汽车曲柄连杆机构讲解课件.ppt

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1、1,第3章 汽车曲柄连杆机构,本章主要内容：1、 曲柄连杆机构的组成2、 机体组3、 活塞连杆组4、 曲轴飞轮组,作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去,2,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,一、组 成：机体组活塞连杆组曲轴飞轮组,3,1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,4,2、活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销和连杆等,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,第3章 曲柄连杆机构3

2、.1 曲柄连杆机构的组成,5,3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮减振器,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,飞轮螺栓,曲轴,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,6,4 、工作条件： 发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣。,工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,7,5、受力分析曲柄连杆机构受的力主要有气体压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。

3、,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,8,1）、气体压力：气体压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP， SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。,(a)作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重,NP,SP,Pp,RP,TP,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,9,(b)压缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损严重,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,10,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,结论： 在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的。沿气缸方向

4、上个处的磨损是不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的。,11,2）、往复惯性力Pj：指活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动所产生的惯性力。其大小：与机件的质量及加速度成正比；其方向：总是与加速度的方向相反。,Pj,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,往复惯性力使发动机产生上下震动,12,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上；后半程是减速运动，惯性力向下b）活塞向上运动时，前半程是减速运动，惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力向上c）在上下止点：活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；d

5、）在行程中部：活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零,13,3）、离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。,Pc,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,14,4）、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。,第3章 曲柄连杆机构3.1 曲柄连杆机构的组成,因为较小，故分析时忽略,15,第3章 曲柄连杆机构3.2 机体组,功能：机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和

6、刚度组成：机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成,16,一、气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,17,气缸体的分类1、根据气缸的排列方式（1）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上发动机。（3）对置式：是V型的特殊形式。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,18,第3章 曲柄连杆机构 3.

7、2 机体组,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。,19,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,高度小，总体布置方便。,20,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。,2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,21,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,22,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,3）根据冷却方式不同,1-汽缸 2-水套 3-汽缸盖 4-燃烧室 5-汽缸垫,发动机用水冷却时，汽缸周围和汽缸

8、盖中均有用以充水的空腔，称为水套,1-汽缸体 2-汽缸盖 3-散热片,发动机用空气冷却时，在汽缸体和汽缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分,23,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体,24,二、气缸套目的：解决成本与寿命之间的矛盾。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。,25,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,2）

9、湿式气缸套 外表面直接与冷却水直接接触；壁厚59mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差；多用于车用柴油机上。,1）干式气缸套 外表面不直接与冷却水接触；壁厚13mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油机上。,干式气缸套,湿式气缸套,26,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,1、作用 封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室；是配气机构的多数零件的安装机体。2、组成 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。 3、工作条件和材料 1）工作条件：受到高温、高压的冲击；受

10、到腐蚀作用。 2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用）,三、气缸盖,27,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,4、结构形式1）整体缸盖：一台发动机一个气缸盖。特点：结构较紧凑，零件数目少，成本低，发动机的总长度减少；但刚性差，易变形，使得发动机的密封性下降，系列化程度差，加工报废率高；适用于缸径105mm的发动机。,28,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,2）块状缸盖：2缸或2缸以上共用一个缸盖。适用于105mm105mm可用；缸径120mm的优先采用；缸径160mm 都采用,29,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,5、缸盖的拆卸与安装多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺

11、栓分23次 。拆卸相反顺序。 对角、分次、由内向外（拆卸时是由外向内）铝合金缸盖冷机拧紧即可；铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次,30,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,四、汽油机燃烧室（柴油机燃烧室在柴油机燃料供给系中详细介绍）1、要求（1）有利于提高热效率 （2）有利于排气净化（3）有利于换气（4）有利于燃烧平静（5）有利于组织气流运动，使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动,31,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,2、几种典型燃烧室（1）盆型燃烧室：优点：结构简单，工艺性好、成本低，可形成挤气涡流。缺点：结构不够紧凑；换气质量较差；燃烧速度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较低

12、。使用车型：捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机有采用 。,盆型燃烧室,32,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,（2）楔型燃烧室：优点：结构简单，较紧凑，散热面积小、热损失少；能形成挤气流气门斜置，气流导流较好，充气效率高；缺点：火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长, 燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。 使用车型：切诺基轿车发动机 采用。,楔形燃烧室,33,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,（3）半球形燃烧室：优点：气门成横向V型排列，气门头部直径较大，换气效果好；火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高，动力性、经济性最好。 CO和HC排放最少，而NO的排放较高。缺点：

13、配气机构复杂，工作较粗暴。使用车型：多用于高速汽油机。在轿车发动机上被广泛地应用例如桑塔纳、 夏利、 富康等,半球形燃烧室,34,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,（4）双球形燃烧室：由两个球形构成。可布置较大直径的气门或采用多气门形式，很容易获得压缩涡流。缺点是燃烧室形状复杂，散热面积较大，经济性差。,35,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,（5）多气门蓬形燃烧室 ：由半球形发展而成。结构紧凑，提高发动机的充量系数；火焰传播距离短，可采用较高压缩比。国产夏利、富康及欧宝V6、奔驰320E、等国外许多车型均采用此种燃烧室。,36,五、气缸垫1、作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏

14、气、窜油。2、材料：有弹性、耐热性、耐压性。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,37,3. 种类（1） 金属石棉垫：外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强，内填石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热）。（2） 金属骨架石棉垫：以编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。（3） 纯金属垫：由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。 4、安装注意：金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,38,六、油底壳1、功用：贮存和冷却机油

15、并封闭曲轴箱。2、构造：（1）用薄钢板冲压而成。（2）内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。(3)最低处有放油塞(磁性)(4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。,第3章 曲柄连杆机构 3.2 机体组,放油螺塞,密封垫,39,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,活塞组：活塞、活塞环（气环、油环）、活塞销、卡环等。连杆组：连杆、连杆盖、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓等。,40,41,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,一、活塞 1、作用(1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；(2)承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转2、 工作条件（非常恶劣） 三高

16、：高温（顶部高达600700K，且分布不均匀） 高压（汽油机高达35MPa，柴油机高达69MPa） 高速（线速度达812m/s ，承受很大的惯性力。） 两难：冷却困难、润滑困难 一腐蚀：受到酸性物质的腐蚀,42,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,3、材料 常用：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金）、高级铸铁、耐热钢等 新型：金属陶瓷（组合式（陶瓷用于活塞顶部）、整体式的） 活塞应具备的特点：A 刚度和强度应足够大，传力可靠。 B 导热性能好，耐高压、高温、磨损 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力 对于转速较高的发动机来说，活塞材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速机，现在多用灰铸铁。,43

17、,5、构造： 活塞可分为顶部、头部、裙部,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,4、加工制造方法 1）铸造 2）锻造 3）液态模锻,44,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,1）顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。 汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机多用平顶。 柴油机：有平顶、凹顶、形、碗形、盆型、花瓣形等。,45,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。（高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比),

18、46,2）活塞头部（又叫环槽部、防漏部） 位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,气环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,活塞销孔,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,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。,47,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,3）活塞裙部A、位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。B、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。,48,C、活塞的变形及采取的相应措施, 、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。,49,

19、、变形规律（1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；（3）沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受热膨胀后，此处的膨胀量就最大。（4）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形。（5）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变形也沿活塞销的轴线方向。总之：裙部周向会发生近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。,50, 、预防和控制裙部椭圆变形的措施 （1）、尽量减少活塞的受热 。（2）、使活塞的侧表面形状与变形相适应 。 例如：活塞纵断面制成上

20、小下大的截锥形等。,51,（3）、对汽油机活塞，在裙部开纵向补偿槽。 裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开),52,（4）在活塞上镶铸钢片，以限制活塞的变形量。,53,（5）采用油冷活塞。（6）减少销座方向的金属量，以减少其受热变形,54,4）活塞销座A、作用：支承活塞销，将活塞顶部气体作用力经过活塞销传给连杆。B、活塞销偏移布置定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm2mm。作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。,55,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,5）、活塞在气缸内的安装注意事项A、按照活塞顶部的指定标记安装（注意喷油方向、气门方

21、向）B、同台发动机的活塞质量差不能超过10g，并与相同尺寸公差的缸盖配合。C、开纵向槽的活塞面尽量安装在不受侧压力（主、次推力面）的一面，以免活塞在运动时划伤气缸壁。,56,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,3、分类：按照用途分为：气环和油环。 汽油机：气环23道；油环数1道。 柴油机：气环34道；油环数12道。柴油机气环数多于汽油机的原因：1）柴油机压缩比大于汽油机；2）柴油机转速低于汽油机；3）柴油机的配缸间隙大于汽油机。,二、活塞环1、定义：是具有弹性的开口环，分为气环和油环。2、工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。,57,（一）气环 1）、作用 1）与活塞一起密封高温高压的燃

22、气下窜入曲轴箱。（主要） 2）将活塞头部的热量传给气缸壁。 3）辅助油环控制气缸壁上的润滑油，辅助刮油、布油。2）、工作条件恶劣：活塞环（气环）是发动机零件中工作寿命最短的。总的说：高温、高压、高速、润滑困难、磨损严重等。3）、材料多用合金铸铁、钢片、粉末冶金、金属陶瓷等。对于强化发动机：则用球墨铸铁，以加强环的强度和冲击韧性。第一环：条件最恶劣，所以要求表面镀铬。其余各环：镀锡或者磷化、喷石墨及硫化处理，以提高其与气缸壁的磨合性。,58, 、结构：活塞环的间隙（1） 端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm0.50mm；,4）、气环的结构与密封原理：,在保证密

23、封及传热的前提下，气环应尽量少（2-3）；气环安装时切口应错开（迷宫）,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,59,（2） 侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.04mm0.10mm；其它气环0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm；,3,2,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,（3）背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm1mm；,60,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组, 、密封原理第一密封面：自由状态下在，环外径缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，气环外缘面与缸壁接触的面形成第一密封面。第二

24、密封面：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。,第一密封面,P0,第二次密封：由下窜入背隙的气体压力形成，加强了第一密封面的密封性。,61,原因：a)存在侧隙和背隙；b)环运动时在环槽中靠上靠下。危害：a)增加了润滑油的消耗；b)火花塞沾油不跳火；c)燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；d)环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；e)加剧了气缸的磨损,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,5）、活塞环的泵油作用及危害,62,措施：（1）采用扭曲环；（2）采用组合式油环；（3）油环下设减压腔,第

25、3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,63,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,6）、气环的切口形状四种：A)直切口 B)斜切口 C)搭切口 D)封闭切口,64,7）、常见气环的断面形状,气环的断面形状a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环,65,A、矩形断面环（气环横剖面为矩形）：结构简单，加工容易，成本较低，报废率少，与缸壁接触面积大，散热好，贴合性、结合性、磨合性较差，耐磨性也较差，密封效果不好，泵机油现象严重。,66,B、锥形环（微锥面环） 1）特点：与缸壁线接触，环的磨合性和贴合性大大提高，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布

26、油作用，并可形成楔形油膜。2） 安装注意：锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）；安装时，不能装反，否则会引起机油上窜 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。起强化密封的作用。,67,C、扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。1）特点具有锥形环的特点；减小了泵油作用；作功行程环不再扭曲，两个密封面达到完全接触，利于散热。2）安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽。 注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。,68,D、梯形环：当活塞在侧压力作用下左、右换向时，环的侧隙和背隙将不断变化，使胶状油焦不断从环槽中被挤出。梯形环用于热负荷较大的柴

27、油机的第一道环。优点：抗胶结作用比较强，有自洁作用。与其它环比较，提高了环的密封性。,69,E、桶形环：普遍用在强化柴油机中的第一道。特点：1）环的外圆面为凸圆弧形；对气缸的表面适应性和对活塞偏摆适应性均好，有利于密封。2）环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷；环上下运动时，均能形成楔形油膜。有利于润滑；缺点：凸圆弧表面加工困难。桶间梯形环：现代高速柴油机广泛使用。,70,F、其他类环开槽环：开槽内储存对润滑油有较强吸附能力的多孔性氧化铁。有利于润滑、磨合和密封。顶岸环：有利于密封，有利于降低HC排放。,71,（二）油环1、作用刮掉缸壁上多余的机油，并且均匀分布缸壁上的机油。辅助密封。,2、分类

28、A、普通油环（整体式油环）其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽,72,1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞,B、 组合式油环由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。,1,3,4,73,特点：,密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长度大于刮片长度而产生径向力。 第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。无侧隙，不窜油刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。上下片可分别动作，适应性好。回油能力强。,74,(三)安装活塞环的注意事项1、活塞环装入气缸之后，环的开口间隙要适当,0.20.4mm。 2、活塞环在环槽中的上下侧隙要适当，0.040.15m

29、m。3、安装活塞环时，应将活塞环切口错开，以减少漏气。另外，切口不能朝向活塞销轴线方向。 4、镀铬环应装入第一环槽（外表面光亮的为第一环）。5、微锥面环、扭曲环、倒角油环上下不能装反，否则将产生将机油泵入燃烧室的危险。6、先装油环再装气环。,75,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,三、活塞销（一）作用1、连接活塞与连杆小头。2、将活塞承受的气体力传给连杆。（二）材料多用低碳钢和低碳合金钢。同时要求其芯部具有一定的韧性。为了减轻质量，常将其做成空心圆柱形。,76,（三）内孔形状1）圆柱形（加工容易，但质量较大）2）组合形（介于前后两者之间）3）两段截锥形（质量较小，但加工较难）,77,3

30、连接方式,四）连接固定方法：全浮式（常用）和 半浮式。现在发动机大多采用全浮式连接。,1.全浮式（1）定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。(2)装配：销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。,78,第3章 曲柄连杆机构 3.3 活塞连杆组,2.半浮式(1)定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）(2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。,79,四、连杆组（一）作用1、传力：将活塞所承受的力传给曲轴。2、转变运动形式：将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。（

31、二）工作条件压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。（三）材料多用中碳钢或合金钢，如40、45、40Cr等，经模锻或辊锻，机械加工和热处理。,80,（四）、基本结构1)、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。（全浮式有油沟）2)、杆身：常做成“工”字形断面。3)、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。,81,1、剖分形式：平剖： 剖分面与连杆中心线垂直。刚性好，加工方便，对于连杆螺栓只受拉伸力，而不受剪切力。多用于小型汽油机。但在装配时易出现大头碰伤气缸壁的现象。斜剖：剖分面与连杆中心线成3060夹角。减少了连杆大头的外形尺寸。但使得连杆螺栓不仅受到拉伸力而且还受到剪切力。多用

32、于功率较大的发动机，比前者多用。,（五）、连杆大头连杆体大头和连杆盖需配对加工。,82,2、定位方式：A、连杆螺栓定位：靠连杆螺栓的光圆柱部分与螺栓孔的配合来定位。其定位精度较差，用于平切口连杆。B、锯齿形定位：依靠接合面的齿形定位。C、套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的孔紧配合定位。D、止口定位,斜切口（30-60 一般45 ）,83,（六）、连杆轴瓦（俗称小瓦）1、作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2、组成：由钢背和减磨合金层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢制成。减磨层为0.3mm0.7mm的减磨合金，层质较软能保护轴颈，具有保持油膜、减少摩擦阻力和加速磨合的作用。,连杆轴瓦上制有定位

33、凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。,84,（七）、V型内燃机连杆 1)并列连杆 2)主副连杆 3)叉片式连杆（八）、连杆螺栓：为标准件。 材料：40Cr、35CrMo、40CrMo等 。 拧紧后，应安装防松装置。,85,（九）、连杆大头安装注意事项1）大头与大头盖是配对加工，安装时不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二者的同一侧打有配对标记。2）不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧面有缸号标记。3）连杆螺栓的装配预紧力应符合工厂规定，并且分23次均匀拧紧。4）螺栓头部（或螺母）应具有防松装

34、置（即锁紧装置），如铁丝、锁紧片、开口销、自锁螺母等。 5）有的连杆的大头面对气缸主承压面的一侧，钻一喷油孔（1mm1.5mm），安装时其孔必须对准主承压面以保证润滑。,86,桑塔纳2000时代超人轿车AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图,曲轴带轮,曲轴正时齿形带轮,曲轴链轮（驱动油泵）,止推片,主轴承下轴瓦,转速传感器脉冲轮,飞轮,飞轮齿圈,第3章 曲柄连杆机构 3.4曲轴飞轮组,组成：由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和 附件组 成。,曲轴,87,一、曲轴1、作用：承受连杆传来的力，并将此力转换成绕其自身的轴线的力矩,对外输出、做功。驱动配气机构及其它附属装置。2、工作条件：是高速旋转件，受气

35、体压力、惯性力、惯性力矩等交变弯曲和扭转载荷的冲击，工作条件恶劣。 3、材料：要求：刚度、强度、耐磨性要好大多采用优质中碳钢（45）或中合金碳钢（40Cr等） 。对于强化机，有的采用稀土球墨铸铁，但刚性差，所以曲轴支承要求较高。另外，曲轴支承受力处都必须进行耐磨处理。,第3章 曲柄连杆机构 3.4曲轴飞轮组,88,4、结构：A、前端：正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动机还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小发动机）。B、后端：飞轮端（功率输出端）。C、曲拐：一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈、平衡重构成一个曲拐。曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半

36、。,89,5、类型 1）按照结构分：整体式和组合式 2）按照支承形式分：全支承和非全支承,每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。,90,6、 连杆轴颈（曲柄销） 一般采用空心轴颈。连杆轴颈的润滑依靠与主轴颈之间的斜油道来润滑。,1-主轴颈2-曲轴；3-连杆轴颈4-圆角5-积污腔6-油管7-开口销；8-螺塞9-油道10-挡油盘11-回油螺纹 12-飞轮结合盘,91,7、 曲柄（臂）和平衡重 曲柄臂：多采用椭圆形。 平衡重：减轻主轴颈负荷；减轻曲轴的内力矩，平衡发动机不平衡的离心力矩，一般不平衡往复惯性力。,92,二、主轴承（大瓦） 用来

37、支承曲轴主轴颈，多采用滑动轴承。 多缸整体式曲轴采用分开式，安装在机体的主轴承座上。 主轴承盖与主轴承配对加工，配对安装。 轴瓦分上、下瓦，安装轴瓦时，不能将上下瓦装反，上瓦上有油孔，加工有油槽，以润滑主轴颈。,93,三、曲轴的轴向定位（1）结构： 止推片：在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。 翻边轴瓦（2）安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动件(有油槽一面)。当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力（3）曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。,94,四、 多缸机曲拐布置及工作顺序（1）布置原则A、使各缸作功间隔角尽量相等。对直列多缸

38、四冲程发动机，作功间隔角为7200/缸数。B、连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。C 、V型发动机左右两气缸尽量交替作功,95,（2） 常用曲拐布置,1） 直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=1800。发动机工作顺序有：1342 1243,工作顺序：各缸完成同名行程的次序。,96,2) 四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为720/6=120,发动机工作顺序有：直列：153624142635 V型： l6一5一4一32(右1一左3一右3一左2一右2一左1),97,发动机工

39、作顺序有18436572(右1一左4一左2一右2一左3一右3一右4一左1),3)四行程V型八缸发动机 曲拐对称布置于二个平面内（或1个）。相邻作功气缸的曲拐夹角为720/8=90。,98,（3）、 多缸机的发火顺序,发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。,发火顺序：1-3-4-2,发火顺序：1-2-4-3,（3）、 多缸机的发火顺序,发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。,发火顺序：1-5-3-6-2-4,100,五、飞轮（一）功用1、贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。,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。,一缸上止点记号,圆周装有齿环，安装齿环时通常将齿环加热后套入，冷却后即紧密结合在一起。,（二）安装注意事项,有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机），以便调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。,飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。,3、将动力传给离合器，进行动力输出。4、克服短暂的超负荷。,