《汽車構造曲柄連桿機構實用教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《汽車構造曲柄連桿機構實用教案（87頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022-4-12第1頁第一節(jié) 概述(i sh) 曲柄連桿機構的功用，是把燃氣作用在活塞頂上的力轉變?yōu)榍S的轉矩，以向工作機械輸出機械能。 曲柄連桿機構的主要零件可以(ky)分成三組：機體組、活塞連桿以及曲軸飛輪組。 曲柄連桿機構的工作條件的特點是高溫、高壓、高速和化學腐蝕。 曲柄連桿機構在高壓下作變速運動，因此它在工作中的受力情況很復雜，其中有氣體作用力、運動質量慣性力、摩擦力以及外界阻力等。 第1頁/共87頁第一頁，共87頁。2022-4-12第2頁對曲柄(qbng)連桿機構進行受力分析1.氣體作用力2.往復慣性力與離心力3.摩擦力（摩擦力主要取決于運動零件的制造質量與潤滑情況，其數值(s

2、hz)相對較小，在對機構進行受力分析時可忽略。）第2頁/共87頁第二頁，共87頁。2022-4-12第3頁氣體(qt)作用力 在每個工作循環(huán)的四個行程中，氣體壓力始終存在。但由于進氣、排氣兩行程中氣體壓力較小，對機件影響不大，故這里(zhl)主要研究作功和壓縮行程中的氣體作用力。第3頁/共87頁第三頁，共87頁。2022-4-12第4頁第二節(jié) 機體( jt)組 一、氣缸(q n)體 二、氣缸(q n)蓋與氣缸(q n)襯墊 三、油底殼 四、發(fā)動機的支承第4頁/共87頁第四頁，共87頁。2022-4-12第5頁一、氣缸(q n)體第5頁/共87頁第五頁，共87頁。2022-4-12第6頁 氣缸工

3、作表面必須耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。 為了滿足以上要求，一般可以從氣缸的材料、加工(ji gng)精度和結構等方面來采取措施。 為了保證氣缸表面能在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋隨時加以冷卻。第6頁/共87頁第六頁，共87頁。2022-4-12第7頁多缸發(fā)動機的氣缸排列(pili)形式 對于多缸發(fā)動機，氣缸(q n)的排列形式決定了發(fā)動機外形結構，對于發(fā)動機氣缸(q n)體的剛度和強度也有影響，并關系到汽車總體布置情況。第7頁/共87頁第七頁，共87頁。2022-4-12第8頁第8頁/共87頁第八頁，共87頁。2022-4-12第9頁 氣缸套有干式和濕式兩種，如圖2-9所示。 干缸套（圖2-

4、9 bc）不直接與冷卻水接觸，壁厚一般為13mm。 濕缸套（圖2-9 dh）則與冷卻水直接接觸，壁厚一般為59mm。 濕缸套的優(yōu)點是在氣缸體上沒有密閉的水套，鑄造方便，容易拆卸更換，冷卻效果也較好；其缺點是氣缸體的剛度差，易于漏氣、漏水。濕缸套廣泛應用于汽車柴油機上。 在某些負荷比較小，缸徑又不大的柴油機中，為使結構緊湊，可以(ky)不另外安裝氣缸套，而是直接在氣缸體上加工出氣缸內壁。氣缸套第9頁/共87頁第九頁，共87頁。2022-4-12第10頁二、氣缸(q n)蓋與氣缸(q n)襯墊 氣缸蓋 氣缸蓋的主要功用是密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起(yq)(yq)形成燃燒室。 氣缸襯墊

5、氣缸蓋與氣缸體之間置有氣缸蓋襯墊，以保證燃燒室的密封 。 它們(t men)的優(yōu)缺點是什么呢？第10頁/共87頁第十頁，共87頁。2022-4-12第11頁氣缸蓋的材料(cilio) 氣缸蓋由于形狀復雜，一般都采用(ciyng)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，有的汽油機氣缸蓋用鋁合金鑄造，因鋁的導熱性比鑄鐵好，有利于提高壓縮比。鋁合金蓋的缺點是剛度低，使用中容易變形。 CA6102型發(fā)動機采用(ciyng)銅鉬低合金鑄鐵鑄造的整體式氣缸蓋。 汽油機的燃燒室是由活塞頂部及缸蓋上相應的凹部空間組成。燃燒室形狀(xngzhun)對發(fā)動機的工作影響很大。（柴油機燃燒室將在“柴油機供給系”一章中討論。）對燃燒室的

6、基本要求汽油機常用燃燒室形狀(xngzhun)的分類汽油機的燃燒室第11頁/共87頁第十一頁，共87頁。2022-4-12第12頁對燃燒室的基本( jbn)要求1. 結構盡可能緊湊，表面積要小，以減少熱量損失及縮短火焰行程；2. 要使混合氣在壓縮終了(zhnglio)時具有一定的渦流運動，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時和充分的燃燒。第12頁/共87頁第十二頁，共87頁。2022-4-12第13頁汽油機燃燒室的形狀(xngzhun)第13頁/共87頁第十三頁，共87頁。2022-4-12第14頁氣缸蓋襯墊的構造(guzo) 目前應用較多的是金屬石棉襯墊，如圖2-12a、b所示。石棉之間

7、加有金屬絲或金屬屑，而外覆銅皮或鋼皮。水孔和燃燒室孔周圍另用鑲邊增強，以防被高溫燃氣燒壞。這種襯墊壓緊厚度為1.22mm，有很好的彈性和耐熱性，能重復使用，但厚度和質量的均一性較差。安裝氣缸襯墊時，應注意把光滑的一面朝氣缸體，否則容易被氣體沖壞。有的發(fā)動機還采用在石棉中心用編織的鋼絲網（圖2-12c）或有孔鋼板（沖有帶毛刺小孔的鋼板）（圖2-12d）為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸蓋襯墊。近年來，國內還正在試驗采用膨脹石墨作為襯墊的材料。很多強化的汽車發(fā)動機采用實心的金屬片作為氣缸蓋襯墊（圖2-12e）。這種氣缸墊由單塊光整冷軋的低碳鋼板制成，在需要密封的氣缸孔和水孔、油孔周圍沖壓出一

8、定高度的凸紋，利用凸紋的彈性變形來實現(xiàn)密封。 解放CA1091型汽車6102型發(fā)動機的氣缸墊，就采用了這種較先進的加強型無石棉氣缸墊，其結構( jigu)如圖2-12f所示，在氣缸口密封部位采用五層薄鋼板組成，并設計成圓形，沒有石棉夾層，從而消除了氣囊的產生，也減少了工業(yè)污染。在油孔和水孔周圍均包有鋼護圈以提高密封性。第14頁/共87頁第十四頁，共87頁。2022-4-12第15頁氣缸蓋襯墊應滿足的要求：（1）在高溫、高壓燃氣作用下有足夠的強度，不易損壞。（2）耐熱和耐腐蝕，即在高溫、高壓燃氣下或有壓力的機油和冷卻水的作用下不燒損、不變質(bin zh)。（3）具有一定彈性，能補償結合面的不平

9、度，以保證密封。（4）拆裝方便，能重復使用，壽命長。 氣缸蓋用螺栓固緊在氣缸體上。擰緊螺栓時，必須按由中央對稱地向四周擴展的順序分幾次進行。最后一次要用扭力扳手按工序規(guī)定的擰緊力矩值擰緊，以免損壞氣缸墊和發(fā)生漏水現(xiàn)象(xinxing)。如果氣缸蓋由鋁合金制成，則最后必須在發(fā)動機冷的狀態(tài)下擰緊，這樣熱起來時會增加密封的可靠性，因為鋁氣缸蓋的膨脹比鋼螺栓的大；鑄鐵氣缸蓋則可以在發(fā)動機熱態(tài)時最后擰緊。第15頁/共87頁第十五頁，共87頁。2022-4-12第16頁第16頁/共87頁第十六頁，共87頁。2022-4-12第17頁三、油底殼 主要功用是貯存機油并封閉曲軸箱。油底殼受力很小。 其形狀決定于

10、發(fā)動機總體布置(bzh)和機油的容量。 散熱肋片。 后部較深。擋油板。 底部裝有放油塞。 有的放油塞是磁性的。第17頁/共87頁第十七頁，共87頁。2022-4-12第18頁四、發(fā)動機的支承(zh chn)第18頁/共87頁第十八頁，共87頁。2022-4-12第19頁第三節(jié) 活塞(husi)連桿組活塞活塞(husi)活塞活塞(husi)環(huán)環(huán)活塞活塞(husi)銷銷連桿連桿活塞活塞(husi)連桿連桿組的組成組的組成第19頁/共87頁第十九頁，共87頁。2022-4-12第20頁活塞(husi) 活塞的主要作用是承受氣缸中的氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(xunzhun)

11、。活塞頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室?；钊墓ぷ鳁l件活塞的材料活塞的基本構造第20頁/共87頁第二十頁，共87頁。2022-4-12第21頁第21頁/共87頁第二十一頁，共87頁。2022-4-12第22頁活塞(husi)頂部1. 1.平頂活塞平頂活塞優(yōu)點是吸熱面積小，制優(yōu)點是吸熱面積小，制造造(zhzo)(zhzo)工藝簡單工藝簡單 。汽油機活塞。汽油機活塞頂部多采用平頂。頂部多采用平頂。2.2.凹頂活塞凹頂活塞為了改善混合氣的形成為了改善混合氣的形成和燃燒，有些汽油機采用了凹頂活塞，和燃燒，有些汽油機采用了凹頂活塞，并且凹坑的大小還可以用來調節(jié)發(fā)動并且凹坑的大小還可以用來調節(jié)發(fā)動機的

12、壓縮比。二沖程汽油機常采用凸機的壓縮比。二沖程汽油機常采用凸頂活塞。柴油機的活塞頂部常常設有頂活塞。柴油機的活塞頂部常常設有各種各樣的凹坑，其具體形狀、位置、各種各樣的凹坑，其具體形狀、位置、大小都必須與柴油機混合氣的形成或大小都必須與柴油機混合氣的形成或與燃燒要求相適應。與燃燒要求相適應。第22頁/共87頁第二十二頁，共87頁。2022-4-12第23頁活塞(husi)裙部活塞的工作條件對裙部產生(chnshng)的影響采取的措施活塞銷座第23頁/共87頁第二十三頁，共87頁。2022-4-12第24頁 為了使活塞在正常工作溫度下與氣缸壁間保持比較均勻的間隙，以免在氣缸內卡死或引起局部磨損，

13、必須預先在冷態(tài)下把活塞加工成裙部斷面為長軸垂直于活塞銷方向(fngxing)的橢圓形。 為了減少銷座附近處的熱變形量，有的活塞將銷座附近的裙部外表面制成下陷 0.51.0mm。 為了使裙部適應活塞的溫度分布，并且裙部與承受側壓力的一邊的缸壁之間容易形成雙向“油楔”，使活塞無論向上或向下運動時，都能保證裙部有良好的潤滑及較高的承載能力，活塞裙部形狀可以做成變橢圓桶形。 為了減少鋁活塞裙部的熱膨脹量，有的汽油機活塞在活塞銷座中鑲鑄有 “恒范鋼片” 。柴油機的鑄鋁活塞的裙部有的鑲鑄筒形鋼片，還有的采用鑲鑄復式鋼片的結構。具體內容第24頁/共87頁第二十四頁，共87頁。2022-4-12第25頁 恒范

14、鋼片（含鎳33%36%，線膨脹系數約為鑄鋁合金的1/10），其熱膨脹系數低，將其鑲鑄在活塞(husi)銷座中以牽制裙部的熱膨脹，如圖所示。第25頁/共87頁第二十五頁，共87頁。2022-4-12第26頁 柴油機的鑄鋁活塞的裙部有的鑲鑄筒形鋼片，還有的采用鑲復式鋼片的結構，此種結構在裙部上方受膨脹側壓力的那一面鑲入兩片比較短的弓形鋼片1，在銷座位置鑄入相應于裙部圓周形狀的筒形鋼片2。兩部分鋼片的聯(lián)合作用，保證(bozhng)了整個裙部的膨脹量很小而且很均勻。第26頁/共87頁第二十六頁，共87頁。2022-4-12第27頁油冷活塞(husi) 右圖a，是利用經過連桿桿身輸送到小頭的機油噴到活塞

15、頂部底面進行( jnxng)冷卻（稱為“振蕩冷卻”）； 右圖b，是在活塞頂部材料內用失蠟鑄造法鑄出蛇形管，利用安裝在機體上的噴油嘴對蛇形管的一端噴入機油的方法，來帶走活塞頂的大部分熱量。溫度升高的機油，從蛇形管的另一端流出。第27頁/共87頁第二十七頁，共87頁。2022-4-12第28頁 這種結構不僅質量輕，而且裙部具有較大的彈性，可使裙部與氣缸(q n)裝配間隙減小很多，也不會卡死。托板式(bnsh)裙部活塞(husi)銷座第28頁/共87頁第二十八頁，共87頁。2022-4-12第29頁可使活塞較平穩(wěn)的從壓向氣缸的一面過渡另一面，而且(r qi)過渡時刻早于達到最高燃燒壓力的時刻，可以減

16、輕活塞“敲缸”，減小噪聲，改善發(fā)動機工作的平順性。有些高速(o s)汽油機活塞銷孔中心線偏離活塞中心線平面第29頁/共87頁第二十九頁，共87頁。2022-4-12第30頁活塞環(huán) 活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種： 氣環(huán)用來保證活塞與氣缸壁間的密封(mfng)，防止氣缸中的高溫、高壓燃氣大量漏入曲軸箱，同時還將活塞頂部分的大部分熱量傳導到氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。 油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的機油，并在氣缸壁面涂上一層均勻的機油膜，這樣既可以防止機油竄入氣缸燃燒，又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環(huán)也起到封氣的輔助作用。第30頁/共87頁第三十頁，共87頁。2022-4-12第3

17、1頁活塞環(huán)的工作(gngzu)條件 在高溫、高壓、高速以及潤滑困難的條件下工作的活塞環(huán)，是發(fā)動機所有(suyu)零件中工作壽命最短的。當活塞環(huán)磨損到失效時，將出現(xiàn)發(fā)動機起動困難，功率不足，曲軸箱壓力升高，機油消耗增大，排氣冒藍煙，燃燒室、活塞等表面嚴重積碳等不良狀況?；钊h(huán)的材料(cilio)目前廣泛應用：合金鑄鐵（在優(yōu)質灰鑄鐵中加入少量銅、鉻、鉬等合金元素）。第一道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻。多孔性鉻層硬度高，并能貯存少量機油，以改善潤滑條件，使環(huán)的使用壽命提高23倍。其余氣環(huán)一般鍍錫或磷化，以改善磨合性能?？捎脟娿f來提高活塞環(huán)的耐磨性。在高速強化的柴油機上，還可以采用鋼片環(huán)來提高彈力

18、和沖擊韌度。用粉末冶金的金屬陶瓷和聚四氟乙烯制造的活塞環(huán)，在國外獲得試用。第31頁/共87頁第三十一頁，共87頁。2022-4-12第32頁活塞環(huán)第32頁/共87頁第三十二頁，共87頁。2022-4-12第33頁氣環(huán) 氣環(huán)所起的密封和導熱兩大作用，密封是主要的。 活塞環(huán)有一個切口，且在自由狀態(tài)下不是圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸(q n)的內徑大些。 為數很少的幾道切口相互錯開的氣環(huán)所構成的“迷宮式”封氣裝置。 通常在保證密封的前提下，應該盡可能減少環(huán)數。 第33頁/共87頁第三十三頁，共87頁。2022-4-12第34頁氣環(huán)的切口(qi ku) 氣缸內的燃氣漏入曲軸箱的主要通路是活塞環(huán)的切口，因此

19、，切口的形狀和裝入氣缸后的間隙( jin x)大小對于漏入曲軸箱的燃氣量有一定的影響，切口間隙( jin x)過大，則漏氣嚴重，使發(fā)動機功率減??；間隙( jin x)過小，活塞環(huán)受熱膨脹后就有可能卡死或折斷。切口間隙( jin x)值一般為0.250.8mm。第一道氣環(huán)的溫度最高，因而其切口間隙( jin x)值最大。a，直角形切口；b，階梯形切口；c，斜切口，容易(rngy)折損；d，二沖程發(fā)動機活塞環(huán)的帶防轉銷釘槽切口。第34頁/共87頁第三十四頁，共87頁。2022-4-12第35頁氣環(huán)的斷面(dun min)a是常用的矩形斷面，其工藝性和導熱效果較好；“氣環(huán)的泵油作用”。b是錐形環(huán)，可

20、以改善(gishn)環(huán)的磨合，這種環(huán)在氣缸內可向下刮油，而向上滑動時，由于斜面的油楔作用，可在油膜上浮起，減少磨損。c、d是非矩形斷面的扭曲環(huán) 。它可以防止活塞環(huán)在環(huán)槽內上下竄動而造成的泵油作用，同時增加了密封性。扭曲環(huán)還易于磨合，并有向下刮油的作用。e是梯形環(huán)。常用在熱負荷較高的柴油機上的第一環(huán)。f是桶面環(huán)。新型結構，目前廣泛地用在強化柴油機中第一環(huán)。圓弧面加工困難。第35頁/共87頁第三十五頁，共87頁。2022-4-12第36頁氣環(huán)的泵油作用(zuyng) 泵油原理 危害 竄入氣缸內的機油(jyu)(jyu)，會使燃燒室內形成積碳和增加機油(jyu)(jyu)消耗，并且還可能在環(huán)槽（尤其

21、是溫度較高的一道氣環(huán)槽）中形成積碳，使環(huán)被卡死在環(huán)槽中，失去密封作用，劃傷氣缸壁，甚至使環(huán)折斷。 消除的方法第36頁/共87頁第三十六頁，共87頁。2022-4-12第37頁消除(xioch)的方法 為了消除或減少有害的泵油作用，除在氣環(huán)的下面裝有油環(huán)外，廣泛采用非矩形斷面的扭曲環(huán) 。扭曲環(huán)目前在發(fā)動機上得到廣泛的應用。它在安裝時，必須(bx)注意環(huán)的斷面形狀和方向，應將其內圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。其作用原理詳見扭曲其作用原理詳見扭曲(ni q)(ni q)環(huán)環(huán) 部分部分第37頁/共87頁第三十七頁，共87頁。2022-4-12第38頁扭曲(ni q)環(huán) 扭曲環(huán)是在矩形環(huán)的內圓上邊

22、緣或外圓下邊緣切去一部分。將這種環(huán)隨同活塞裝入氣缸時，由于環(huán)的彈性內力不對稱作用而產生明顯的斷面傾斜，其作用原理(yunl)如圖所示。活塞環(huán)裝入氣缸后，其外側拉伸應力的合力 與內側壓縮應力的合力 之間有一力臂 ，于是產生了扭曲力矩 。它使環(huán)扭曲，從而使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下端面接觸，提高了表面接觸應力，防止了活塞環(huán)在環(huán)槽內上下竄動而造成的泵油作用，同時增加了密封性。扭曲環(huán)還易于磨合，并有向下刮油的作用。Me2F1F 為了(wi le)消除或減少有害的泵油作用，除在氣環(huán)的下面裝有油環(huán)外，廣泛采用非矩形斷面的扭曲環(huán) 。第38頁/共87頁第三十八頁，共87頁。2022-4-12第39頁油環(huán)（分為(fn

23、 wi)普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種）第39頁/共87頁第三十九頁，共87頁。2022-4-12第40頁普通(ptng)油環(huán) 普通(ptng)油環(huán)外圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多排油小孔或狹縫。油環(huán)的刮油作用如圖2-34所示。 油環(huán)上唇的上端面外緣，一般均有倒角，使油環(huán)向上運動能夠(nnggu)形成油膜。于是，積油可把油環(huán)推離氣缸壁，易于進入油環(huán)的切槽內。第40頁/共87頁第四十頁，共87頁。2022-4-12第41頁組合式油環(huán)的優(yōu)點(yudin)片環(huán)很薄，對氣缸壁的比壓大，因而刮油作用強；三個刮油鋼片是各自(gz)獨立的，故對氣缸適應性好；質量小；回油通路大。組合油環(huán)在高速發(fā)動機上得

24、到廣泛應用。其缺點是制造成本高。（片環(huán)的外表面必須鍍鉻，否則滑動性不好）第41頁/共87頁第四十一頁，共87頁。2022-4-12第42頁活塞(husi)銷 活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。 活塞銷一般用低碳鋼或低碳合金鋼制造，先進行表面滲碳處理以提高(t go)表面硬度，并保證心部有一定的沖擊韌度，然后進行精磨和拋光。第42頁/共87頁第四十二頁，共87頁。2022-4-12第43頁 活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接配合，一般多采用“全浮式”，即在發(fā)動機運轉(ynzhun)過程中，活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套孔內，還可以在銷座孔內緩慢的轉動，以使活塞

25、銷各部分的磨損比較均勻。當采用鋁活塞時，活塞銷座的熱膨脹量大與鋼活塞銷。為了保證高溫工作時有正常的工作間隙（0.010.02mm），在冷態(tài)裝配時活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合。裝配時，應先將鋁活塞放在溫度為7090的水或油中加熱，然后將銷裝入。為了防止銷的軸向竄動而刮傷氣缸壁，在活塞銷兩端用卡環(huán)嵌在銷座孔凹槽中加以軸向定位。第43頁/共87頁第四十三頁，共87頁。2022-4-12第44頁連桿(lin n) 連桿的功用和材料 連桿的工作條件 連桿的組成(z chn) 連桿的定位 連桿的分類第44頁/共87頁第四十四頁，共87頁。2022-4-12第45頁連桿(lin n)小頭 連桿小頭與活塞銷相

26、連。工作時，小頭與銷之間有相對轉動，因此小頭孔中一般(ybn)壓入減磨的青銅襯套。 為了潤滑活塞銷與襯套，在小頭和襯套上鉆出集油孔或銑出集油槽，用來收集發(fā)動機運轉時被激濺上來的機油，以便潤滑。 有的發(fā)動機連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內裝有縱向的壓力油通道。第45頁/共87頁第四十五頁，共87頁。2022-4-12第46頁連桿(lin n)大頭 連桿大頭與曲軸的曲柄銷相連，一般做成剖分式的，被分開的部分稱為(chn wi)連桿蓋，借特制的連桿螺栓 緊固在連桿大頭上。 連桿蓋與連桿大頭是組合鏜孔的，為了防止裝配時配對錯誤，在同一側刻有配對記號。大頭孔表面有很小的表面粗糙度值，以便與連桿軸瓦 緊

27、密貼合。 連桿大頭上還銑有連桿軸瓦的定位凹坑。有的連桿大頭連同軸瓦還鉆有11.5mm小油孔，從中噴出機油以加強配氣凸輪與氣缸壁的激濺潤滑。第46頁/共87頁第四十六頁，共87頁。2022-4-12第47頁第47頁/共87頁第四十七頁，共87頁。2022-4-12第48頁連桿(lin n)螺栓 連桿螺栓是一個承受交變載荷的重要零件，一般采用(ciyng)韌性較高的優(yōu)質合金鋼或優(yōu)質碳素鋼鍛制或冷鐓成形。連桿大頭在安裝時必須緊固可靠。連桿螺栓必須以工廠規(guī)定的擰緊力矩，分23次均勻的擰緊；還必須用防松膠（如樂泰243螺紋鎖固膠）或其它鎖緊裝置緊固，以防止工作時自動松動。連桿(lin n)的定位方法平切

28、口的連桿蓋與連桿的定位，是利用連桿螺栓上的精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分，與經過精加工的螺栓孔來保證的。斜切口連桿在工作中受到慣性力的拉伸，在切口方向有一個較大的橫向分力。因此在斜切口連桿上必須采用可靠的定位措施。斜切口連桿常用的定位方法有：第48頁/共87頁第四十八頁，共87頁。2022-4-12第49頁 1）止口定位（圖a） 優(yōu)點是工藝簡單，缺點是定位不大可靠。 2）套筒定位（圖b） 短套筒與連桿大頭有很高配合精度，工藝要求高，橫向尺寸加大。 3）鋸齒定位（圖c） 優(yōu)點是鋸齒接觸面積(min j)大，貼合緊密，定位可靠，結構緊湊。第49頁/共87頁第四十九頁，共87頁。2022-4-12第5

29、0頁連桿(lin n)軸瓦 安裝在連桿大頭孔中的連桿軸瓦是剖分成兩半(lin bn)的滑動軸承，軸瓦是在厚13mm的薄鋼背的內圓面上澆鑄0.30.7mm厚的減磨合金層(如巴氏合金、銅鉛合金、高錫鋁合金等)而成，如圖2-41所示。連桿軸瓦的背面應有很小的表面粗糙度值。半個軸瓦自由狀態(tài)下不是半圓形，當它們裝入連桿大頭孔內時，因有過盈，故能均勻的緊貼在大頭孔壁上，具有很好的承受載荷和導熱的能力。這樣可以提高其工作可靠性和延長使用壽命。第50頁/共87頁第五十頁，共87頁。2022-4-12第51頁V形發(fā)動機左右兩側對應兩氣缸的連桿是共同連接(linji)在一個曲柄銷上的第51頁/共87頁第五十一頁，

30、共87頁。2022-4-12第52頁第四節(jié) 曲軸(qzhu)飛輪組 曲軸飛輪組主要由曲軸和飛輪以及其它不同功用(gngyng)的零件和附件組成。第52頁/共87頁第五十二頁，共87頁。2022-4-12第53頁一、曲軸(qzhu)功用及工作條件組成分類材料結構(jigu)措施定位多缸發(fā)動機的發(fā)火次序第53頁/共87頁第五十三頁，共87頁。2022-4-12第54頁第54頁/共87頁第五十四頁，共87頁。2022-4-12第55頁曲軸(qzhu)的分類 按照曲軸的主軸(zhzhu)頸數，可以把曲軸分為： （1）全支承曲軸 在相鄰的兩個曲拐之間，都設置一個主軸(zhzhu)頸的曲軸，稱為全支承曲軸

31、； （2）非全支承曲軸 與全支承曲軸相對的即稱為非全支承曲軸；第55頁/共87頁第五十五頁，共87頁。2022-4-12第56頁 曲軸的曲拐數取決于氣缸的數目和排列方式，直列式發(fā)動機曲軸的曲拐數等于氣缸數；V形發(fā)動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。 因此(ync)，直列發(fā)動機的全支承曲軸，其主軸頸的總數（包括曲軸前端和后端的主軸頸）比氣缸數多一個；V形發(fā)動機的全支承曲軸，其主軸頸的總數比氣缸數的一半多一個。 全支承曲軸的優(yōu)點是可以(ky)提高曲軸的剛度和彎曲強度，并且可減輕主軸承的載荷。其缺點是曲軸的加工表面增多，主軸承增多，使機體加長。這兩種形式的曲軸均可用于汽油機，但柴油機多采用全支承曲軸，

32、這是因為其載荷較大的緣故。多缸發(fā)動機的曲軸一般做成整體式的。采用滾動軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動機，必須采用組合式曲軸，即將曲軸的各部分分段加工，然后在組合成整個曲軸。第56頁/共87頁第五十六頁，共87頁。2022-4-12第57頁柴油機的組合式曲軸-主軸承即為滾動軸承-隧道(sudo)式氣缸體第57頁/共87頁第五十七頁，共87頁。2022-4-12第58頁曲軸(qzhu)的材料 曲軸要求用強度、沖擊韌度和耐磨性都比較好的材料制造(zhzo)，一般采用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛。為了提高曲軸的耐磨性，其主軸頸和曲柄銷表面上均需高頻淬火或滲氮，再經過精磨，以達到高的精度和較小的表面粗糙度值。在一些強

33、化程度不高的發(fā)動機上，還采用高強度的稀土球墨鑄鐵鑄造曲軸。采取(ciq)的結構措施為了減小質量和離心力，不少曲柄銷做成空心的。為了平衡發(fā)動機不平衡的離心力和離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，加平衡重。曲軸前端曲軸前端裝有驅動配氣凸輪軸的定時齒輪，驅動風扇和水泵的帶輪以及止推片等。曲軸后端曲軸后端有安裝飛輪用的凸緣。第58頁/共87頁第五十八頁，共87頁。2022-4-12第59頁空心(kng xn)曲柄銷 曲柄銷不少做成空心，減小質量和離心力。從主軸承經曲柄孔道輸來的機油就貯存在此空腔中，曲柄銷與軸瓦上鉆有徑向孔與此油腔相同。有的結構中，在此小孔內插入一個吸油管，管口位于(wiy)油腔

34、的中心。這樣，當曲軸旋轉時，進入油腔的機油在離心力的作用下，將較重的雜質甩向油腔壁，油腔中心的清潔機油就經吸油管流到曲柄銷工作表面。為了防止吸油管堵塞，應按時清除雜質。第59頁/共87頁第五十九頁，共87頁。2022-4-12第60頁 有的發(fā)動機平衡重與曲軸是一體的，有的則單獨制造并用螺釘安裝在曲軸上。一般4缸發(fā)動機設置4塊平衡重，6缸發(fā)動機可設置4、6、8塊平衡重，甚至在所有曲柄(qbng)下均設有平衡重。 加平衡重會導致曲軸質量和材料消耗增加，鍛造工藝復雜。因此，曲軸是否加平衡重，要視具體情況而定。 雖然存在彎矩，但由于采用全支承，就不設平衡重；采用非全支承，曲軸剛度較差，為了減輕曲軸軸承

35、的負荷，也設置了平衡重。第60頁/共87頁第六十頁，共87頁。2022-4-12第61頁曲軸(qzhu)前端 曲軸前端裝有驅動配氣凸輪軸的定時(dn sh)齒輪4,驅動風扇和水泵的帶輪7以及止推片3等。為了防止機油沿曲軸頸外漏，在曲軸前端上有一個甩油盤5，壓配在齒輪室蓋上的油封6。第61頁/共87頁第六十一頁，共87頁。2022-4-12第62頁曲軸(qzhu)后端 曲軸后端有安裝飛輪的凸緣。為防止機油從曲軸后端漏出，通常在曲軸后端車回油螺紋或安裝其它封油裝置(zhungzh)。 回油螺紋可以是梯形的或矩形的，其螺旋的方向應為右旋。 因為機油本身帶有粘性，所以受到機體后蓋孔壁的磨擦阻力 。機油

36、在平行于螺紋的分力 的作用下，順著螺紋槽被推送向前，流回到油底殼。第62頁/共87頁第六十二頁，共87頁。2022-4-12第63頁曲軸(qzhu)的定位 發(fā)動機工作時，曲軸經常受到離合器施加于飛輪的軸向力作用而有軸向竄動的趨勢。曲軸竄動將破壞曲柄連桿機構各零件正確的相對位置，故必須用止推軸承(zhuchng)（一般是滑動軸承(zhuchng)）加以限制。而在曲軸受熱膨脹時，又應允許它能自由伸長，所以曲軸上只能有一處設置軸向定位裝置?；瑒又雇戚S承(zhuchng)的形式 滑動止推軸承的形式有兩種：翻邊軸瓦的翻邊部分；單制的具有減磨合金層的止推片。后者應用更為廣泛。第63頁/共87頁第六十三頁，

37、共87頁。2022-4-12第64頁幾種常用的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火(f hu)次序 曲軸的形狀和各曲拐的相對位置，取決于缸數、氣缸排列方式（單列或V形等）和發(fā)火次序。在安排多缸發(fā)動機的發(fā)火次序時，應注意使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能(knng)遠，以減輕主軸承的載荷，同時避免可能(knng)發(fā)生的進氣重疊現(xiàn)象（即相鄰兩缸進氣門同時開啟），以避免影響充氣；作功間隔應力求均勻，也就是說，在發(fā)動機完成一個工作循環(huán)的曲軸轉角內，每個氣缸都應發(fā)火作功一次，而且各缸發(fā)火的間隔時間（以曲軸轉角表示，稱為發(fā)火間隔角）應力求均勻。 對缸數為i的四沖程發(fā)動機而言，發(fā)火間隔角為720/i。即曲軸每轉720/i時，

38、就應有一缸作功，以保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)。第64頁/共87頁第六十四頁，共87頁。2022-4-12第65頁幾種常用的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火(f hu)次序 發(fā)火間隔角應為720/4=180。 4個曲拐布置在同一平面內。發(fā)火次序(cx)排列法，1-2-4-3或1-3-4-2。第65頁/共87頁第六十五頁，共87頁。2022-4-12第66頁幾種常用的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火(f hu)次序第66頁/共87頁第六十六頁，共87頁。2022-4-12第67頁幾種常用的多缸發(fā)動機的曲拐布置(bzh)和發(fā)火次序第67頁/共87頁第六十七頁，共87頁。2022-4-12第68頁幾種常用(chn yn)

39、的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火次序 發(fā)火間隔角應為720/6=120。 發(fā)火次序是：1-5-3-6-2-4，比較(bjio)普遍；另一種次序是：1-4-2-6-3-5。第68頁/共87頁第六十八頁，共87頁。2022-4-12第69頁幾種常用(chn yn)的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火次序 發(fā)火間隔角應為720/8=90。V形發(fā)動機左右兩列中相對應的一對連桿共用一個曲拐，所以V形8缸發(fā)動機只有4個曲拐，其布置(bzh)可以與4缸發(fā)動機一樣，4個曲拐布置(bzh)在一個平面內，也可以布置(bzh)在兩個互相垂直的平面內。發(fā)火次序一般為：1-8-4-3-6-5-7-2。第69頁/共87頁第六十九頁，

40、共87頁。2022-4-12第70頁幾種常用的多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火(f hu)次序第70頁/共87頁第七十頁，共87頁。2022-4-12第71頁 發(fā)火間隔角應為720/4=180。 4個曲拐布置在同一平面(pngmin)內。發(fā)火次序有兩種可能的排列法，即1-2-4-3或1-3-4-2。四沖程直列4缸發(fā)動機發(fā)火(f hu)次序第71頁/共87頁第七十一頁，共87頁。2022-4-12第72頁第72頁/共87頁第七十二頁，共87頁。2022-4-12第73頁 缸數i=8。所以發(fā)火間隔角應為720/8=90。V形發(fā)動機左右兩列中相對應的一對連桿共用(n yn)一個曲拐，所以V形8缸發(fā)動機只有

41、4個曲拐，其布置可以與4缸發(fā)動機一樣，4個曲拐布置在一個平面內，也可以布置在兩個互相垂直的平面內。發(fā)火次序一般為：1-8-4-3-6-5-7-2。見表2-4。四沖程V形8缸發(fā)動機發(fā)火(f hu)次序第73頁/共87頁第七十三頁，共87頁。2022-4-12第74頁二、曲軸(qzhu)扭轉減振器 汽車發(fā)動機常用的曲軸扭轉減振器是磨擦式減振器，其工作原理是使曲軸扭轉能量逐漸消耗于減振器內的摩擦，從而使振幅逐漸減小。 曲軸是一種扭轉彈性系統(tǒng)，本身具有一定的自振頻率。在發(fā)動機工作過程中，經連桿傳給曲柄銷的作用力的大小和方向都是周期性變化的，這種周期性變化的激力作用在曲軸上，引起曲拐回轉的瞬時角速度也呈

42、周期性變化。由于固裝在曲軸上的飛輪轉動慣量大，其瞬時角速度基本上可看作是均勻的。這樣，曲拐便會忽而比飛輪轉的快，忽而又會比飛輪轉的慢，形成(xngchng)相對于飛輪的扭轉擺動，也就是曲軸的扭轉振動，當激力頻率與曲軸自振頻率成整數倍時，曲軸扭轉振動便因共振而加劇。這將使發(fā)動機功率受到損失，定時齒輪或鏈條磨損增加，嚴重時甚至將曲軸扭斷。為了消減曲軸的扭轉振動，有的發(fā)動機在曲軸前端裝有扭轉減振器。第74頁/共87頁第七十四頁，共87頁。2022-4-12第75頁第75頁/共87頁第七十五頁，共87頁。2022-4-12第76頁三、飛輪(filn)第76頁/共87頁第七十六頁，共87頁。2022-4

43、-12第77頁三、飛輪(filn)第77頁/共87頁第七十七頁，共87頁。2022-4-12第78頁三、飛輪(filn) 主要功用是將在作功行程中傳輸給曲軸的動能，用以在其它行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機構越過上、下止點，保證曲軸的旋轉角速度和輸出轉矩盡可能均勻，并使發(fā)動機有可能克服短時間的超載荷；此外，在結構上飛輪又往往用作汽車傳動系中摩擦離合器的驅動件。 為了保證有足夠的轉動慣量，并盡可能減小飛輪的質量，應使飛輪的大部分質量都集中在輪緣上，因而輪緣通常做得寬而厚。 飛輪多采用灰鑄鐵制造，當輪緣的圓周速度超過50m/s時，要采用強度較高的球鐵或鑄鋼制造。 飛輪外緣上壓有一個齒環(huán)（圖2-43）

44、，可與起動機的驅動齒輪嚙合，供起動發(fā)動機用。 飛輪上通?？逃械谝桓装l(fā)火定時記號，以便(ybin)校準發(fā)火時間。 多缸發(fā)動機的飛輪應與曲軸一起進行平衡，飛輪與曲軸之間應有嚴格的相對位置，用定位銷或不對稱布置螺栓予以保證。第78頁/共87頁第七十八頁，共87頁。2022-4-12第79頁2-1 (1)發(fā)動機機體鑲入氣缸套有何優(yōu)點? (2)什么是干缸套? (3)什么是濕缸套? (4)采用濕缸套時如何防止漏水。2-2 曲柄連桿機構的功用和組成是什么？2-3 (1)扭曲環(huán)裝入氣缸體中為什么回產生扭曲? (2)它有何優(yōu)點? (3)裝配時應注意什么？2-4 (1)曲軸(qzhu)為什么要軸向定位? (2)怎

45、樣定位？(3)為什么曲軸(qzhu)只能有一處定位?2-5 浮式活塞銷有什么優(yōu)點? (2)為什么要軸向定位?2-6 (1)曲軸(qzhu)上的平衡重起什么作用？(2)為什么有的曲軸(qzhu)上沒有平衡重？2-7 曲軸(qzhu)扭轉減振器起什么作用?第79頁/共87頁第七十九頁，共87頁。2022-4-12第80頁2-1 (1)發(fā)動機機體鑲入氣缸套有何優(yōu)點(yudin)? (2)什么是干缸套? (3)什么是濕缸套? (4)采用濕缸套時如何防止漏水。答: (1)采用鑲入缸體內的氣缸套，形成(xngchng)氣缸工作表面。這樣，缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，以延長氣缸使用壽命，而缸體

46、則可采用價格較低的普通鑄鐵或鋁合金等材料制造。 (2)不直接與冷卻水接觸的氣缸套叫作干缸套。 (3)與冷卻水直接接觸的氣缸套叫作濕缸套。 (4)為了防止漏水，可以在缸套凸緣下面裝紫銅墊片;還可以在下支承密封帶與座孔配合較松處，裝入13道橡膠密封圈來封水。常見的密封形式有兩種，一種是將密封環(huán)槽開在缸套上，將具有一定彈性的橡膠密封圈裝入環(huán)槽內，另一種是安置密封圈的環(huán)槽開在氣缸體上；此外，缸套裝入座孔后，通常缸套頂面略高于氣缸體上平面0。050。15mm，這樣當緊固氣缸蓋螺栓時，可將氣缸蓋襯墊壓得更緊，以保證氣缸的密封性，防止冷卻水漏出。 第80頁/共87頁第八十頁，共87頁。2022-4-12第8

47、1頁2-2 曲柄連桿機構的功用(gngyng)和組成是什么？答: 曲柄連桿機構的功用是把燃氣作用在活塞頂的力轉變?yōu)榍S的轉矩，從而工作機械輸出機械能。其組成可分為(fn wi)三部分:機體組，活塞連桿組，曲軸飛輪組。第81頁/共87頁第八十一頁，共87頁。2022-4-12第82頁2-3 (1)扭曲環(huán)裝入氣缸體中為什么回產生扭曲? (2)它有何優(yōu)點? (3)裝配時應注意(zh y)什么？答: (1): (1)扭曲環(huán)隨同活塞裝入氣缸后，活塞環(huán)外側拉伸應力的合力與內側壓縮應力的合力之間有一力臂，于是產生了扭曲力矩，使環(huán)扭曲。 (2) (2)優(yōu)點: : 消除或減少有害的泵油作用；當環(huán)扭曲時，環(huán)的邊緣

48、與環(huán)槽的上下端面接觸，提高了表面接觸應力，防止了活塞環(huán)在環(huán)槽內上下竄動而造成的泵油作用，同時(tngsh)(tngsh)增加了密封性; ;扭曲環(huán)還易于磨合，并有向下刮油的作用。 (3) (3)安裝時，必須注意: :環(huán)的端面形狀和方向，應將其內圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。第82頁/共87頁第八十二頁，共87頁。2022-4-12第83頁2-4 (1)曲軸(qzhu)為什么要軸向定位? (2)怎樣定位？(3)為什么曲軸(qzhu)只能有一處定位?答: (1)發(fā)動機工作時，曲軸經常受到離合器施加于飛輪的軸向力作用而有軸向竄動的趨勢。曲軸竄動將破壞曲柄連桿機構各零件正確的相對位置，故必須軸向定

49、位。 (2)采用止推軸承(一般是滑動軸承)加以(jiy)限制。 (3)曲軸在受熱膨脹時，應允許它能自由伸長，所以曲軸上只能有一處軸向定位。第83頁/共87頁第八十三頁，共87頁。2022-4-12第84頁2-5 浮式活塞銷有什么(shn me)優(yōu)點? (2)為什么(shn me)要軸向定位?答: (1)若采用浮式活塞銷，則在發(fā)動機運轉過程中，活塞銷不僅可以在連桿(lin n)小頭的襯套孔內，還可以在銷座孔內緩慢地轉動，以使活塞銷各部分磨損比較均勻。 (2)為了防止活塞銷軸向竄動而刮傷氣缸壁，在活塞銷兩端用卡環(huán)嵌在銷座孔凹槽中加以軸向定位。第84頁/共87頁第八十四頁，共87頁。2022-4-1

50、2第85頁2-6 (1)曲軸上的平衡(pnghng)重起什么作用？(2)為什么有的曲軸上沒有平衡(pnghng)重？答: (1): (1)平衡重用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力和離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力。曲軸若剛度不夠，就會產生彎曲變形，引起主軸頸和軸承偏磨。為了減輕主軸承負荷，改善其工作條件，一般都在曲柄的相反方向設置平衡重。 (2) (2)加平衡重會導致曲軸質量和材料消耗增加，鍛造工藝復雜。因此曲軸是否加平衡重，要視具體情況而定。如解放CA1091CA1091型汽車的61026102型發(fā)動機的6 6曲拐曲軸，各曲拐的離心力和離心力矩本身都能平衡，雖存在彎矩，但由于采用(ciyn

51、g)(ciyng)全支承，本身剛度又大，就不用設平衡重。第85頁/共87頁第八十五頁，共87頁。2022-4-12第86頁2-7 曲軸扭轉減振器起什么(shn me)作用?答: : 曲軸是一種扭轉彈性系統(tǒng)，本身具有一定的自振頻率。在發(fā)動機工作過程中，經連桿傳給曲柄銷的作用力的大小和方向都是周期性地變化的。從而引起曲拐回轉的瞬時角速度也呈周期性變化。由于固裝在曲軸上的飛輪轉動慣量大，其瞬時角速度基本上可看作是均勻的。這樣，曲拐便會忽兒比飛輪轉動快，忽兒又比飛輪轉得慢，形成相對于飛輪的扭轉擺動，也就是曲軸的扭轉振動。當激力頻率與曲軸自振頻率成整數倍時，曲軸扭轉振動使其振動加劇。這將使發(fā)動機功率受到損失(snsh)(snsh)，定時齒輪或鏈條磨損增大，嚴重時甚至將曲軸扭斷。為了削減曲軸的扭轉振動，有的發(fā)動機在曲軸前端裝有扭轉減振器。常用的是摩擦減振器，其工作原理是: :使曲軸扭轉振動能量逐漸消耗于減振器內的摩擦，從而使振幅逐漸減小。第86頁/共87頁第八十六頁，共87頁。2022-4-12哈爾濱工業(yè)大學（威海）第87頁感謝您的觀看(gunkn)。第87頁/共87頁第八十七頁，共87頁。