第二章曲柄连杆机构
第一节概述
1.曲柄连杆机构是往复活塞式发动机的重要工作机构。其功用是将燃料燃烧后作用在活
塞顶上的气体膨胀压力转变为推动曲轴旋转的转矩，向工作机械输出机械能。
2.曲柄连杆机构的零部件主要有以下三部分组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
第二节机体组
1.机体组主要由气缸体、气缸盖、曲轴箱、油底壳和气缸垫等组成，它的作用是发动机各
机构、各系统的装载基体。
（一）气缸体
1.汽缸体上半部分有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆形空腔，称为气缸；下半部
为支撑曲轴的曲轴箱。
2.水冷式发动机气缸体中，布置有许多的水套，通过冷却液在其中循环流动，逮走由活塞，
活塞环传给气缸，再传给冷却液的大量热量，从而保证发动机连续工作的正常温度。3.气缸体材料要有足够的强度和刚度，导热性、耐磨性要好，质量要轻，同时从气缸体的
加工工艺上也应采取措施满足发动机的要求。
4.气缸体根据汽车发动机不同的要求，结构形式也不同，主要分为三种：
①一般是气缸体：特点是高度低，重量轻，便于机械加工。
②龙门式气缸体：刚度和强度较好，与油底壳的安装配合简单，缺点是重量较大工艺
性较差。
③隧道式气缸体：结构刚度最好，但比较笨重。
5.汽车发动机气缸套有干式和湿式两种：
①干式气缸套：此种气缸套与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气，但此种缸套的冷却
效果较差。
②湿式气缸套：此种气缸套铸造方便，易拆卸更换，冷却效果较好；但是气缸体刚度
较差，容易漏水、漏气。多用于汽车柴油机上。
③轿车发动机大多采用刚度高的不镶缸套或镶干式缸套的形式。
④发动机气缸排列形式基本上有单列式和双列式。
6.双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角γ＜180°，为V形。其优点是大大缩短了发
动机的长度，降低了发动机的高度，增加了气缸体的刚度，结构十分紧凑，重量轻，尺寸小，多用在大排量高功率的高级轿车上。缺点是形状复杂，加工较为困难，发动机的宽度有所增加。双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角γ＝180°时为对置式。它的优点是高度更低，轿车整体布置更为方便，缺点是发动机的宽度大大增加。
（一）气缸盖和汽缸衬垫
一、气缸盖
1.气缸盖简称缸盖，主要作用是封闭气缸体上部，并与活塞顶和气缸壁一起构成燃烧室。
2.缸盖的结构取决于发动机的冷却方式、燃烧室形状以及配气机构的布置形式等因素。
3.在气缸盖上布置的零部件主要由气门组、气门传动组、进排气道、火花塞（汽油机）或者喷油器（柴油机）、各种传感器等。
4.根据气缸盖的工作条件,气缸盖一般采用铸铁或铝合金制造,它的优点是强度高,不易变形,缺点是导热性差。
5.气缸盖的结构形式有三种：单体式、块状式和整体式。前二者由于缸盖较短,所以缸盖的密封性、刚度较好，制造和维修方便，但发动机长度增加，多用于缸径较大、气缸数较多的发动机。整体式缸盖则可以缩短发动机长度，减少缸盖零件数目。风冷发动机为了便于铸造和加工，大多采用整体式气缸盖。
二、燃烧室
1. 发动机燃烧室由活塞顶、气缸壁及气缸盖上相应的凹部空间组成。
2.常见的燃烧室形状有以下几种：
①浴盆形燃烧室：优点是结构比较简单、紧凑；能形成挤气涡流；工作柔和。缺点是只布
置较小直径的气门，进排气阻力较大，充气效率低。
②楔形燃烧室：结构比较简单；能产生强烈的挤气涡流；气流流动阻力小，充气效率浴盆
形燃烧室高。缺点是散热面积达，热损失大。
③半球形燃烧室：优点是燃烧室结构紧凑，可以通过增大气门直径来提高发动机的充气效
率；火花塞多位于燃烧室中部，火焰行程短，燃烧速度快，不易产生爆燃；动力性、经济性较好。缺点是配气机构复杂。
④双球形燃烧室：它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。
⑤多气门蓬形燃烧室：优点是燃烧室结构紧凑，能通过采用布置形式提高发动机的充气效
率；火花塞布置在燃烧室中央，缩短了火焰传播距离，降低了爆燃倾向，可以采用较高压缩比。
三、气缸垫
1.气缸垫安装在气缸盖和气缸体的结合面之间。它主要功用是弥补加工误差，保证缸体与
气缸盖结合面的密封性，防止燃气、冷却液、润滑油互。
2.目前在汽车上使用的汽缸垫主要有以下几种：
①金属-石棉衬垫
②纯金属气缸垫
③加强型无石棉气缸垫
四、油底壳
油底壳的主要功用是贮存润滑油并封闭曲轴箱。
第三节
活塞连杆组主要由活塞、活塞、活塞、连杆、卡环等零部件组成。
一、活塞
1.活塞的主要功能是在做功行程承受气体作用力，并将此力通过活塞销传给连杆，再由连
杆传给曲轴，以推动曲轴旋转。
2.活塞顶与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
3.汽油机广泛采用铝合金活塞，它具有质量轻、导热性好的优点。缺点是热膨胀系数较大，
高温下强度和硬度下降较快。
4.活塞用铝合金材料根据不同的元素或成分，分为共晶铝硅合金和铝铜合金两大类。前者
具有耐磨性好，热膨胀系数较小，耐腐蚀，硬度刚度和疲劳强度好的优点，应用较为广泛。后者则由于密度大、热膨胀系数大，在轿车发动机中已基本不采用。
5.强化发动机活塞为了达到高强度、耐热性好的要求，常采用高级铸铁和耐热钢作为。
6.对于转速较高的发动机，需采用质量较轻的活塞材料，如铝合金；对于低速发动机，现
多用耐磨、耐腐蚀、加工容易、价格便宜的灰铸铁作为活塞的材料。
7.活塞的基本结构由顶部、头部、裙部三部分组成。
8.活塞顶部的形状与发动机燃烧室结构形式有关，通常有平顶凹顶和凸顶等：
①平顶：结构简单，加工容易，受热面积小。
②凹顶：改善混合气的形成和燃烧而采用凹顶。
9.在活塞顶部除有燃烧室凹坑外，为了避免气门和活塞顶部发生碰撞，有的活塞顶还加工
有让气门坑。
10.活塞头部是指活塞最后一个环槽以上的部分。头部的主要作用是承受气体压力，与活塞
环一起实现对高温、高压燃气的密封，将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁，再传给冷却液，所以头部又叫防漏部。
11.头部加工有安装活塞环的环槽，有径向油孔的为油环槽，其余为气环槽。环槽不应太多。
环槽的形状应与活塞环的断面形状一致。
12.为了尽量减缓高温燃气对第一环槽的热传递，常在第一环槽上面切出一道较环槽窄的隔
热槽。
13.活塞裙部是指从最后一道油环槽下缘起至活塞底面的部分。它主要作用是引导活塞在气
缸内上下往复运动，同时承受气缸壁施加给活塞的侧压力，并将头部传下来的气体力通过活塞销座、活塞销传给连杆。
14.现短行程的轿车发动机多采用拖板式或半拖板式活塞。
15.活塞工作时，裙部会产生椭圆变形，主要原因：
1)在气缸内燃气压力的作用下，活塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形，使销座在轴线
方向有向外扩张的趋势，从而在沿销的轴线方向引起较大的变形。
2)在气缸壁对活塞的侧压力作用下，使活塞沿活塞销的轴线方向发生变形。
3)在活塞销做空出，金属量堆积越多，所以在受热后产生的膨胀量很大，由此引起椭
圆变形。
16.预防和控制裙部的椭圆变形：
1)尽量减少活塞的受热
2)采用椭圆锥裙
3)对汽油机活塞，在裙部开“T”形槽或“Ⅱ”形槽，达到“横槽隔热，纵槽防胀”
的目的
4)在铝合金活塞上镶铸恒范钢片或筒形钢片等，限制活塞的变形量，钢片的材料用含
镍33％~36％的低碳钢制成，受热后的线膨胀系数约为铸铝合金的1/10。
5)在保证活塞强度的前提下，削掉销座周围的一些金属，或者采用“拖板式活塞”。
二、活塞环
1.活塞环按照用途分为气环和油环两种。
2.柴油机与汽油机的压缩比和活塞等零件的结构不同，所要求的活塞环数目也各
不相同，一般汽油机的气环为2~3道，油环为1道；柴油机的气环为3~4道，
油环为1~2道.
（一）气环
1.气环也叫压缩环，它的功用是与活塞一起密封高温高压的燃气，防止燃气窜入
曲轴箱，并将活塞头部的热量通过气缸壁传给冷却液或者空气，同时辅助油环
控制气缸壁上的润滑油。其中密封是主要作用，是传热的前提。
2.气环是发动机中磨损最快的零件之一。
3.对于工作条件最恶劣的第一环，则进行表面镀铬，镀铬后的环硬度高、熔点高、
摩擦因数小、耐腐蚀、导热性好，环的寿命可提高达2~3倍。另外，喷钼也可
以提高其耐磨性，
4.从气环漏气的通道只有三条：环面与气缸壁之间、环与环槽的侧面之间、切口
间隙处。
5.气环有直切口、斜切口、搭切口、封闭切口四种切口形状，前三者均用于四冲
程发动机，后者主要用于二冲程汽油机，也叫带防转销钉切口。
（二）油环
1.油环的主要作用是刮掉缸壁上多余的润滑油，将缸壁上的润滑油均匀分布；辅
助气环密封。
2.油环的控油原理：
当活塞下行时，油环在摩擦力和惯性力的作用下紧靠环槽上缘，此时由油环刮下的润滑油通过环的下侧隙挤入背隙，在一定压力的作用下，润滑油从背隙通过回油槽流出，最后滴回油底壳。当活塞上行时，由气环和油环刮下的润滑油从环的上册隙进入背隙，再从背隙通过回油槽流出回到油底壳。
（三）活塞销
1.活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，并将活塞承受的气体作用力传给连杆。
2.活塞工作时，在高温下承受很大的周期性冲击载荷，并与连杆小头的配合表面
之间润滑条件较差。
3.活塞销与销座、连杆小头的连接主要有全浮式和半浮式两种类型。
4.全浮式：即在发动机工作时，活塞销不仅可以在连杆小头的衬套孔内自由转动，
而且在销座孔内也可以缓慢转动。
5.半浮式：指的是销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动，销座孔内
无卡环，连杆小头处无衬套。
（四）连杆
1.连杆的功用是将活塞承受的气体作用力传给曲轴，把活塞的往复运动转变为
曲轴的旋转运动。
2.连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓、连杆轴瓦等组成。
3.连杆在运动时主要承受活塞传来的气体作用力及活塞往复运动时的惯性力，
力的大小和方向均作周期性变化。因此，要求连杆在质量尽可能小的条件下，
具有足够的强度和刚度。
4.连杆由小头。杆身、大头三部分组成。
5.连杆小头通过活塞销与活塞相连接，起着传力的作用，同时相对与活塞销座
往复摆动。小头孔内以一定的过盈量压入减摩青铜衬套或钢背加青铜镀层的
双金属衬套。在销头和衬套上加工有集油孔或机油槽，用来收集通过曲轴飞
溅上来的润滑油以活塞销和连杆衬套。此种润滑方式成为飞溅润滑。
6.连杆大头与连杆盖必须配对加工，配对安装，各气缸之间连杆盖不能互换。
7.连杆大头的部分可分为平剖喝斜剖两种形式。
第三节曲轴飞轮组
(一)曲轴
1.曲轴的功用是将活塞连杆组传来的气体作用力转变成曲轴的旋转力
矩，再通过飞轮、离合器和汽车传动系统来驱动汽车行驶；同时驱
动发动机的辅助装置工作。
2.为提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，
圆角处要经滚压强化处理。
3.汽车发动机曲轴有整体式和组合式两种结构形式。
4.曲轴主要由前端轴、主轴颈。连杆轴颈和后凸缘等组成。
5.主轴颈是曲轴的支撑部分。根据主轴颈的设置和数目的多少，可以
把曲轴分为全支撑曲轴和非全分曲轴两种。
6.连杆轴颈也叫曲柄销，与连杆大头装配在一起。
7.在直列式发动机上，连杆轴颈数与气缸数相同。在V形发动机上，
连杆轴颈数为气缸数的一半。
8.主轴颈和连杆轴颈是发动机中最关键的滑动配合副，均需良好润滑。
9.曲柄是连杆主轴颈和连杆轴颈的部分
10.平衡重的功用是平衡发动机不平衡的旋转惯性力及其力矩，有时也用来平衡
一部分往复惯性力，使发动机运转平衡。
11.平衡中形状多呈扇形，为了在较小的质量下获得较大的离心力，应尽量使平
衡重的重心远离曲轴旋转中心。
12.曲轴后端有安装飞轮用的凸缘。为了防止润滑油沿轴颈流出油底壳，在曲轴
后端设有防漏装置。常用的防漏装置有回油螺栓、填料油封、挡油环、自紧油封。
13.为了控制发动机在工作时曲轴的轴向窜动，在曲轴上设置有轴向定位装置。
14.曲轴的形状和曲拐之间得想对为止取决于发动机的缸数、气缸排列方式和做
功顺序。
15.在确定多缸发动机的做功顺序，应遵循以下原则：
1)连续做功的两缸应尽可能的远。
2)三缸以上发动机的做功间隔脚应力求均匀。
3)V形发动机左右两列气缸应交替做功。
4)曲拐布置应尽可能对称、均衡
（二）主轴承和主轴承瓦
主轴承瓦（俗称达瓦）的基本结构与连杆轴承相同。不同之处在于主轴承一般开有轴向油槽和主油孔，对于负荷不太大的发动机，为了通用化，上下两片轴瓦都加工有油槽，而有些负荷大的发动机只在上挖开油槽或油孔，这种瓦上下不能装反。在拆装时，使用过的主轴承不能互换。
（三）扭转减震器
发动机为了消除或降低曲轴的扭转振动，一般在曲轴前端安装扭转减振器。
（四）飞轮
1.飞轮是转动惯量的盘形零件，主要功用是存储做功行程的能量，保证
发动机运转平稳。
2.飞轮与曲轴完成动平衡之后不能互换。若发生变化，应对曲轴和飞轮
重新进行动平衡。
第三章曲柄连杆机构练习题 1、曲柄连杆机构由哪些零件组成？其功用是什么？ 2、试述气缸体的三种形式及特点。 P29 3、解释下列名词： a、上止点b,下止点c,活塞行程d,汽缸工作容积 e,燃烧室容积f,汽缸总容积g,发动机排量h,压缩比 i,工作循环j,四冲程发动机k,二冲程发动机 4、铝合金活塞预先做成椭园形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？确定发动机的点火 顺序的原则有哪些？
7、内燃机中的飞轮起什么作用？ 8、内燃机与外燃机相比，具有哪些优点？ 9、曲柄连杆机构的主要零件可以分为哪三组？ 10、内燃机的燃烧室有盆型; 楔型和半球型等三种。 12、活塞连杆组由活塞、、、和轴瓦等组成。 13、活塞可分为三部分，、和。 14、活塞环是具有弹性的开口环，有和两种。气环的作用是；油环的作用是。气环的开口切口;切口; 切口和带防转销钉槽等四种形式. 15、连杆分为三部分：即连杆、连杆杆身和连杆（包括连杆盖）。 16、曲轴由曲轴前端轴（自由端）、曲拐及曲轴后端轴三部分组成。 17、请对比四行程汽油机与四行程柴油机的优缺点。 18、简述曲柄连杆机构的功用与工作条件。 19、气缸的排列方式有哪些？ 20、按照冷却水冷却气缸套的方式来划分，气缸套有气缸套和气缸套两种。 21、简述气缸盖的功用;工作条件;制造材料和汽缸盖的结构分类。
22、气缸垫有什么作用? 23、简述活塞的功用;工作条件对其要求和制造材料. 24、简述活塞各部的位置和其功用. 25、活塞销有何功用？其工作条件如何？它与活塞之间采用什么方式连接？ 26、连杆有何功用？其工作条件;材料及对其要求如何？
实习一机体组与曲柄连杆机构的拆装 一、目的要求 通过对曲柄连杆机构与机体零件的观察，要求学生初步掌握发动机的基本工作原理，熟悉曲柄连杆机构和机体零件的组成、功用、相互联系及结构特点。 二、设备、仪器和工具 1、485或495柴油机一台； 2、汽油机一台； 3、各种类型的曲柄连杆总成或部件和零件； 4、拆装工具一套； 5、相关挂图一套； 三、拆装观察要点 1、进一步熟悉、解剖发动机总体结构，复习四冲程和两冲程发动机工作原理。 2、搞清各零件的名称、功用、结构特点和相互关系。并分析曲柄连杆机构运动的规律和受力情况与典型磨损的关系。注意柴油机与汽油机零件的结构特点。 （1）机体、缸套、缸盖、缸垫、曲轴箱等零件的总体布置，不同型号与缸鼓的发动机上同名零件结构的特点与差异。 （2）常用燃烧室的结构特点。 （3）活塞连杆组的组成、功用、型式和结构特点。 （4）活塞与活塞销：气缸的配合、活塞销、连杆小头、活塞销座之间的固定方位。 （5）不同型号发动机活塞环的类型、数量和断面形状。 （6）单缸与多缸曲轴的结构特点，各部分的作用和平衡的实现，轴向移动及限制方法、曲轴减振器的作用及安装位置。 （7）轴承的结构特点、定位方法和固紧的要求。 （8）曲轴与飞轮的连接方法、飞轮上各记号的意义、曲轴与其轴瓦的配合。 （9）曲轴箱通气孔的作用、位置和构造。 （10）不同机体结构型式的特点：缸套安装要求 3、了解拆装曲柄连杆机构的要求 （1）缸盖螺栓的松紧次序。 （2）哪些零件不可互换。 （3）安装活塞销的方法和要求。 （4）轴承螺栓拧紧的要求。 （5）活塞环的安装方法、位置及环槽的配合要求。 四、拆装方法及步骤 活塞连杆组拆装操作步骤及工作要点 1、活塞连杆组的拆卸 （1）转动曲轴将准备拆卸的连杆对应的活塞转到下止点。见图1-42. （2）拆卸连杆螺母，取下连杆轴承盖，并按顺序放好。见图1-43. （3）用橡胶锤或手锤木柄推出活塞连杆组（应事先刮去气缸上的台阶，以免损坏活塞环），注意不要硬撬、硬敲，以免损伤气缸。见图1-44. （4）取出活塞连杆组后，应将连杆轴承盖、螺栓、螺母按原位装回，并注意连杆的装配标记。标记应朝向皮带盘，活塞、连杆和连杆轴承盖上打上对应缸号。
曲柄连杆机构 一、填空题 1．曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。活塞连杆组由（活塞）、（活塞环）、（活塞销）、（连杆）等组成。 2．活塞环包括（气环）、（油环）两种。 3．在安装气环时，各个气环的切口应该（相互交错），构成迷宫式封气装置，以对气缸中的高压燃气进行有效密封。 4．油环分为（普通油环）和组合油环两种，组合油环一般由（上下刮油片）和（胀簧）组成。5．在安装扭曲环时，应将其内圈切槽向（上），外圈切槽向（下），不能装反。 6．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用（全浮式）配合。 7．连杆由（连杆小头）、（杆身）和（连杆大头）三部分组成。 8．曲轴的曲拐数取决于发动机的（气缸数目）和（排列方式）。 9．曲轴按支承型式的不同分为（全支承曲轴）和（非全支承曲轴）；按加工方法的不同分为（整体式）和（组合式）。 10．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的（正时齿轮），驱动风扇和水泵的（皮带轮），止推片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有（起动爪），以便必要时用人力转动曲轴。 11．飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志，用以作为调整和检查（点火正时）和（点火间隙）的依据。 二、选择题 1．将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取由中央对称地向四周扩展的顺序分几次拧紧。 2．对于铝合金气缸盖，为了保证它的密封性能，在装配时，必须在（冷状态）状态下拧紧。因为铝膨胀系数大，热起来时可以保证密封的可靠性。铸铁气缸盖可以热状态下拧紧。 3．一般柴油机活塞顶部多采用（凹顶），汽油机活塞顶部多采用（平顶）。 4．为了保证活塞能正常工作，冷态下常将其沿径向做成（B）的椭圆形。 A．长轴在活塞销方向； B．长轴垂直于活塞销方向； C．A、B均可； D．A、B均不可 5．在负荷较高的柴油机上，第一环常采用（梯形环）。 6．直列式发动机的全支承曲轴的主轴径数等于（气缸数加1 ）。 7．按1－2－4－3顺序工作的发动机，当一缸压缩到上止点时，二缸活塞处于（A）行程下止点位置。A．进气 B．压缩 C．作功 D．排气 8．四行程六缸发动机曲轴各曲拐之间的夹角是（A）。A．60° B．90° C．120° D．180 11. 下列说法正确的是（） A、活塞顶的记号用来表示发动机功率 B、活塞顶的记号用来表示发动机转速 C、活塞顶的记号可以用来表示活塞及活塞销的安装和选配要求 D、活塞顶的记号用来表示连杆螺钉拧紧力矩 12. 下列说法正确的是（） A、活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动可以起导向作用 B、活塞裙部在做功时起密封作用 C、活塞裙部在做功时起承受气体侧压力作用 D、活塞裙部安装有2~3道活塞环 13.下列说法正确的是（） A、干式气缸套外壁直接比冷却水接触 B、干式气缸套壁厚比湿式气缸套薄
曲柄连杆机构机体组教案 一、教学内容分析 机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配机体。本次课的内容对汽车专业的学生在今后的学习和实践动手操作中起着重要的作用，只有掌握了发动机机体各组件的结构、作用和工作过程，才能继续深入学习与发动机有关的后续知识。 二、三维目标： 知识与技能： 1、掌握曲柄连杆机构的组成和作用； 2、掌握机体组的组成和作用； 3、掌握机体的结构形式主要有哪些。 过程与方法： 通过本次机体组这节课的学习，同学们将了解机体组各组成部件的结构形式及作用。由于同学们刚开始接触发动机，对发动机各个组成部件的相关知识还较生疏，所以，在讲解机体组这部分内容的时候以多媒体的方式来进行教学，通过课件上的图片或者视频的展示，以加强学生对发动机机体组知识的理解。 情感态度与价值观： 通过任务驱动和教师的引导，让学生自主探究学习和小组协作学习，在完成一个个具体的任务过程中机体组的组成和各零部件的作用，从而培养学生独立分析问题、解决问题的能力、举一反三的能力。 三、教学重难点 1、教学重点：曲柄连杆机构的组成和作用； 机体组的组成和作用； 机体组各零部件的作用。 2、教学难点：汽缸体的结构形式； 机体内各种结构形式的燃烧室结构。 四、教学方法：讲授法、讨论法、多媒体演示法 五、课时安排：1课时 六、教学过程： 复习旧课：回顾发动机总体构造内容，用提问的方式检验学生的掌握程度。 设计意图：1）通过提问，可以让同学们集中注意力； 2）通过提问，让学生回顾发动机总体构造知识，将有利于学生对发动机机体组这部分内容的学习。 引入新课：在本课教学开始，利用上个环节的提问内容来引出本次课将学的内容，并提醒学生本次课内容的重点。 一、观看曲柄连杆机构相关视频 学生带着问题观看相关视频，问题如下： 1、发动机曲柄连杆机构有哪几部分组成？ 2、发动机曲柄连杆机构的作用是什么呢？ 二、小组讨论：
曲柄连杆机构 第二章曲柄连杆机构 一、选择题： 1. 在曲柄连杆机构中，引起发动机水平振动的是（）力。 a. 往复惯性力 b. 离心惯性力 c. 气体压力 d. 惯性力 2. 当汽油机转速为3000~6000r/min 时，活塞冲程为（）冲程/ 秒。 a. 100~200 b. 50~100 c. 150~250 d. 250~300 3. 曲轴箱的型式有三种，其刚度由大到小顺序为（）。 a. 平分式龙门式隧道式 b. 龙门式隧道式平分式 c. 隧道式龙门式平分式 d. 隧道式龙门式平分式 4. 492Q 型汽油机气缸体采用（）铸造。
a. 合金铸铁 b. 优质灰铸铁 c. 铝合金铸铁 d. 球墨铸铁 5. 活塞在工作状态下发生椭圆变形，是由于（）作用的结果。 a. 侧压力 b. 销座处热膨胀 c. 侧压力和销座热膨胀 d. 气体压力、侧压力和销座处热膨胀 6. ( ) 用来减少第一道环的热流。 a. 油环 b. 隔热堤 c. 气环 d. 活塞销 7. 活塞环的数目由（）决定的。 a. 气体压力 b. 缸壁间隙和气体压力 c. 发动机转速 d. 气体压力、缸壁间隙和发动机转速 8. 在作功冲程时，气环的密封作用，主要靠（）。 a. 第一密封面的密封作用 b. 第二次密封作用
c. 活塞环本身的弹力 9. 为了保护活塞裙部表面，加速走合，在活塞裙部较多采用的措施是（）。 a. 涂石墨 b. 喷油润滑 c. 镀锡 d. 镀铬 10. 活塞环的泵油作用，是由活塞环（）存在引起的。 a. 开口间隙和侧隙 b. 开口间隙和背隙 c. 缸壁间隙 d. 侧隙和背隙 11. 外扭切环多装于第（）道环槽。 a. 一 b. 一和二 c. 二和三 d. 一和三 12. 扭曲环之所以会扭曲是因为（）。 a. 加工成扭曲的 b. 环断面不对称 c. 气体压力作用 d. 活塞环弹力作用
第二章曲柄连杆机构
第二章曲柄连杆机构 第一节 概述 1.曲柄连杆机构是往复活 塞式发动机的重要工作 机构。其功用是将燃料燃 烧后作用在活塞顶上的 气体膨胀压力转变为推 动曲轴旋转的转矩，向工 作机械输出机械能。 2.曲柄连杆机构的零部件 主要有以下三部分组成： 机体组、活塞连杆组和曲 轴飞轮组。 第二节机体组 1.机体组主要由气缸体、气 缸盖、曲轴箱、油底壳和 气缸垫等组成，它的作用 是发动机各机构、各系统 的装载基体。 （一）气缸体 1.汽缸体上半部分有一个
或若干个为活塞在其中 运动导向的圆形空腔，称 为气缸；下半部为支撑曲 轴的曲轴箱。 2.水冷式发动机气缸体中， 布置有许多的水套，通过 冷却液在其中循环流动， 逮走由活塞，活塞环传给 气缸，再传给冷却液的大 量热量，从而保证发动机 连续工作的正常温度。3.气缸体材料要有足够的 强度和刚度，导热性、耐 磨性要好，质量要轻，同 时从气缸体的加工工艺 上也应采取措施满足发 动机的要求。 4.气缸体根据汽车发动机 不同的要求，结构形式也 不同，主要分为三种：①一般是气缸体：特点是高 度低，重量轻，便于机械
加工。 ②龙门式气缸体：刚度和强 度较好，与油底壳的安装 配合简单，缺点是重量较 大工艺性较差。 ③隧道式气缸体：结构刚度 最好，但比较笨重。 5.汽车发动机气缸套有干 式和湿式两种： ①干式气缸套：此种气缸套 与气缸孔配合紧密，不易 漏水、漏气，但此种缸套 的冷却效果较差。 ②湿式气缸套：此种气缸套 铸造方便，易拆卸更换， 冷却效果较好；但是气缸 体刚度较差，容易漏水、 漏气。多用于汽车柴油机 上。 ③轿车发动机大多采用刚 度高的不镶缸套或镶干 式缸套的形式。
第二章曲柄连杆机构 学习目标: 通过本章得学习,您应该能够解答如下几个问题: 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用就是什么？ 2、汽油机得燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体得三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形,为什么？ 5、什么就是矩形环得泵油作用？有什么危害？ 6、什么就是发动机得点火顺序？什么就是发动机得作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容: 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组 第一节概述 功用:曲柄连杆机构就是内燃机实现工作循环,完成能量转换得传动机构,用来传递力与改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞得往复运动转变成曲轴得旋转运动,对外输出动力,而在其她三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴得旋转运动转变成活塞得往复直线运动。总得来说曲柄连杆机构就是发动机借以产生并传递动力得机构。通过它把燃料燃烧后发出得热能转变为机械能。 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,曲轴得旋转速度又很高,活塞往复运动得线速度相当大,同时与可燃混合气与燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作
用,并且润滑困难。可见,曲柄连杆机构得工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速与化学腐蚀作用。 组成:曲柄连杆机构得主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组与曲轴飞轮组。 机体就是构成发动机得骨架,就是发动机各机构与各系统得安装基础,其内、外安装着发动机得所有主要零件与附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够得强度与刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖与气缸垫等零件组成。 1、气缸体 水冷发动机得气缸体与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,气缸体上部得 圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴得曲轴箱,其内腔为曲轴 运动得空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套与润滑油道 等。 气缸体应具有足够得强度与刚度,根据气缸体与油底壳安装平 面得位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点就是油底壳安装平面与曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体得优点就是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点就是刚度与强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点就是油底壳安装平面低于曲轴得旋转中心。它得优点就是强度与刚度都好,能承受较大得机械负荷;但其缺点就是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。 (3) 隧道式气缸体这种形式得气缸体曲轴得主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点就是结构紧凑、刚度与强度好,但其缺点就是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸与气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种就是水冷,另一种就是风冷。水冷发动机得气缸周围与气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体与气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸与气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸得排列形式决定了发动机外型尺寸与结构特点,对发动机机体得刚度与强度也有影响,并关系到汽车得总体布置。按照气缸得排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型与对置式三种。
第二章曲柄连杆机构（答案） 一、填空题 1. 曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机构，曲柄连杆机构的工作条件是高温、高压、高速和有化学腐蚀。曲柄连杆机构可分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三个组。 2．根据汽缸体结构将其分为三种形式：一般式、龙门式和隧道式，汽车发动机汽缸的排列方式有三种形式：（直列式）、（V型）和（对置式）。 3. 四缸四冲程发动机的做功顺序一般是1342或1243；六缸四冲程发动机做功顺序一般是153624或142635。 4. 机体组包括汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等；活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等；曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮等。 5.活塞环分为（气环）和（油环）两种。油环的结构形式有普通式和组合式二种。气环的截面形状主要有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环几种。 6. 根据是否与冷却水相接触，汽缸套分为（干式）和（湿式）两种。 7．气缸按冷却介质的不同,冷却方式分为（风冷）与（水冷）两种。 8．常用汽油机燃烧室形状有（浴盆形）、（楔形）和（球形）三种。 二、选择题(有一项或多项正确) 1．直列四缸四冲程发动机的点火间隔角为（B）。 A 90o B 180o C 270o D 360o 2．气环在自由状态下的外圆直径（A）汽缸直径。 A 大于 B 小于 C 等于 3．受热温度最高的气环是（A）。 A 第一道 B 第二道 4．安装汽缸垫时，应把光滑的一面朝向（ A）。 A 汽缸体 B 汽缸盖 5．曲柄连杆机构工作条件的特点是( ABCD )。 A 高温 B 高压 C 高速 D 化学腐蚀
6．曲柄连杆机构在运动过程中受(ABC )的作用。 A 气体作用力 B 摩擦力 C 运动质量惯性力 D 外界阻力7．在将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取下列方法( A )。 A 由中央对称地向四周分几次拧紧 B 由中央对称地向四周分一次拧紧 C 由四周向中央分几次拧紧 D 由四周向中央分几次拧紧 8．V形发动机曲轴的曲拐数等于( B )。 A 气缸数 B 气缸数的一半 C 气缸数的一半加l D 气缸数加1 9．按1—2—4—3顺序工作的发动机，当1缸压缩到上止点时，2缸活塞处于( A )行程下止点位置。 A 进气 B 压缩 C 做功 D 排气 三、问答题 1．什么是发动机的点火顺序？ 对于每一个气缸来说，都要求按一定顺序工作，即发动机的工作顺序，也就是发动机的点火顺序。 2．曲轴扭转减震器起什么作用？ 吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严重恶果。 3．活塞的主要作用和要求如何？ 活塞的作用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，驱使曲轴旋转，活塞顶部是燃烧室的组成部分。
第二章机体零件与曲柄连杆机构 一、概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和 改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。 通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 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，它要承受高 温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 二、机体组 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刚度。机体组 主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1. 气缸体（图2-1） 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。 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气 缸体分为以下三种形式。（图2-2） (1) 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较 大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 (3) 隧道式气缸体 这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气 缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷（图2-3）。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动 机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V型和对置式三种（图2-4）。 (1) 直列式 发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、
第三节曲柄连杆机构的检修 一、分解和组装齿形皮带组件和油居壳组件 注意:为了进行安装工作，应将发动机通过发动机和变速器支架VW540固定在装配架上。如果确定发动机维修时的金属碎屑以及大量的排出物(由于腐蚀导致，例如连杆轴承损坏)进入发动机机油中，为了避免损坏，除了仔细清洁油道之外，还应更新机油滤清器。安装操作前对所有轴承面和摩擦面上油。 分解和组装齿形皮带组件和油底壳组件，如图2-12、图2-13所示。
齿形皮带走向，如图2-14所示。 2.拆卸和安装带筋三角皮带(只对于带有空调压缩机车辆) 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具:螺丝扳手(开口16°)。 2)拆卸。 (1)拆下发动机挡泥板。 (2)标出带筋三角皮带传动方向。 (3)用螺丝扳手(开口16°)沿图2-15箭头方向旋转张紧件，松开带筋三角皮带。
(4)拆下带筋三角皮带。 3)安装。 (1)首先将带筋三角皮带套到曲轴皮带轮上，然后将传动皮带推动到张紧轮上。 (2)其余的组装工作大体上与拆卸顺序相反。注意:在安装带筋三角皮带前注意全部机组(发电机、空调压缩机)应已固定安装。在安装带筋三角皮带时请注意传动方同和皮带轮中传动皮带的正确位置。 (3)完成工作后原则上应起动发动机并检查传动皮带的转动情况。 二、气缸盖的检查 气缸盖分解图，如图 2-16所示。 1.注意事项
1)如果要安装一个更换的气缸盖，必须在安装凸轮轴壳体前对支撑件、滚子拉杆和凸轮滑轨间的整个接触面上油。 2)随附的用于保护敞开气门的塑料垫在安装气缸盖前才允许去除。 3)如果更新气缸盖，冷却液也必须全部更新。 4)安装操作前给所有轴承面和摩擦面上油。 2.检查气缸盖的变形情况 如图2-17所示，检查气缸盖的变形情况，允许最大变形:0.05mm。 3.检查配气相位 1)拆卸空气滤清器壳。 2)拆卸齿形皮带带护罩上部。 3)将曲轴调到气缸 1的上止点。皮带轮上的切口必须与标记 0的边缘对齐，如图 2-18所示。 4)凸轮轴正时齿轮上的定位孔与凸轮轴壳体定位孔的中心必须对齐如图 2-19箭头所示。注意:如果定位孔位于正时皮带轮的反向一侧，必须将曲轴再继续旋转一圈。 4.拆卸、安装和张紧齿形皮带 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具 (1)1O-222A支撑工具、10-222A/1支撑工具的底座、3415夹具、3415/1销、T10016凸轮轴锁止件，如图2-20所示。
第二章曲柄连杆机构 学习目标： 通过本章的学习，你应该能够解答如下几个问题： 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用是什么？ 2、汽油机的燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体的三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容： 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组
第一节概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 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，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 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刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1. 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。 气缸体应具有足够的强度和刚 度，根据气缸体与油底壳安装平面 的位置不同，通常把气缸体分为以 下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
. 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算,同时进行强度、刚度等方面的校核,并进行相关力学分析和机构运动仿真分析,以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析,本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来,达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路。 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析,着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核;第三,应用Pｒｏ∕Engiｎeeｒ建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型,并利用Ｐro/Ｍechａnｉｓm进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构;力学分析；机构仿真
目录 第一章绪论错误!未定义书签。 1．1国内外发展现状错误!未定义书签。 １．2研究的主要内容错误!未定义书签。 第二章总体方案的设计错误!未定义书签。 2.1原始参数的选定错误!未定义书签。 2.2原理性方案设计错误!未定义书签。 2.3 结构的设计错误!未定义书签。 2.4 确定设计方案错误!未定义书签。 第三章中心曲柄连杆机构的设计错误!未定义书签。 3．1 气缸内的作用力分析错误!未定义书签。 3．２惯性力的计算错误!未定义书签。 第四章活塞以及连杆组件的设计错误!未定义书签。 4.1 设计活塞组件错误!未定义书签。 4.2 设计活塞销错误!未定义书签。 ４.３活塞销座错误!未定义书签。 ４.4 连杆的设计错误!未定义书签。 第五章曲轴的设计错误!未定义书签。 5.１曲轴的材料的选择错误!未定义书签。 ５.2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节错误!未定义书签。第六章曲柄连杆机构的创建错误!未定义书签。 6.１活塞的创建错误!未定义书签。 ６.２连杆的创建错误!未定义书签。 ６．3 曲轴的创建错误!未定义书签。 6．4 曲柄连杆机构其它零件的创建错误!未定义书签。 第七章活塞及连杆的装配错误!未定义书签。 ７．１添加活塞组件错误!未定义书签。 7．２添加连杆体组件错误!未定义书签。 7.3曲轴连杆的连接错误!未定义书签。
。 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算，同时进行强度、刚度等方面的校核，并进行相关力学分析和机构运动仿真分析，以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析，本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来，达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路. 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析，着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核；第三，应用Pro ∕Engineer 建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型，并利用Pro/Mechanism进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构；力学分析；机构仿真
目录 第一章绪论 (1) 1。1国内外发展现状 (1) 1.2研究的主要内容 (1) 第二章总体方案的设计 (2) 2。1原始参数的选定 (2) 2.2原理性方案设计 (2) 2。3 结构的设计 (3) 2。4 确定设计方案 (3) 第三章中心曲柄连杆机构的设计 (5) 3。1 气缸内的作用力分析 (5) 3.2 惯性力的计算 (5) 第四章活塞以及连杆组件的设计 (8) 4。1 设计活塞组件 (8) 4.2 设计活塞销 (9) 4.3 活塞销座 (9) 4。4 连杆的设计 (9) 第五章曲轴的设计 (11) 5.1 曲轴的材料的选择 (11) 5。2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节 (11) 第六章曲柄连杆机构的创建 (13) 6.1 活塞的创建 (13) 6.2 连杆的创建 (14) 6.3 曲轴的创建 (16) 6.4 曲柄连杆机构其它零件的创建 (18) 第七章活塞及连杆的装配 (19) 7．1添加活塞组件 (19) 7.2添加连杆体组件 (19)
1．曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。 2．曲柄连杆机构的工作条件的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。 3．曲柄连杆机构的作用是将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。 4．曲柄连杆机构所受的力主要有气体作用力、运动质量惯性力与离心力、摩擦力等。5．机体组主要由气缸体、气缸盖罩、气缸盖、油底壳、气缸衬垫、主轴承盖和上曲轴箱等组成。 6．气缸体按结构分一般式、龙门式、和遂道式。492Q汽油机，90系列柴油机使用一般式。 捷达、富康、桑塔纳轿车使用龙门式。 7．气缸体按冷却方式分水冷和风冷，汽车发动机大都采用水冷。气缸周围和气缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套。 8．根据气缸的排列方式分为直列、V形、对置式、W形和气缸斜置式。一般6缸以下的发动机都采用直列式，如本田雅阁轿车的F23A3发动机。 9．气缸套分为干式和湿式两种。干式气缸套的特点是外表面不直接与冷却水接触，一般厚度为2—3mm，且不易漏水、漏气，结构刚度大、质量轻，但冷却及散热差、修理更换不便。湿式气缸套的特点是其外表面直接与冷却水接触，一般厚度为5—9mm。优点是缸体铸造容易，便于修理更换，且散热效果较好，缺点是缸体刚度较差，易产生腐蚀，且易漏水、漏气。湿式缸套的密封分为涨封式和压封式两种。安装时通常其顶面应高出气缸体上平面0.05—0.15mm。若高出量过小，会降低气缸的密封性，易引起气缸内的高压气体窜入水套和水套中的冷却水渗入气缸的现象，且会损坏气缸垫；高出量过大，将减弱气缸盖对气缸垫的压紧量，导致机油通道和水道密封性下降而渗漏。 10．气缸盖用于封闭气缸上部，密封活塞上部，并与活塞、气缸壁共同构成燃烧室。有整体式、分开式两种。安装时，为了保证均匀压紧，在拧紧缸盖螺栓时，应用规定的力矩分三次从内向外成对角线拧紧。对铝合金缸盖，必须在发动机冷状下拧紧。 11．汽油机燃烧室是由活塞顶部及气缸盖上相应的由凹坑构成。燃烧室应该结构紧凑，冷却面积小；有良好的进气及挤气涡流；充气效率高以及表面光滑。汽油机常见的燃烧室形状有楔形、盆形、半球形、篷形。多气门轿车发动机多采用篷形燃烧室。 12．柴油机的分隔式燃烧室有涡流燃烧室和预燃室燃烧室两种类型。 13．气缸垫作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。气缸垫应该要耐热、耐蚀，具有足够的强度、一定的弹性和导热性。按材料及结构可分为金属石棉衬垫、金属复合材料衬垫各全金属衬垫。在安装时，光滑面应朝向气缸体，若气缸体为铸铁材料，缸盖为铝合金材料，光滑面应朝向缸盖。 14．油底壳的作用是储存和冷却机油并封闭曲轴箱。 15．发动机在车架上支承是弹性的，这是为了在汽车行驶中因车架的扭转变形对发动机造成的影响，以及减少传给底盘和乘员的振动和噪音。 16．活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆组件等组成。 17．活塞的作用是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。此外，活塞顶部还与气缸盖及气缸壁共同组成燃烧室。 18．活塞按结构分为活塞头部、顶部和裙部。活塞顶部分为平顶、凹顶、凸顶。二冲程发动机常用凸顶活塞，大多数汽油机采用平顶活塞。 19．设置隔热槽的作用是为了隔断由活塞顶部传向第一道活塞环的热流，使部分热量由第二、三道活塞环传出，从而可以减轻第一道活塞环的热负荷，改善其工作条件，防止活塞环粘结。 20．活塞裙部包括活塞销座孔，它的形状应保证活塞在气缸内得到良好的导向。气缸与活塞之间在任何工况下都应保持均匀、适宜的间隙。间隙过小，活塞可能被气缸卡住（拉缸）；
机体组及曲柄连杆机构 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 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，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速 和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标