第 3 章 曲柄連桿機構

12024/3/4第三章

曲柄連桿機構車用發(fā)動機構造與原理2024/3/42本章基本內(nèi)容§3.1曲柄連桿機構概述§3.2機體組§3.3活塞連桿組§3.4曲軸飛輪組§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動2024/3/43§3.1曲柄連桿機構概述1.功能2.組成將熱能轉變?yōu)闄C械能將往復運動轉變成旋轉運動，對外輸出扭矩。機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組1.機械負荷（1）氣體作用力；一.曲柄連桿機構的功用和組成二.曲柄連桿機構的工作條件2024/3/44§3.1曲柄連桿機構概述2.熱負荷3.高速運轉4.摩擦磨損（2）慣性力；（3）側作用力。往復慣性力旋轉慣性力m/s活塞平均速度：2024/3/45§3.2機體組2.組成：（1）氣缸蓋；（2）氣缸體；（3）上、下曲軸箱；（3）氣缸套；（4）主軸承蓋；（5）飛輪殼及各個連接件。發(fā)動機的支架，各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。氣缸蓋與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室。水套和油道以及油底殼組成冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)。1.功能：一.機體組的功能和組成2024/3/461.功用：2.分類：支承曲柄連桿機構的運動件，保證其相互位置的正確性；形成水道、油道；安裝附件；承受內(nèi)燃機工作時所產(chǎn)生的作用力；安裝于車輛底盤上的支承點。缸體-曲軸箱：普通式、龍門式、隧道式下曲軸箱：油底殼（干式、濕式）3.材料和制造：§3.2機體組二.氣缸體與曲軸箱2024/3/471.功用：2.分類：對活塞起導向作用；組成氣體的工作空間。干式氣缸套：1～3mm濕式氣缸套：5～9mm3.材料和制造：§3.2機體組球墨鑄鐵、合金鑄鐵、高磷鑄鐵三.氣缸套2024/3/481.功用：3.分類：封閉氣缸，與活塞共同組成燃燒室；為其他機構和零部件提供安裝位置；整體式、分體式4.材料和制造：§3.2機體組鑄鐵、鋁合金2.特點：結構復雜、承受高強度的機械負荷和熱負荷四.氣缸蓋2024/3/491.功用：3.分類：保持氣缸密封；保證冷卻液和機油不泄漏。金屬－石棉襯墊；金屬－復合材料襯墊；全金屬襯墊。§3.2機體組2.要求：一定的強度和良好的彈性；耐壓、耐熱、耐腐蝕性。五.氣缸墊2024/3/410§3.3活塞連桿組2.組成：組成可變的工作容積；承受燃氣壓力；完成力的傳遞和運動轉換。1.功能：（1）活塞組（2）連桿組連桿體、連桿蓋、連桿襯套、連桿軸瓦和連桿螺栓等一.活塞連桿組的功能和組成活塞、活塞環(huán)、活塞銷和活塞銷擋2024/3/4111.功用：2.結構：頭部、裙部3.變形：§3.3活塞連桿組4.冷卻：金屬受熱膨脹不均勻；活塞頂部承受燃氣壓力；裙部承受側作用力。二.活塞承受燃燒氣體壓力；將壓力通過活塞銷傳遞給連桿；頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。2024/3/4121.功用密封高溫高壓燃氣；向氣缸壁面?zhèn)鳠幔粚飧妆诿孢M行布油和刮油?！?.3活塞連桿組三.活塞環(huán)2.分類氣環(huán)——密封、傳熱；油環(huán)——布油、刮油；3.氣環(huán)矩形環(huán)、錐形環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶形環(huán)矩形環(huán)的泵油現(xiàn)象4.油環(huán)整體式油環(huán)；鋼片組合式油環(huán)。2024/3/413§3.3活塞連桿組1.功用：連接活塞和連桿；在活塞和連桿之間傳遞力。2.要求：四.活塞銷3.配合方式與連桿小頭襯套為動配合——“全浮式”；與活塞為過渡配合或者小過盈配合。足夠的剛度、強度和耐磨性；質(zhì)量輕、適當?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。2024/3/4141.功用：將活塞受力傳遞給曲軸；將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動?！?.3活塞連桿組2.結構：3.V型發(fā)動機連桿：連桿小頭桿身連桿大頭定位方式：圓銷定位、鋸齒定位、止口定位、套筒定位并列連桿、差型連桿、主附連桿。五.連桿2024/3/415§3.4曲軸飛輪組1.組成：將力轉換為扭矩對外做功；驅(qū)動配氣機構和其它機構。1.功能：曲軸、飛輪、平衡重、減震器、傳動齒輪等。2.組成：2.類型：一.曲軸飛輪組的功用和組成二.曲軸結構前端（自由端）、后端（功率輸出端）、曲柄。整體式、組合式2024/3/416§3.4曲軸飛輪組全支承、非全支承。2.軸向定位1.曲軸的支承三.曲軸的支撐和軸向定位傳動齒輪為斜齒輪，產(chǎn)生軸向力；離合器分離時對曲軸產(chǎn)生軸向力；車輛上下坡重力的作用產(chǎn)生軸向力。2024/3/417§3.4曲軸飛輪組1.曲柄夾角與氣缸數(shù)、氣缸排列、沖程數(shù)有關2.發(fā)火順序點火均勻性平衡性發(fā)火均勻，相鄰兩缸不要連續(xù)發(fā)火；V型機點火順序應盡量安排成左、右氣缸交替點火。原則：四.曲曲柄夾角與發(fā)火順序2024/3/418§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動1.燃氣作用力3.活塞上總作用力PΣ的分解與傳遞一.曲柄連桿機構中的作用力與力矩2.慣性力往復慣性力旋轉慣性力2024/3/419§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動一.曲柄連桿機構中的作用力與力矩FΣNKTZT”T’K’FΣ’N”N’Z’2024/3/420§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動1.直列發(fā)動機的平衡2.V型發(fā)動機的平衡二.內(nèi)燃機的平衡Pj1Pj2PrMj1Mj2MrΣFj1ΣFj2ΣFrΣMj1ΣMj2ΣMr一次往復慣性力二次往復慣性力旋轉慣性力一次往復慣性力距二次往復慣性力矩旋轉慣性力矩2024/3/421§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動3.平衡的措施二.內(nèi)燃機的平衡平衡重；平衡軸。三.內(nèi)燃機的扭轉振動1.單質(zhì)量的扭轉振動系統(tǒng)（1）無阻尼自由振動（2）有阻尼的強迫振動；；2024/3/422§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動2.多質(zhì)量無阻尼自由振動2024/3/423§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動3.干擾力矩的分解干擾力矩的諧次二沖程機：四沖程機：2024/3/424§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動4.強迫振動與共振（1）強迫振動（2）共振2024/3/425§3.5內(nèi)燃機的平衡與扭轉振動5.減振措施（1）調(diào)頻法（2）降幅法Ann2n1Ann2n1Ann2n1（3）減振器2024/3/426a）做功行程b）壓縮行程

2024/3/427a）活塞在上半行程時b）活塞在下半行程時

2024/3/4281.曲軸箱通風管蓋；2.螺母；3.墊片；4.螺柱；5.氣缸蓋罩；6.密封墊；7.氣缸蓋；8(23).水堵（碗形塞）；9.氣缸襯墊；10.干式氣缸套；11.機體；12(14).密封條；13.后主軸承蓋；15.主軸承螺栓；16中間主軸承蓋；17.前主軸承蓋；18.定時齒輪室蓋；19曲軸前油封；20(22).襯墊；21.墊板機體組的組成（EQ6100-1）

2024/3/4291－機體和曲軸箱；2、7－碗型塞；3－凸輪軸襯套；4、5、22－主軸承螺栓；6－氣缸套；8－左側面碗型塞；9－通風彎管；10、30－圓柱銷；11－油道碗型塞；12－后端面碗型塞；14、15－密封圈、套管；16－圓柱銷；17－彈性圓柱銷；18－后油封；19、20－螺塞、墊圈；21、23－內(nèi)六角圓柱螺釘、墊圈；24、25－碗型塞、回油短管；26－螺塞；27、29－雙頭螺栓；28－飛輪殼；31－飛輪殼螺塞；32、33－彈簧墊圈、六角螺母；35、36－雙頭螺柱；37－螺母；38－觀察孔蓋；39－六角螺栓；41－碗型蓋；42－氣缸蓋螺塞直列發(fā)動機機體（WD615）2024/3/4301.機體頂面；2.氣缸；3.水套；4.主油道；5.橫隔板上的加強肋；6.機體底面；7.主軸承座；8.缸間橫隔板；9.機體側臂；10側壁上的加強肋水冷發(fā)動機的機體

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圖2－13風冷發(fā)動機的汽缸體

1.氣缸；2.散熱片；3.凸輪軸孔；4.主軸承孔；5.主軸承蓋橫向緊固螺栓；6.氣缸體安裝孔；7.定時傳動室圖2-7

風冷發(fā)動機的氣缸體與曲軸箱

2024/3/433a）普通式b）龍門式c）隧道式2024/3/4341.密封墊；2.油底殼；3.密封圈；4.雌性放油螺塞油底殼

2024/3/4352024/3/436無氣缸套缸體曲軸箱2024/3/437b)a)干式氣缸套b）濕式氣缸套有氣缸套的缸體曲軸箱

2024/3/438各種形式的氣缸蓋2024/3/439汽油機的燃燒室

(a)楔形燃燒室(b)浴盆形燃燒室(c)半球形燃燒室

柴油機分隔式燃燒室

（a）渦流室式燃燒室（b）預燃室式燃燒室2024/3/440

金屬－石棉襯墊2024/3/441（a）硬鋁板；（b）沖壓鋼片；（a）一疊薄鋼片金屬襯墊2024/3/442Ⅰ－活塞組；Ⅱ－連桿組；Ⅲ－曲軸飛輪組1－曲軸定時齒輪；2－下止推片；3－平衡重；4－曲軸；5－定位銷；6－飛輪；7－飛輪螺栓；8－變速器第一軸承；9、16－擋圈；10－上止推片；11－上氣環(huán)；12－下氣環(huán)；13－油環(huán)；14－活塞；15－活塞銷；17－連桿螺栓；18－連桿體；19－連桿蓋；20－連桿軸承；21－連桿螺母2024/3/4431－活塞頂；2－活塞頭部；3－活塞裙部；4－活塞銷孔；5－燃燒室凹坑；6－氣門凹坑；7－活塞頂岸；8－活塞環(huán)岸；9－擋圈槽；10－活塞銷座；11－回油孔；12－油環(huán)槽；13－氣環(huán)槽；14－加強肋活塞各部名稱

2024/3/444

a）平頂活塞；b）凹頂活塞；c）凸頂活塞；d）、e)、f)直噴式柴油機活塞活塞頂部形狀

2024/3/4452024/3/446

1－噴油孔；2－噴油嘴；3－環(huán)形油槽；4－冷卻油道油冷活塞

2024/3/447a）氣環(huán)；b）槽孔整體式油環(huán)；c）鋼帶組合式油環(huán)1－外圓面；2－側面；3－內(nèi)圓面；4－徑向厚度；5－環(huán)高；6－開口；7－開口端面；8－端隙；9－側隙；10－徑向間隙；11－回油孔；12－上刮油唇；13－下刮油唇；14－上刮片；15－撐簧；16－下刮片活塞環(huán)各部名稱2024/3/448氣環(huán)的開口形狀氣環(huán)的密封原理a)平切口b)階梯切口c)斜切口2024/3/449a）矩形環(huán)；b）錐面環(huán)；c）、d）上側面內(nèi)切正扭曲環(huán)；e)下側面外切正扭曲環(huán)；f）下側面內(nèi)切反扭曲環(huán)；g）梯形環(huán)；h）楔形環(huán)；i）桶面環(huán)；j）開槽環(huán)；k）、l)頂岸環(huán)氣環(huán)的斷面形狀

2024/3/450矩形環(huán)的泵油作用

2024/3/451a）進氣、壓縮、排氣行程；b）作功行程扭曲環(huán)工作原理梯形環(huán)側隙的變化2024/3/452

a）圓柱形內(nèi)孔；b）截錐形內(nèi)孔；c）組合形內(nèi)孔活塞銷的結構2024/3/453a）

平切口連桿；b）斜切口連桿1－連桿體；2－連桿小頭襯套；3－連桿軸承上軸瓦；4－連桿軸承下軸瓦；5－連桿蓋；6－螺母；7－連桿螺母；A－集油孔；B-噴油孔連桿組及其各部名稱2024/3/454a）全浮式連桿小頭；b）楔形全浮式連桿小頭；c）半浮式連桿小頭連桿小頭結構形狀2024/3/455桿身的工字形端面2024/3/45