汽車構(gòu)造(曲柄連桿機(jī)構(gòu))ppt課件

1、第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組2.1 概述一、功用將燃料熄滅時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再經(jīng)過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。二、組成1、機(jī)體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組三、受力分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有氣壓力P，往復(fù)慣性力Pj，旋轉(zhuǎn)離心力Pc和摩擦力F。PPjPCF1、 氣壓力：氣壓力P的集中力PP分解為側(cè)壓力NP和SP， SP分解為RP和TP，RP使曲軸主軸頸處受壓，TP為周向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力。(1)作功行程：側(cè)壓力NP向左，活塞的左側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重NPSPPRPTP(2)緊縮行程：側(cè)壓力NP向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損

2、嚴(yán)重NPPSPRPTP2、 往復(fù)慣性力Pj：活塞在上半行程時(shí)，慣性力都向上，下半行程時(shí)，慣性力都向下。在上下止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)方向改動(dòng)，速度為零，加速度最大，慣性力也最大；在行程中部附近，活塞運(yùn)動(dòng)速度最大，加速度為零，慣性力也等于零。Pj3、 離心慣性力PC：旋轉(zhuǎn)機(jī)件的圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心慣性力，方向背叛曲軸中心向外。離心力加速軸承與周頸的磨損，也引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而傳到機(jī)體外。Pc4、摩擦力F：指相互運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力，它是呵斥配合外表磨損的根源。F三、任務(wù)條件高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕接受機(jī)械載荷：1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力2、汽車行駛中產(chǎn)生的沖擊力。2.2.1氣缸體與曲軸箱1、氣缸體:水冷發(fā)

3、動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱。是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的機(jī)體。2、氣缸體的分類：一汽奧迪100汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體名稱性能應(yīng)用 一般式機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)。龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機(jī)上 。1按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為 2根據(jù)冷卻方式不同1、水冷2、風(fēng)冷3根據(jù)氣缸的陳列方式名稱特點(diǎn)形狀直列式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。V型縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形

4、狀復(fù)雜，加工困難。水平對(duì)置式高度小，總體布置方便。4整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。2、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類型構(gòu)造性能及應(yīng)用整體式氣缸直接鏜在氣缸體上強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣缸體內(nèi)。降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽命。5干缸套和濕缸套 外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚13mm。強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。外壁直接與冷卻水接觸。壁厚59mm。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易漏水。二、氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，

5、與活塞、氣缸等共同構(gòu)成熄滅室。任務(wù)條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)猓越邮艿臒嶝?fù)荷很大。資料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。氣缸蓋的分解圖 捷達(dá)轎車氣缸蓋總成 二、熄滅室名稱 特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程短、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高桑塔納 夏利 富康楔形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)切諾基盆形工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃燒室捷達(dá)奧迪三氣缸墊1、功用：安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。2、資料：有彈性、耐熱性、耐壓性、耐腐蝕2.2.3 曲軸箱油底殼1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝

6、曲軸的部分。2、構(gòu)造：上曲軸箱 與氣缸體鑄成一體 下曲軸箱 儲(chǔ)存光滑油油底殼3、資料：薄鋼板沖壓2.3活塞連桿組一活塞1、功用：接受氣體壓力，并經(jīng)過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2、任務(wù)環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部任務(wù)溫度高達(dá)600700K，且分布不均勻；高速，線速度到達(dá)10m/s，接受很大的慣性力?；钊敳拷邮茏罡呖蛇_(dá)3 5MPa汽油機(jī)的壓力，使之變形，破壞配合結(jié)合。3、資料：鋁合金：質(zhì)量小 導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵3、構(gòu)造1活塞頂部功用：是熄滅室的組成部分，主要作用接受氣體 壓力?；钊敺诸愋螤钍疽鈭D平頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。凸頂凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向

7、作用、有利于改善換氣過程。凹頂凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。2活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。1、接受活塞頂?shù)膲毫?，并傳給活塞銷。2、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一同密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，3、將頂部吸收的熱量經(jīng)過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：3活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并接受側(cè)壓力。裙部外表的維護(hù)1鍍錫油膜破壞時(shí)，起光滑作用；又可加速磨協(xié)作用。2涂石墨(柴油機(jī)易脆斷可加速磨合，自光滑。3外表粗糙化有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機(jī)油光滑。4活塞裙部外形任務(wù)時(shí)

8、，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬資料較多，所以膨脹量較大。所以在消費(fèi)時(shí)先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。銷座方向裙部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形任務(wù)時(shí)向里變形制造時(shí)變形后開槽活塞汽油機(jī)二、活塞環(huán)一氣環(huán)1.作用：1密封：防止氣缸內(nèi)的氣體竄入油底殼；2傳熱：將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁；3輔助刮油、布油。 活塞環(huán)安裝三隙側(cè)隙背隙端隙氣環(huán)的密封氣環(huán)的泵油作用 氣環(huán)的泵油作用 氣環(huán)斷面外形：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓

9、為凸圓弧形2油環(huán)普通環(huán) 組合環(huán)刮油片軸向襯環(huán)徑向襯環(huán)油環(huán)的刮油作用三、活塞銷一作用：銜接活塞和連桿，并傳送活塞的力給連桿。二構(gòu)造：用低碳鋼或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體?；钊N的銜接方式全浮式半浮式活塞銷的偏置使活塞從緊縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過渡到另一邊，減少敲缸的聲音。 偏置銷座1、定義：活塞銷座朝向接受作功側(cè)壓力的一面圖示左側(cè)偏移1mm2mm。2、作用：減輕活塞換向時(shí)對(duì)氣缸壁的敲擊。 3、原理：因銷座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷座軸線以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下端提早換向。而活塞在越過上止點(diǎn)，側(cè)壓力反向時(shí)，活塞才以左下端接觸處為支點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)不是平移，完成換

10、向。四連桿功用： 將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿組件分解圖組成： 連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等組成。三、構(gòu)造1、小頭：用來安裝活塞銷，以銜接活塞。2、桿身：常做成“工字形斷面。3、大頭：與曲軸的連桿軸頸相連。大頭普通做成分開式，即連桿體大頭和連桿蓋。 切口方式：V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置方式并列式主副式叉式 1、并列式 優(yōu)點(diǎn)：連桿可以通用，兩列氣缸的活塞連桿組運(yùn)動(dòng)規(guī)律一樣。 缺陷：兩列氣缸軸心線沿曲軸軸向錯(cuò)開一段間隔，使曲軸長(zhǎng)度添加，剛度降低。2、主副連桿式 優(yōu)點(diǎn)：減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向尺寸； 缺陷：主副連桿不能互換，運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力不同。3、叉型連桿式 優(yōu)點(diǎn)：

11、運(yùn)動(dòng)規(guī)律一樣 缺陷：構(gòu)造復(fù)雜，工藝性差，剛度較低。連桿大頭及連桿瓦五連桿軸承俗稱小瓦1.作用： 維護(hù)連桿軸頸及連桿大頭孔。2.組成： 由鋼背和減磨層組成。鋼背由1mm3mm的低碳鋼制成。減磨層為0.3mm0.7mm的減磨合金，層質(zhì)較軟能維護(hù)軸頸。2.減磨層資料1 白合金巴氏合金：減磨性能好，但機(jī)械強(qiáng)度低，且耐熱性差。常用于負(fù)荷不大的汽油機(jī)。2 銅鉛合金：機(jī)械強(qiáng)度高，承載才干大，耐熱性好。多用于高負(fù)荷的柴油機(jī)。但其減磨性能差。 (3)鋁基合金：有鋁銻鎂合金、低錫鋁合金和高錫鋁合金三種。 1鋁銻鎂合金和低錫鋁合金： 械性能好，負(fù)載才干強(qiáng)，但其減磨性能差。主要用于柴油機(jī)。2)高錫鋁合金： 具有較好的

12、機(jī)械性能和減磨性能，廣泛運(yùn)用于柴油機(jī)和汽油機(jī)。3.4 曲軸飛輪組一、曲軸飛輪組的組成起動(dòng)爪正時(shí)齒輪主軸瓦皮帶輪改動(dòng)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸二、曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。還用來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助安裝。2、任務(wù)條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。接受交變載荷的沖擊。曲軸實(shí)物圖曲軸飛輪組的組成曲軸的分類全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。非全支承：相鄰曲拐間不都有主軸頸。曲軸的支承方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用全支承曲軸提高曲軸的剛度和彎曲強(qiáng)度，減輕主軸承的載荷曲軸的加工表面增多，主軸承數(shù)增多，使機(jī)體加長(zhǎng)柴油機(jī)一般多采用此種支撐方式非全支承曲軸縮短了曲軸的長(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)總

13、體長(zhǎng)度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機(jī)可以采用此種方式概念：在相鄰的兩個(gè)曲拐之間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否那么稱為非全支承曲軸。平衡重4、曲軸的軸向定位功用：保證曲柄連桿機(jī)構(gòu)在曲軸受軸向力時(shí)可以正常任務(wù)。軸向定位措施：1.翻邊軸瓦2.止推片3.止推環(huán)4.止推軸承三、曲拐的布置1普通規(guī)律1各缸的作功間隔要盡量平衡，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2延續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動(dòng)機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)展。3) 防止進(jìn)氣重疊4 V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右氣缸盡量交替作功。5曲拐布置盡能夠?qū)ΨQ、均勻以使發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)平衡性好。2常見曲軸曲拐的布置1四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置2四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)

14、火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。作功順序：13423直列四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸曲拐布置四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序1-5-3-6-2-46缸v型陳列8缸v型陳列四、曲軸改動(dòng)減振器一改動(dòng)振動(dòng)自在改動(dòng)振動(dòng)強(qiáng)迫改動(dòng)振動(dòng)共振功率損失、曲軸改動(dòng)變形甚至扭斷、正時(shí)齒輪產(chǎn)生沖擊噪聲等臨界轉(zhuǎn)速：發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速二改動(dòng)減振器功用：吸收曲軸改動(dòng)振動(dòng)的能量，消減改動(dòng)振動(dòng)。橡膠摩擦式改動(dòng)減振器四、飛輪一功用：將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分儲(chǔ)存起來，用以在其他行程中抑制阻力，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、 下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡能夠均勻，并使發(fā)動(dòng)機(jī)有能夠抑制短時(shí)間的超載荷，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給離合器。