机体组及曲柄连杆机构.ppt

机体组及曲柄连杆机构,学习目标,叙述曲柄连杆机构的组成、作用和工作原理识别发动机曲柄连杆机构的主要零部件规范拆装曲柄连杆机构对曲柄连杆机构的安装质量进行自检和互检,多缸发动机的曲柄连杆机构演示,曲柄连杆机构中的作用及力矩,气体力，作用于活塞顶上。运动质量惯性力，作用于曲柄连杆机构上，即由往复运动质量和放置运动质量组成的当量系统。总的来说，往复惯性力、旋转惯性力、翻倒力矩和发动机转矩的周期性变化，将引起发动机在支承上的振动，从而降低了汽车行驶的平顺性和舒适性。改善方法：尽量减小曲柄连杆机构运动件质量以减小惯性力；在曲轴上加平衡重和设置平衡机构来平衡惯性力。,机体组,主要内容,机体组的功用及组成机体气缸盖气缸衬垫油底壳发动机的支承,一、机体组的组成及功用,组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。功用：是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配体。,气缸盖罩,气缸垫,油道和水道,曲轴箱,油底壳,气缸盖,气缸体,气缸,二、机体,1、机体的工作条件及要求工作条件：承受拉、压、弯、扭等机械负荷，以及气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。要求：足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，对气缸进行适当的冷却，力求结构紧凑、质量轻。,二、机体,2、机体材料高强度灰铸铁或铝合金3、机体构造（1）气缸排列形式有3种：直列式、V型和水平对置式。（2）为提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而有不同的气缸结构形式和表面处理方法：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式。（3）按曲轴箱结构形式分：平底式、龙门式和隧道式。,缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机重量；形状复杂，加工困难。,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,高度小，总体布置方便。,强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。,平底式,龙门式,隧道式,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式,三、气缸盖,1、功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。2、气缸盖工作条件及要求工作条件：承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，与高温燃气接触而承受很高的热负荷。要求：密封良好，足够的强度和刚度，并对其进行良好的冷却。3、气缸盖材料优质灰铸铁或合金铸铁。目前多用铝合金气缸盖。,三、气缸盖,4、气缸盖构造总的构造：复杂的箱形零件。,三、气缸盖燃烧室,四、气缸衬垫,功用：保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。工作条件：承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力，气缸内燃烧气体高温、高压的作用，以及机油和冷却液的腐蚀。要求：足够的强度，并耐压、耐热和耐腐蚀。分类：金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全金属衬垫等。,气缸盖罩和气缸衬垫,气缸盖罩,衬垫,气缸盖,安装火花塞,气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。,五、油底壳,功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱。使用特点：油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损材料：薄钢板冲压,曲柄连杆机构,主要内容,曲柄连杆机构的功用及组成活塞组连杆组曲轴飞轮组,一、曲柄连杆机构的功用及组成,功用：将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。组成：活塞组、连杆组和曲轴飞轮组,二、活塞组,功用：1、承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。2、活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。工作条件：1、是发动机中工作条件最严酷的零件，受最大值的气体力和往复惯性力作用；2、活塞顶的温度很高，活塞各部温差很大；3、活塞润滑条件差；材料：铝合金活塞,1、活塞,活塞构造：由顶部、头部和裙部等组成。,（1）活塞顶部,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,（2）活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。作用：1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,（3）活塞裙部,位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。,裙部,活塞裙部的椭形变形演示,为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：（1）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。（2）预先做成椭圆形 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。,活塞在工作时的保护措施,有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了12mm。,2、活塞环,分类：是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层）,（1）气环,功用：密封和传热。保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。密封原理：将23道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。,气环,切口,气环的泵油原理：,动态演示,（2）油环,刮油片,轴向衬环,刮油片,油环的刮油作用,油环的刮油作用,3、活塞销,作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。材料与工艺：优质低碳钢，表面淬火、精磨。,活塞销构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。,连杆小头与活塞销的连接方式,活塞销,连杆,全浮式：活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。,半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车,三、连杆组,组成：连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等。习惯上常把连杆体、连杆盖和连杆螺栓合起来称作连杆，有时也称连杆体为连杆。功用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。,1、连杆构造,连杆小头,杆身,连杆大头,连杆组件分解图,连杆盖的定位方式,平切式,斜切式,连杆轴瓦,并列式,主副式,叉型式,四、曲轴飞轮组,皮带轮,主轴瓦,曲轴,起动爪,正时齿轮,扭转减振器,飞轮,1、曲轴,功用：把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。,结构：曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。,曲轴前端,连杆轴颈,主轴颈,曲轴后端,平衡重,曲拐,曲柄臂,1、曲轴,材料：中碳钢（汽）、合金铸铁（柴）、球墨铸铁。分类：1、整体式（常用）。各单元曲拐锻制或铸造成一个整体的曲轴。2、组合式（长用于连杆大头为整体式的小型汽油机和以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上）组成：1、主轴颈用于支撑曲轴。2、,2、连杆轴颈,3、曲柄,曲轴臂，用于连接主轴颈和连杆轴颈,4、平衡块,中空连杆轴径,平衡重,曲柄,1、曲轴,5、后端轴：安装飞轮。前后轴端都设有防漏装置：挡油盘、回油螺纹、油封等。,曲轴后端,回油螺纹,1、曲轴,6、曲轴的轴向限位通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。,2、曲拐的布置,一般规律（1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。（2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。比如：四缸机：1-3-4-2或1-2-4-3 六缸机：1-5-3-6-2-4；（3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。（4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。,常见曲轴曲拐的布置,对缸数为i的发动机而言，其发火顺序为：四行程：720/i二行程：360/I 四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置点火顺序：各缸完成同名行程的次序。,功,功,功,功,四缸四行程发动机的曲拐布置,3、飞轮,功用：将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。,3、飞轮,飞轮构造,飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量。,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。,飞轮上的标记符号,标记,（1）在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。（2）当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。,