汽車構(gòu)造曲柄連桿機構(gòu)

關(guān)于汽車構(gòu)造曲柄連桿機構(gòu)第一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二Ⅰ、教學(xué)目的及教學(xué)要求：了解曲柄連桿機構(gòu)的功用和受力情況；掌握機體組中各個零件的構(gòu)造特點和功用；掌握連桿組中各個部件的作用、材料、構(gòu)造特點；掌握曲軸飛輪組中的曲軸、飛輪的作用、材料、結(jié)構(gòu)特點。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容：曲柄連桿機構(gòu)的功用與組成、工作條件及受力分析，缸體與曲軸箱，氣缸與氣缸套，氣缸蓋與氣缸墊，油底殼、發(fā)動機的支承、活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器。Ⅲ、重點和難點：重點：是氣缸套、氣缸蓋、活塞、活塞環(huán)、曲軸構(gòu)造；難點：是缸體結(jié)構(gòu)形式。第二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二機體組活塞連桿組曲軸飛輪組第三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二2.1概述一、功用

將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。二、組成

1、機體組

2、活塞連桿組

3、曲軸飛輪組第四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二三、工作條件承受機械載荷：

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。第五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二2.2機體組機體組組成：由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等不動件組成。曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸

第六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二一、氣缸體與曲軸箱一汽奧迪100汽車發(fā)動機氣缸體1、氣缸體:水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱。第七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二名稱性能應(yīng)用

一般式（平分式）機體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強度差。492Q汽油機，90系列柴油機。龍門式強度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機上。油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。（1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為2、氣缸體的分類：第八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（2）根據(jù)冷卻方式不同1、水冷2、風(fēng)冷散熱片風(fēng)冷氣缸體和氣缸蓋2、氣缸體的分類：第九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（3）根據(jù)氣缸的排列方式結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。縮短了機體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。2、氣缸體的分類：第十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二高度小，總體布置方便。對置氣缸式發(fā)動機第十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（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，延長了氣缸體的使用壽命。2、氣缸體的分類：第十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（5）干缸套和濕缸套名稱特點示意圖干缸套外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚1~3mm。濕缸套外壁直接與冷卻水接觸。壁厚5~9mm。強度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強度和剛度不如干缸套，易漏水。2、氣缸體的分類：第十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二二、曲軸箱1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。

2、結(jié)構(gòu)：上軸箱與氣缸體鑄成一體下軸箱貯存潤滑油（油底殼）3、材料：薄鋼板沖壓桑塔納發(fā)動機油底殼第十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二三、氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)猓猿惺艿臒嶝?fù)荷很大。第十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞第十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二二、燃燒室名稱特點示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、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長切諾基盆形工藝性好、成本低、進排氣效果不如半球形燃燒室捷達奧迪第十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（九）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、材料：有彈性、耐熱性、耐壓性3、安裝時注意方向第十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二2.3活塞連桿組氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋第十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（一）活塞1、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達600~700K，且分布不均勻；高速，線速度達到10m/s，承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_3~5MPa（汽油機）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3、材料：鋁合金：質(zhì)量小導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵

活塞應(yīng)具備的特點A剛度和強度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力第二十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二3、活塞的結(jié)構(gòu)（1）活塞頂部功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。第二十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二活塞頂分類形狀示意圖平頂凸頂凹頂結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機上。凸起呈球狀、頂部強度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過程。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。第二十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（2）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、

2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，

3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：活塞銷孔第二十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（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：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。第二十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二裙部表面的保護1）鍍錫油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油機）易脆斷可加速磨合，自潤滑。3）表面粗糙化有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機油潤滑。第二十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（4）活塞形狀工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹量較大。所以在生產(chǎn)時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)生變形工作時向里變形桶形不受壓力的部分，去掉后可以減輕質(zhì)量。第二十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二開槽活塞（汽油機）絕熱槽膨脹槽圓槽第二十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（二）活塞環(huán)

活塞環(huán)：是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。工作條件：

高溫、高壓、高速、極難潤滑。

平均壽命：6萬公里（1）氣環(huán)作用：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，再由冷卻水將其帶走。切口氣環(huán)第二十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二氣環(huán)的泵油作用第二十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二氣環(huán)的泵油作用演示第三十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二氣環(huán)斷面形狀：形狀特點示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對稱，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)外圓為凸圓弧形第三十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（2）油環(huán)種類普通油環(huán)組合式油環(huán)示意圖刮油片軸向襯環(huán)徑向襯環(huán)刮油片第三十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二油環(huán)的刮油作用第三十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（三）活塞銷作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿。構(gòu)造：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。第三十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二活塞銷的連接方式連桿活塞銷全浮式半浮式第三十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二活塞銷的偏置偏置的目的：使活塞從壓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。第三十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（四）連桿作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。連桿組件分解圖第三十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二V型發(fā)動機連桿的布置形式并列式主副式叉式第三十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二連桿軸瓦定位凸鍵油槽潤滑減磨合金層第三十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二連桿大頭的連接形式平分式斜分式第四十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二

桑塔納轎車發(fā)動機曲軸飛輪組第四十一頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二2.4曲軸飛輪組一、曲軸飛輪組的組成起動爪正時齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸第四十二頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二二、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ν廨敵?。還用來驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其他各種輔助裝置。

2、工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。第四十三頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二3、結(jié)構(gòu)：前端軸連桿軸頸曲軸軸頸后端軸平衡重曲拐曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲柄第四十四頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二曲軸的支承方式優(yōu)點缺點應(yīng)用全支承曲軸提高曲軸的剛度和彎曲強度，減輕主軸承的載荷曲軸的加工表面增多，主軸承數(shù)增多，使機體加長柴油機一般多采用此種支撐方式非全支承曲軸縮短了曲軸的長度，使發(fā)動機總體長度有所減小主軸承載荷較大承受載荷較小的汽油機可以采用此種方式概念：

在相鄰的兩個曲拐之間都設(shè)置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲軸。第四十五頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二三、曲拐的布置（1）一般規(guī)律1）各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2）連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動機的前半部和后半部交替進行。3）V型發(fā)動機左右氣缸盡量交替作功。4）曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機工作平衡性好。發(fā)火間隔角=720/ii:為多缸發(fā)動機的缸數(shù)第四十六頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二（2）常見曲軸曲拐的布置1）四沖程四缸發(fā)動機曲拐布置發(fā)火間隔角=720/4=180°第四十七頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二2）四沖程四缸發(fā)動機點火順序點火順序：各缸完成同名行程的次序。發(fā)火次序也可是1-2-4-3第四十八頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二3）直列四沖程六缸發(fā)動機曲軸曲拐布置發(fā)火間隔角=720/6=120°第四十九頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二

四沖程六缸發(fā)動機點火順序第五十頁，共五十七頁，編輯于2023年，星期二四、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器（一）扭轉(zhuǎn)振動自由扭轉(zhuǎn)振動

強迫扭轉(zhuǎn)振動共振功率損失、曲軸扭轉(zhuǎn)變形甚至扭斷、正時齒輪產(chǎn)生沖擊噪聲等臨界轉(zhuǎn)速：發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速第五十一頁，共五十七頁，編輯于2