本上都采用多缸發(fā)動機，其氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動機外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點，對機體的剛度和強度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置。氣缸的排列形式有直列式，V型和對置式三種。

8精選完整ppt課件(1)直列式：各個氣缸排成一列，垂直布置（

曲軸箱的結(jié)構(gòu)型式直接影響到機體的強度和剛度，通常分為平底式、龍門式和隧道式三種類形。

(1)平底式：主軸承座孔中心線位于曲軸箱分開面上，優(yōu)點是機體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，加工方便；缺點是剛度和強度較差。

(2)龍門式：主軸承座孔中心線高于曲軸箱分開面，優(yōu)點是彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都好，能承受較大的機械負荷；缺點是工藝性較差，加工較困難。

(3)隧道式：主軸承座孔不分開，采用滾動軸承，主要優(yōu)點是主軸承孔的同軸度好，剛度和強度大，缺點是曲軸拆裝不方便。成本壽命氣缸壁9精選完整ppt課件曲軸箱的結(jié)構(gòu)型式直接影響到機體的強度和剛度，通

氣缸內(nèi)表面因高溫、高壓的燃氣作用和活塞的高速運動而極易磨損。除采用合金鑄鐵缸體直接鏜出氣缸外，也可在鋁合金缸體內(nèi)表面鍍多孔鉻，或在價廉灰鑄鐵或輕質(zhì)鋁合金缸體內(nèi)鑲嵌合金鑄鐵制成的氣缸套。氣缸套分為干式和濕式兩種。氣缸套10精選完整ppt課件氣缸內(nèi)表面因高溫、高壓的燃氣作用和活塞的高速

干氣缸套的外壁不直接與冷卻水接觸，壁較薄，一般為1～3mm。優(yōu)點是機體剛度大，加工簡單，缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，易局部變形。

濕氣缸套的外壁直接與冷卻水接觸，壁較厚，一般為5～8mm。它散熱良好，冷卻均勻，鑄造方便，但機體剛度差，易漏水。氣缸套氣缸套氣缸體氣缸體水套水套凸緣橡膠密封圈11精選完整ppt課件干氣缸套的外壁不直接與冷卻水接觸，壁較薄，一般二、氣缸蓋

氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室，一般采用灰鑄鐵或鋁合金鑄成，分為整體式、分塊式和單體式。水冷發(fā)動機的氣缸蓋上有水套、燃燒室、進排氣門道、氣門導(dǎo)管孔和進排氣門座、火花塞孔或噴油器孔。12精選完整ppt課件二、氣缸蓋氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密

汽油機燃燒室由活塞頂部、氣缸壁和氣缸蓋低部構(gòu)成，其形狀主要取決于氣缸蓋下方的凹陷空間，基本要求是結(jié)構(gòu)緊湊、面容比小，進氣阻力小，能產(chǎn)生進氣渦流。常見的形式有，楔形、浴盆形、半球形、多球形、篷形。13精選完整ppt課件汽油機燃燒室由活塞頂部、氣缸壁和氣缸蓋低部構(gòu)要求（1）強度足夠，不會沖破；（2）耐熱性好，不會燒壞；（3）彈性好，能補償不平度；（4）拆裝性好，壽命長。三、氣缸襯墊

氣缸襯墊（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之間的密封，防止漏氣，漏水和漏油。按材料分為金屬-石棉襯墊、金屬-復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊。氣缸襯墊機體氣缸蓋14精選完整ppt課件要求三、氣缸襯墊氣缸襯墊（氣缸墊）裝在氣缸蓋包邊鋼板芯復(fù)合材料金屬-石棉襯墊全金屬襯墊金屬-復(fù)合材料襯墊基體15精選完整ppt課件包邊鋼板芯復(fù)合材料金屬-石棉襯墊全金屬襯墊金屬-復(fù)合材料襯墊

油底殼來貯存機油，封閉氣缸體下部，一般用薄鋼板沖壓而成。殼內(nèi)裝有擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。底部裝有磁性放油螺塞，以吸附潤滑油中的金屬屑，在與機體的接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?。四、油底殼密封墊油底殼磁性放油螺塞16精選完整ppt課件油底殼來貯存機油，封閉氣缸體下部，一般用薄鋼板沖

發(fā)動機通過氣缸體和飛輪殼或變速器殼上的支撐，安裝于車架上。支點處用橡皮墊吸收振動，消除車架扭轉(zhuǎn)變形的影響，減少振動的傳播。一般有三點式和四點式支撐。五、發(fā)動機的支撐17精選完整ppt課件發(fā)動機通過氣缸體和飛輪殼或變速器殼上的支撐，安第三節(jié)活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿蓋、連桿螺栓、連桿軸瓦等組成。軸瓦18精選完整ppt課件第三節(jié)活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞一、活塞

活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分?；钊诟邷?、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作，一般都采用高強度鋁合金，質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，但熱膨脹系數(shù)大。19精選完整ppt課件一、活塞活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷傳

活塞一般視為由頂部、頭部和裙部三部分構(gòu)成。頂部是燃燒室的組成部分，用來承受氣體壓力；頭部指活塞頂至油環(huán)槽下端面之間的部分，用于安裝活塞環(huán)；裙部指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，為活塞運動導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。20精選完整ppt課件活塞一般視為由頂部、頭部和裙部三部分構(gòu)成。頂

活塞裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。所謂側(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?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。拖鞋式半拖鞋式21精選完整ppt課件活塞裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。

發(fā)動機工作時，活塞在側(cè)向力和氣體力的作用下發(fā)生機械變形，受熱膨脹時則發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果都會使裙部的形狀和尺寸發(fā)生變化。變形規(guī)律

裙部周向近似橢圓形變化，長軸沿銷座孔軸線方向。結(jié)構(gòu)措施

活塞橫斷面制成橢圓形，長軸垂直于銷座孔軸線方向22精選完整ppt課件發(fā)動機工作時，活塞在側(cè)向力和氣體力的作用下發(fā)生

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圓錐形或桶形。

為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽，為了補償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。23精選完整ppt課件活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上

活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分，裝于活塞頭部環(huán)槽中，自由狀態(tài)下外徑尺寸比氣缸內(nèi)徑大，在張力作用下與氣缸壁緊密接觸。材料為優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵或鋼帶。二、活塞環(huán)24精選完整ppt課件活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分，裝1、氣環(huán)

氣環(huán)的功用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走。

氣環(huán)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，作用在環(huán)背的氣體壓力又大大加強了第一密封面的密封作用。25精選完整ppt課件1、氣環(huán)氣環(huán)的功用是保證氣缸與活塞間的密封性，

氣環(huán)的唯一漏氣通道是活塞環(huán)的開口端隙。如果幾道活塞環(huán)的開口相互錯開，那么就形成了迷宮式漏氣通道。由于側(cè)隙、徑向間隙和端隙都很小，氣體在通道內(nèi)的流動阻力很大，致使氣體壓力迅速下降，最后漏入曲軸箱內(nèi)的氣體就很少了，一般僅為進氣量的0.2％～1.0％。26精選完整ppt課件氣環(huán)的唯一漏氣通道是活塞環(huán)的開口端隙。如果幾道活塞環(huán)

氣環(huán)的斷面形狀多種多樣，其中矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，傳熱面積大，制造方便，應(yīng)用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復(fù)運動時，會把氣缸壁面上的機油不斷送入氣缸中。這種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的泵油作用”。

活塞下行時，由于環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力及環(huán)的慣性，環(huán)被壓靠在環(huán)槽的上端面上，氣缸壁面上的油被刮入下邊側(cè)隙和徑向間隙；活塞上行時，環(huán)又被壓靠在環(huán)槽的下端面。結(jié)果第一道環(huán)背隙里的機油就進入燃燒室.27精選完整ppt課件氣環(huán)的斷面形狀多種多樣，其中矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，傳熱2、油環(huán)

油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時刮除氣缸壁上多余的機油，上行時在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機油竄入氣缸燃燒掉，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。油環(huán)有槽孔式、槽孔撐簧式和鋼帶組合式三種類型。

槽孔式油環(huán)：環(huán)的外圓面上加工出環(huán)形集油槽，形成上下兩道刮油唇，在集油槽底加工有回油孔。由上下刮油唇刮下來的機油經(jīng)回油孔和活塞上的回油孔流回油底殼。這種油環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低。28精選完整ppt課件2、油環(huán)油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時刮除氣缸

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。

鋼帶組合油環(huán)：其結(jié)構(gòu)形式很多，圖示的鋼帶組合油環(huán)由上、下刮片和軌形撐簧組合而成。撐簧不僅使刮片與氣缸壁貼緊，而且還使刮片與環(huán)槽側(cè)面貼緊。這種組合油環(huán)的優(yōu)點是接觸壓力大，既可增強刮油能力，又能防止上竄機油。另外，上下刮片能單獨動作，因此對氣缸失圓和活塞變形的適應(yīng)能力強。但鋼帶組合油環(huán)需用優(yōu)質(zhì)鋼制造，成本高。29精選完整ppt課件槽孔撐簧式油環(huán)：在槽孔式油環(huán)的內(nèi)圓面加裝撐簧三、活塞銷

活塞銷是用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體，用來連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿或相反，承受周期性沖擊載荷。彎矩中部最大

活塞銷的內(nèi)孔有三種形狀：圓柱形、兩段截錐形、組合形。圓柱形孔結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但質(zhì)量較大；兩段截錐形接近等強度梁，但孔的加工較復(fù)雜；組合形孔的結(jié)構(gòu)介于二者之間。

30精選完整ppt課件三、活塞銷活塞銷是用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚

活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接配合有兩種，即全浮式和半浮式。全浮式的特點是在發(fā)動機正常工作溫度下，活塞銷在連桿小頭孔和活塞銷座孔中都能自由轉(zhuǎn)動。半浮式的特點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，而和連桿小頭沒有相對運動。檔圈31精選完整ppt課件活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接配合有兩四、連桿

連桿的功用是連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。連桿承受壓縮、拉伸、彎曲等交變載荷，一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼鍛制。連桿32精選完整ppt課件四、連桿連桿的功用是連接活塞與曲軸，并把活塞承

連桿由小頭，桿身和大頭（包括連桿蓋）三個部分構(gòu)成。連桿小頭用來安裝活塞銷，以連接活塞。連桿桿身常做成“工”字形斷面，抗彎強度好，重量輕。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，有整體式和分開式兩種，一般都采用分開式。

1-小頭；2-桿身；3-大頭；4、9-裝配記號（朝前）；5-螺母；6-連桿蓋；7-連桿螺栓；8-軸瓦；10-連桿體；11-襯套；12-集油孔

油道集油孔33精選完整ppt課件連桿由小頭，桿身和大頭（包括連桿蓋）三個部分構(gòu)成配對

切口的形式有平切口和斜切口兩種。汽油機多采用平切口連桿，結(jié)合面與連桿桿身軸線垂直，柴油機多采用斜切口連桿，結(jié)合面與連桿桿身軸線成30～60°夾角。34精選完整ppt課件配對切口的形式有平切口和斜切口兩種。汽油機多采

為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內(nèi)裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金層。

對全浮式活塞銷，由于工作時小頭孔與活塞銷之間有相對運動，所以常常在連桿小頭孔中壓入減磨的青銅襯套。35精選完整ppt課件為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭主副連桿叉形連桿

V型發(fā)動機左右兩側(cè)對應(yīng)兩個氣缸的連桿裝在曲軸的一個連桿軸頸上，根據(jù)安裝形式為并列連桿、主副連桿和叉形連桿。并列連桿銷軸36精選完整ppt課件主副連桿叉形連桿V型發(fā)動機左右兩側(cè)對應(yīng)兩個氣第四節(jié)曲軸飛輪組

曲軸飛輪組由曲軸、飛輪、皮帶輪、正時齒輪（或鏈輪）、起動爪、滑動軸承等組成，部分還裝有曲軸扭轉(zhuǎn)減振器。37精選完整ppt課件第四節(jié)曲軸飛輪組曲軸飛輪組由曲軸、飛輪一、曲軸

曲軸的功用是把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵?，同時驅(qū)動配氣機構(gòu)及其它附屬裝置。曲軸承受強大的沖擊載荷高速運轉(zhuǎn)，大多采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金碳鋼，也有的采用球墨鑄鐵，分為整體式和組合式。

曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個連桿軸頸、左右二個曲柄臂和二個主軸頸組成一個單元曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)（直列式發(fā)動機）；V型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。38精選完整ppt課件一、曲軸曲軸的功用是把活塞連桿組傳來的氣體壓

主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動機氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。

曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個，即每一個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸者，稱為全支承曲軸；曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等者稱為非全支承曲軸。前者的強度和剛度都比較好，并且減輕了主軸承載荷，后者縮短了曲軸的總長度。39精選完整ppt課件主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的

隨著發(fā)動機的不斷強化，機件所承受的機械負荷越來越大，必須增強主軸承的支撐剛度，以保證曲軸不發(fā)生彎曲變形。為此，在許多歐洲汽車上采用一種“梯形梁”結(jié)構(gòu)，即把各主軸承蓋鑄成一個整體，形如梯子，可以顯著增加主軸承剛度。40精選完整ppt課件隨著發(fā)動機的不斷強化，機件所承受的機械負荷越來41精選完整ppt課件41精選完整ppt課件

由單元曲拐組合裝配而成的曲軸為組合式曲軸。組合式曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝不便，但單元曲拐在使用中損壞可以更換，而不必將整根曲軸報廢。隧道式42精選完整ppt課件由單元曲拐組合裝配而成的曲軸為組合式曲軸