第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)1

1、活塞連桿組活塞連桿組曲軸飛輪組曲軸飛輪組概述概述 1 1、機(jī)體組、機(jī)體組 2 2、活塞連桿組、活塞連桿組 3 3、曲軸飛輪組、曲軸飛輪組一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用二、組成二、組成多缸發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)演多缸發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)演示示 機(jī)體組組成：機(jī)體組組成：曲軸箱曲軸箱氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和水道油道和水道油底殼油底殼氣缸體氣缸體氣缸蓋罩氣缸蓋罩1 1、氣缸體、氣缸體: :水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱一體，稱 為氣缸體為氣缸體曲軸箱曲軸箱油底殼油底殼安裝平安裝平面和曲面和曲軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)中心在中心在同一高同一高度度

2、油底殼安裝平油底殼安裝平面低于曲軸的面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)中心氣缸體上曲氣缸體上曲軸的主軸承軸的主軸承孔為整體式孔為整體式（1 1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為2 2、氣缸體分類、氣缸體分類一般式龍門式隧道式性能與應(yīng)用比較性能與應(yīng)用比較散熱片散熱片冷卻水冷卻水結(jié)構(gòu)簡單、加結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)工容易，但發(fā)動機(jī)長度和高動機(jī)長度和高度較大。度較大?？s短了機(jī)體的縮短了機(jī)體的長度和高度，長度和高度，增加了剛度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機(jī)減輕了發(fā)動機(jī)重量；形狀復(fù)重量；形狀復(fù)雜，加工困難。雜，加工困難。高度小，總高度小，總體布置方便。體布置方便。強(qiáng)度和剛強(qiáng)度

3、和剛度都較好，度都較好，加工復(fù)雜，加工復(fù)雜，拆裝不便，拆裝不便，散熱不良散熱不良。散熱良好、冷散熱良好、冷卻均勻、加工卻均勻、加工容易。容易。 強(qiáng)度強(qiáng)度和剛度不如干和剛度不如干缸套，易漏水。缸套，易漏水。1 1、氣缸蓋、氣缸蓋氣缸墊氣缸墊：功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。的密封，防止漏氣，漏水和漏油。氣缸蓋氣缸蓋氣缸蓋罩氣缸蓋罩襯墊襯墊安裝火花塞安裝火花塞2 2、氣缸蓋罩和氣缸墊、氣缸蓋罩和氣缸墊汽油機(jī)燃燒室形狀汽油機(jī)燃燒室形狀氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋點(diǎn)此觀看活塞連桿組的錄

4、像點(diǎn)此觀看活塞連桿組的錄像一、活一、活 塞塞4 4、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 頂部：頂部：構(gòu)成燃燒室，承構(gòu)成燃燒室，承 受氣體壓力。受氣體壓力。頭部頭部: :安裝活塞環(huán)，制作安裝活塞環(huán)，制作 較厚。較厚。 裙部：裙部：導(dǎo)向，傳力。承受側(cè)壓導(dǎo)向，傳力。承受側(cè)壓力銷座孔處制有加強(qiáng)筋。力銷座孔處制有加強(qiáng)筋。 結(jié)構(gòu)簡單、制造容結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換用、有利于改善換氣過程。氣過程。凹坑的形狀、位置必凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣須有利于可燃混合

5、氣的燃燒；提高壓縮比，的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。防止碰氣門。頭部頭部工作條件最工作條件最惡劣，應(yīng)離惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。頂部遠(yuǎn)些。1 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：作用：裙裙部部活活塞塞裙裙部部的的橢橢圓圓變變形形演演示示（1 1）預(yù)先做成階梯形、錐形）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相部高

6、、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。階梯形、錐形。 5 5、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運(yùn)動間隙，制造活塞是通常采取下列封和運(yùn)動間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：結(jié)構(gòu)措施：（2 2）預(yù)先做成橢圓形）預(yù)先做成橢圓形 橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時趨

7、近正圓。趨近正圓。（3 3）活塞裙部開槽）活塞裙部開槽橫向絕熱槽橫向絕熱槽減少裙部受熱減少裙部受熱有的兼作油環(huán)回油孔有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽縱向膨脹槽留有膨脹余地留有膨脹余地活塞強(qiáng)度降低活塞強(qiáng)度降低絕熱槽絕熱槽膨脹槽膨脹槽（4 4）為了減小鋁合金）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。 恒范鋼片式活塞的恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳由于恒范鋼為含鎳33%33%36%36%的低碳鐵鎳合的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的合金的1/

8、101/10，而銷座通，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變牽制了裙部的熱膨脹變形量。形量。6 6、活塞在工作時的保護(hù)措、活塞在工作時的保護(hù)措施施（1 1）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性； 主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。（2 2）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向 時的敲擊聲，且使裙部減小磨損；時的敲擊聲，且使裙部減小磨損； 有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面有的汽油機(jī)上，活

9、塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，的， 向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1 12mm2mm。切口切口氣環(huán)氣環(huán)（1 1）氣環(huán)）氣環(huán) 作用：作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。帶走。氣環(huán)的密封原理：氣環(huán)的密封原理：將將2 23 3道氣環(huán)的切口相互錯開形成道氣環(huán)的切口相互錯開形成“迷宮式迷宮式”封氣裝置。封氣裝置。氣環(huán)的泵油原理：氣環(huán)的泵油原理：動動態(tài)態(tài)演演示示點(diǎn)此觀看錄像點(diǎn)此觀看錄像刮油片刮油片軸向襯環(huán)軸向

10、襯環(huán)徑向襯環(huán)徑向襯環(huán)刮油片刮油片油環(huán)的刮油作用材料與工藝材料與工藝: :優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。構(gòu)造：構(gòu)造：活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形， 以及兩段截錐與一段圓柱的組合形。以及兩段截錐與一段圓柱的組合形?；?塞 銷圓柱形兩段截錐與一段圓柱結(jié)合兩段截錐形連桿連桿活塞銷活塞銷全浮式：全浮式：活活塞銷能在連塞銷能在連桿襯套和活桿襯套和活塞銷座中自塞銷座中自由擺動，使由擺動，使磨損均勻。磨損均勻。半浮式：半浮式：活塞中部活塞中部與連桿小與連桿小頭采用緊頭采用緊固螺栓連固螺栓連接，活塞接，活塞銷只能在銷只能在兩端銷座兩端銷座內(nèi)

11、作自由內(nèi)作自由擺動。多擺動。多用于小轎用于小轎車車形式形式: :全浮式（工作時自由轉(zhuǎn)動）、半浮式。全浮式（工作時自由轉(zhuǎn)動）、半浮式。連連桿桿組組件件分分解解圖圖連桿小頭連桿小頭桿身?xiàng)U身連桿連桿大頭大頭平切式平切式斜切式斜切式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式一、曲軸飛輪組的組成一、曲軸飛輪組的組成起動爪起動爪正時齒輪正時齒輪主軸瓦主軸瓦皮帶輪皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪曲軸曲軸前端軸前端軸連桿軸頸連桿軸頸曲軸軸頸曲軸軸頸后端軸后端軸平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲柄曲柄4 4、材料：、材料：中碳鋼（汽）、

12、合金鑄鐵（柴）、球墨鑄鐵。中碳鋼（汽）、合金鑄鐵（柴）、球墨鑄鐵。5 5、分類：、分類：整體式（常用）整體式（常用） 組合式（長用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和組合式（長用于連桿大頭為整體式的小型汽油機(jī)和 以滾動軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動機(jī)上）以滾動軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動機(jī)上）6 6、組成：、組成：（1 1）主軸頸）主軸頸曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個。強(qiáng)度、曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個。強(qiáng)度、剛度好，減小了磨損；柴油機(jī)和大部分汽油剛度好，減小了磨損；柴油機(jī)和大部分汽油機(jī)均采用。機(jī)均采用。全支承：全支承：非全支承：非全支承： 曲軸的主軸頸數(shù)少于或等于氣缸數(shù)。載荷較曲軸的主軸頸數(shù)少于或等于氣

13、缸數(shù)。載荷較大，縮短了曲軸的總長度。大，縮短了曲軸的總長度。用于支撐曲軸。用于支撐曲軸。（2 2）連桿軸頸）連桿軸頸（3 3）曲柄）曲柄曲軸臂，用于曲軸臂，用于連接主軸頸和連桿連接主軸頸和連桿軸頸軸頸（4 4）平衡塊）平衡塊平衡離心力偶平衡離心力偶減輕或消除彎曲減輕或消除彎曲變形變形部分中空兼作油道部分中空兼作油道安裝連桿大頭安裝連桿大頭中空連桿軸徑平衡重平衡重曲柄曲柄（5 5）前端軸和后端軸）前端軸和后端軸前端軸：安裝正時齒輪及附件（皮帶盤等）前端軸：安裝正時齒輪及附件（皮帶盤等）1. . 2止推軸承止推軸承3. .止推片止推片4. .正時齒輪正時齒輪5. .甩油盤甩油盤6. .油封油封7.

14、 .皮帶輪皮帶輪8. .起動爪起動爪曲軸的前端7兩止推兩止推軸承軸承白金合面相背白金合面相背曲軸向前移曲軸向前移動，后止推軸承動，后止推軸承與曲軸臂端面摩與曲軸臂端面摩擦；軸向后移動，擦；軸向后移動，前止推軸承與正前止推軸承與正時齒輪端面摩擦。時齒輪端面摩擦。4186325后端軸：安裝飛輪后端軸：安裝飛輪前后端軸都設(shè)有防漏裝置：前后端軸都設(shè)有防漏裝置：擋油盤、回油螺紋、油封等。擋油盤、回油螺紋、油封等。曲軸后端回油螺紋（6 6）曲軸的軸向限位）曲軸的軸向限位通常是通過在曲軸的前部、中部或后部安裝止推通常是通過在曲軸的前部、中部或后部安裝止推軸承來實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）。軸承來實(shí)現(xiàn)的（翻邊軸瓦）。主

15、軸頸主軸頸止推墊片止推墊片止推墊片止推墊片連桿軸頸連桿軸頸主軸承蓋主軸承蓋（1 1）一般規(guī)律）一般規(guī)律對缸數(shù)為對缸數(shù)為i i的發(fā)動機(jī)而言，其發(fā)火順序?yàn)椋旱陌l(fā)動機(jī)而言，其發(fā)火順序?yàn)椋?四行程：四行程：720720/i/i 二行程：二行程：360360/i/i 四缸四行程發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置四缸四行程發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角（度（度） 一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸四四 缸缸0180180360360540540720功功功功功功功功排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓1 13 34 42 2四缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置四缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角（

16、度）（度）601201802403003604204805406006607200180180360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排進(jìn)進(jìn)壓壓進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排進(jìn)進(jìn)壓壓排排發(fā)火順序：發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功六缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置六缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置八缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置（紅旗轎車八缸四行程發(fā)動機(jī)的曲拐布置（紅旗轎車SV100SV100型發(fā)動機(jī)）型發(fā)動機(jī)）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-3-6-5-7-2作用：作用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，使曲軸轉(zhuǎn)吸收

17、曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，使曲軸轉(zhuǎn) 動平穩(wěn)，可靠工作。動平穩(wěn)，可靠工作。種類：種類：橡膠式（車用），硅油式，摩擦片式。橡膠式（車用），硅油式，摩擦片式。 橡膠式摩擦片式硅油式皮帶盤皮帶盤慣性盤慣性盤橡膠墊橡膠墊減振器圓盤減振器圓盤皮帶輪轂皮帶輪轂曲軸前端曲軸前端當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，力圖保持等速轉(zhuǎn)時，力圖保持等速轉(zhuǎn)動的慣性盤便與橡膠動的慣性盤便與橡膠層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從而消耗了扭轉(zhuǎn)振動的而消耗了扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減了扭振。能量，消減了扭振。橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)圖橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)圖 將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用將在作功行程中輸

18、入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、 下止點(diǎn)，下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動機(jī)有可保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動機(jī)有可能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機(jī)的動力傳給離合器。能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機(jī)的動力傳給離合器。飛輪邊緣部分做飛輪邊緣部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動慣量。大轉(zhuǎn)動慣量。齒圈在發(fā)動機(jī)起動時齒圈在發(fā)動機(jī)起動時與起動機(jī)齒輪嚙合，與起動機(jī)齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。飛輪上的標(biāo)記符號：飛輪上的標(biāo)記符號： 在飛輪輪緣上作有記號在飛輪輪緣上作有記號( (刻線或銷孔刻線或銷孔) )供找壓縮上止點(diǎn)用供找壓縮上止點(diǎn)用( (四缸發(fā)動機(jī)為四缸發(fā)動機(jī)為1 1缸或缸或4 4缸壓縮上止點(diǎn)；六缸發(fā)動機(jī)為缸壓縮上止點(diǎn)；六缸發(fā)動機(jī)為1 1缸或缸或6 6缸缸壓縮上止點(diǎn)壓縮上止點(diǎn)) )。當(dāng)飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好。當(dāng)飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好是壓縮上止點(diǎn)。是壓縮上止點(diǎn)。解放解放CA6102CA6102型發(fā)動機(jī)的記號是型發(fā)動機(jī)的記號是 ：上止點(diǎn)：上止點(diǎn) 16 16 奧迪奧迪100100飛輪上有飛輪上有“0”0”標(biāo)記。標(biāo)記。