曲轴飞轮组.

裙部表面的保护
1）镀锡
油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。
2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存
机油润滑。
（4）活塞裙部形状
销座方向
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形 工作时向里变形
工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多， 所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形， 短轴在销座轴方向。
制造时 变形后
开槽活塞（汽油机）
二、活塞环
（一）气环
1.作用： （1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁； （3）辅助刮油、布油。
活塞环安装三隙
侧隙
背隙
端隙
气环的密封
气环的泵油作用
气环的泵油作用
气环断面形状：
（2）刮油油片环（轴普向通衬环环组径合向环衬）环
3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用 在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使 活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过 上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触 处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换 向。
（四）连杆
功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动
为曲轴的旋转运动。 组成：
二、气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷
很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
气缸盖的分解图
捷达轿车气缸盖总成
二、燃烧室
（三）气缸垫
1、功用：安装在气缸盖 和气缸体之间，保证 气缸盖与气缸体接触 面的密封，防止漏气、 漏水和漏油。
Pc

机体组
汽缸体内引导活塞做往复运动的圆筒即为汽缸，汽缸外面制有水套用以散热。曲轴箱上有主
轴承座孔、主油道和分油道。
直列式
V形式
机体组
汽缸的排列形式有直列式、V形式、对置式
对置式
平底式
龙门式
隧道式
机体组
曲轴箱结构形式的不同，机体可分为平底式、龙门式和隧道式。
（a）水冷式
（b）风冷式
机体组
汽缸体按冷却方式的不同，汽缸体可分为水冷式和风冷式。
振器等组成。
曲轴飞轮组
曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、后端轴等。一个连杆轴颈和它两端的曲 柄及主轴颈构成一个曲拐。
曲轴飞轮组
曲轴油封为了防止机油沿曲轴颈外漏，在曲轴前端上有一个甩油盘，随着曲轴旋转，当被齿
轮挤出和甩出的机油落到盘上时，这部分机油将回到油底壳中。
曲轴飞轮组
曲轴是一种扭转弹性系统，本身具有一定的自振频率。在发动机工作过程中，为了消减曲轴的
活塞连杆组
汽油发动机活塞的顶部形状有平顶式、凹顶式、凸顶式。
活塞连杆组
活塞环包括气环和油环两种。气环的作用是保证活塞与汽缸壁间的密封，防止高温高压燃气
进入曲轴箱；同时还将活塞顶部的大部分热量传导给汽缸。油环主要是刮油、布油和辅助密封。
活塞连杆组
活塞销为中空的圆柱体，其作用是连接活塞与连杆小端，将活塞承受的气体的作用力传递给
扭转振动，因此安装曲轴扭转减振器。
曲轴飞轮组
曲轴的作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出；驱动配气机构及其他附属装
置，如风扇、水泵、发电机等。
曲轴飞轮组
飞轮是安装在发动机回转轴上的具有较大转动惯量的轮状蓄能器。当发动机转速增高时，飞轮

3）按排列形式分
直列式（＜6缸），V型＞8缸），水平对置式 优缺点： 优缺点： 直列式：结构简单、长度、 高度较大（垂直、倾斜、 水平）。 V型：刚度大、缩短发动 机的长度、高度、质量。 水平对置式：高度最小、 使轿车和大客车总布置更 方便。
(c)水平对置式 水平对置式
(a)直列式 直列式
(b)V型 型
2.活塞的变形与防治措施 2.活塞的变形与防治措施
活 塞 受 力 情 况
采用的措施： 采用的措施：
（1）冷态下,将活塞裙部加工成断面为长轴垂直于活塞销的 椭圆。
采用的措施： 采用的措施：
（2）上小下大的阶梯形、近似圆锥形、阶梯型或 桶形（任何情况下都能得到良好润滑，但加工困难）。
采用的措施： 采用的措施：
扭曲环
锥面环
梯形环
桶面环
气环的泵油作用
活塞 汽 汽 活塞
缸
缸
2.油环 2.油环 种类 普通油环
上刮片
组合油环
示 意 图
刮片
油环的刮油作用
2.2.3 活塞销
作用： 作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受 的气体压力传递给连杆。 材料与工艺: 材料与工艺:优质低碳钢，表面淬火、精磨。
1.活塞销的形状 1.活塞销的形状
1.连杆的结构 1.连杆的结构
连杆主要由连杆 小头、连杆杆身、连 杆螺栓、连杆大头、 连杆轴瓦和连杆盖等 组成
2.1 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。 机体组由汽缸体、曲轴箱、 汽缸盖、汽缸垫和油底壳等固定机 件组成。
图2-1 机体组的组成部件 1—汽缸盖； 2—汽缸体； 3—汽缸垫； 4—汽缸体—曲轴箱； 5—油底壳

活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座 孔。
作用：活塞在气缸内的起良好的导向作用，气缸与活塞之 间在任何工况下都应该保持适宜的间隙，并承受侧压力， 防止破坏油膜。
主
次
推
推
销座孔 力
力
裙
面
面
部
2016.9
活塞的变形
形变原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 变形规律：
凸起呈球状、顶部强 度高，起导向作用、 有利于改善换气过程, 在不改变气缸盖结构 的情况下增大压缩比。
2016.9
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；调整压缩比， 防止碰气门。
活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 作用：
1、承受活塞顶的压力，并传给活塞销。 2、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲
2016.9
1)浴盆形燃烧室，结构简单，气门与气缸轴线平行， 进气道弯度较大。压缩行程终了能产生挤气涡流。
2)楔形燃烧室，结构比较紧凑，气门相对气缸轴线 倾斜，进气道比较平直，进气阻力小。压缩行程终 了时能产生挤气涡流。
3)半球形燃烧室，结构最紧凑，燃烧室表面积与其 容积之比(面容比)最小。进排气门呈两列倾斜布置， 不能产生挤气涡流。
工作条件：由于接触高温 高压燃气，要求气缸盖应 具有足够的强度和刚度， 良好的冷却。
导热性好、利于提高压缩比，但 刚度低，易变形，适用与高速高
强化汽油机
2016.9
燃烧室
燃烧室基本要求
1、结构紧凑（表面积/容积）要小，减小 热损失，缩短火焰行程，提高热效率 2、能增大进气门直径或进气道通道面积： 增加进气量，提高发动机转矩和功率 3、能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提 高混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧 ·汽油机燃烧室： 在气缸盖底面通常铸有形状各异的凹坑， 保证火焰传播距离最短，以防止发生不正 常燃烧 ·柴油机燃烧室： 有直喷式和分隔式两种燃烧室。应与燃油 喷射、空气涡流运动进行良好配合。

第16页，共49页。
②止推轴承环止推片
• 止推轴承环为两片止推圆环，分别安装在第三（四缸发 动机）第四道（六缸）主轴承盖上。
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4、飞轮
（1）功用
保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，使发动机运转平稳， 并可能克服短时间的超负荷，此外，飞轮又用作摩擦式离合器的主动件。
（2）结构
大。
活塞磨损的特点：
最大磨损部位是活塞环槽的磨损和活塞销座孔的磨损。第一 道活塞环槽的磨损最为严重。 活塞磨损的原因
活塞在正常工作中磨损很小。活塞在工作时，由于气体压
力和惯性力的作用，使活塞销座孔形成椭圆形磨损。
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活塞测量使用的仪器和量具 主要用外径千分尺检查活塞的直径。
活塞间隙的计算方法 活塞间隙是汽缸的最大直径减去活塞的直径的值。
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七、曲轴飞轮组的检修
（一）曲轴的检修
用管道清浩器或合适的刷子清洁曲轴油道。
检查曲轴键槽和螺纹，看有无损伤。
1、曲轴轴颈磨损的检验
曲轴轴颈磨损的影响： 造成发动机冲击振动增大，机油压力过低。
使用的仪器和量具
主要用外径千分尺检查。
检查方法
应该在图中的2个位置和2个方向进行测量。
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4.在完成工作任务的过程中，根据工作单的要求，完成曲柄连杆机构零部件认识、作 用和工作原理描述等学习任务；
5.完成工作单要求的曲柄连杆机构主要零部件的检测，将检测结果记录在工 作单的相应栏目，并对检测结果作出分析； 6.回答指导教师的现场提问，接受指导教师的技能考核；
7.完成曲柄连杆机构的检修工作，组装检修后的曲柄连杆机构，装复发动机。对工作 过程进行自我评价和小组互评，听取指导教师的点评； 8.清洁工作场所，清点保养工具设备，完成任务交接。回答指导教师的现场提问，接 受指导教师的技能考核。

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2.2机体组的构造与检修
• • (2)湿式汽缸套 其特点是汽缸套装入汽缸体后，其外壁直接与冷却水接触，汽缸套 仅在上、下各有一圆环地带与汽缸体接触，壁厚一般为5-9 mm。它 散热良好，冷却均匀，加工容易(通常只需要精加工内表面，而与水 接触的外表面不需要加工)，拆装方便;但缺点是强度、刚度都不如干 式汽缸套好，而且容易产生漏水现象。应该采取一些防漏措施。其结 构如图2 -7 ( b)所示。
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2.1概述
• 2.1.3曲柄连杆机构的整体布置与结构
• 曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成，如图21所示。 • 机体组包括汽缸体、汽缸盖和油底壳，形成汽缸、燃烧室和曲轴箱， 用来安装活塞、连杆，支撑曲轴，形成发动机的外壳。同时，机体组 还是发动机其他零部件的装配基体，是发动机各机构的机架。 • 活塞连杆组由活塞、活塞环、连杆和用来连接活塞与连杆的活塞销 组成。活塞位于汽缸内，活塞环安装在活塞头部的环槽内，用来封闭 活塞与汽缸之间的间隙。连杆用来连接活塞与曲轴，传递动力，在直 线往复运动与旋转运动的转换中起重要作用。活塞销用来连接活塞与 连杆。 • 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮及其他零部件组成。曲轴支承于发动机曲 轴箱内，飞轮固定于曲轴后端，对外输出动力。
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2.2机体组的构造与检修
• • (3)隧道式汽缸体 这种形式汽缸体的特点是曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承， 主轴承孔较大，曲轴从汽缸后部装入。其优点是结构紧凑，刚度和强 度好;缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。隧道 式汽缸体如图2-4 (c)所示。 • 2. 2. 1.4汽缸体的维修 • (1)汽缸体的清洗 • 油污用清洗液进行热清洗，油道用专用清洁刷和热肥皂水清洗。注 意:铝合金汽缸体不能使用碱性清洗液清洗;清洗后用清水冲刷，以免 残留清洗液腐蚀机件;汽缸体清洗后，在加工表面涂润滑油，以防止 生锈;油道清洁后，将油堵装好，以防止污染。

曲柄臂用来连接主轴预和曲柄销，主要有方形、椭圆形与圆形三种。
6、工作顺序
(1)曲拐布置
曲轴的形状与各曲拐的相对 位置取决于缸数、气缸的排 列方式和发火次序。
(2)工作循环表
四冲程直列六缸发动机的发火间隔角为720°/6=120°。 6个曲拐互成120°。
工作顺序为R1-L3-R3-L2-R2-L1
汽车维修与应用
——曲轴飞轮组的组成和作用
主讲：尤双平
一、 曲轴飞轮组的组成
二、曲轴
1、作用 把活塞连杆组传来的压力转变为转矩对外输出; 驱动配气机构和发电机等其它的辅助装置。
2、组成
1、活塞朝前标记一定要朝前； 2、缸序标记一定要与每缸对应安装
3、分类

4、连杆轴颈
是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，
（直列发动机的连杆数目和气缸相等； V型发动机的连杆轴颈数等于气缸的一半）
5、曲柄和平衡重
曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，为了平衡惯性力，曲柄处铸有平衡重；平衡重用
来平衡发动机不平衡的离心力矩，平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。
三、曲轴主轴承与止推片
4、止推片作用及分类
四、飞轮
1、作用：贮存作功行程的能量、用于起动、传递动力
THANK YOU

④桶形环 环的外圆面为凸圆弧形； 环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷； 环上下运动时，均能形成楔形油膜。
⑤梯形环 当活塞在侧压力作 用下左、右换向时， 环的侧隙和背隙将 不断变化，使胶状 油焦不断从环槽中 被挤出。梯形环用 于热负荷较大的柴 油机的第一道环。
气环断面形状
形状 特点 矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广 断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲环 扭曲 减少了环与气缸壁的接触面，提高了 锥面环 表面接触压力，有利于磨合和密封。 梯形环 加工困难，精度要求高 桶面环 外圆为凸圆弧形 示意图
A 刚度和强度应足够大，传力可靠。 B 导热性能好，耐高压、高温、磨损 活塞应具 备的特点 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力 D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙 E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数
4、结构
顶部：构成燃烧室，承 受气体压力。 头部:安装活塞环，制作 较厚。 裙部：导向，传力。承受侧压 力销座孔处制有加强筋。
性能与应用比较
名 称 一般式 性 能 应 用 492Q汽油机， 90系列柴油机。 机体高度小、重量轻、 结构紧凑，便于加工拆 卸。刚度和强度差。
பைடு நூலகம்
龙门式
强度和刚度较好。工艺 性差、结构笨重、加工 困难。
捷达轿车、富 康轿车、桑塔 纳轿车
隧道式
结构紧凑、刚度和强度 负荷较大的柴 好。难加工、工艺性差、 油机上 。 曲轴拆卸不方便。
第三节
活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓 连杆轴瓦 连杆盖
一、活 塞
1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～ 700K，且 分布不均匀；高速，线速度达到10m/s， 承受很大的惯性力。活塞 顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合 联接。 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁

任务 2.6 曲轴飞轮组检修
任务 2.6 曲轴飞轮组检修
(2)飞轮 飞轮的作用是通过储存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短时 的超载能力，与此同时，又将发动机的动力传递给离合器。有单片式飞轮和双质量飞轮两 种，如图2-87所示和图2-88所示。
任务 2.6 曲轴飞轮组检修
(3)曲轴主轴承 曲轴主轴承(俗称大瓦)，装于主轴承座孔中，将曲轴支承在发动机的机体上。主轴承 的结构与连杆轴承相同，如图 2-89 所示。为了向连杆轴承输送润滑油，在主轴承上都开 有周向油槽和通油孔。有些负荷不大的发动机，为了通用化起见，上、下两半轴瓦上都开 有油槽，有些发动机只在上轴瓦开油槽和通油孔，而负荷较重的下轴瓦不开油槽。在相应 的主轴颈上开径向通孔，这样，主轴承便能不间断地向连杆轴承供给润滑油。 注意：后一种主轴瓦上、下片不能互换，否则主轴承的来油通道将被堵塞。
任务 2.6 曲轴飞轮组检修
径向间隙：新：0.017 ～ 0.037mm;磨损极限：0.15mm。如果轴向间隙大于最大值， 则更换曲轴轴承。如有必要，则更换曲轴。
注意：测量后完全拆下塑料间隙规。 提示：不要混淆运转过的轴承;如果轴瓦已经磨损到镍层，必须更换。
【知识拓展】
一、曲轴主轴瓦的材料、工艺
1. 轴瓦对材料的要求 (1)高的疲劳强度：疲劳强度是材料在弹性极限以下受周期性载荷的作用而不致发生开 裂或产生表提示：各主轴承盖上都标有一个数字以指明安装位置。 注意：不要转动曲轴。 注意：测量后完全拆下塑料间隙规。 提示：不要混淆运转过的轴承;如果轴瓦已经磨损到镍层，必须更换。 面凹坑的能力。 (2)良好的摩擦相容性：摩擦相容性是指主轴与瓦在相对运行中，轴瓦材料防止与轴颈 材料发生冷焊和咬合的能力。 (3)良好的顺应性：所谓顺应性是指轴瓦材料通过弹性变形和塑性变形而自行适应轴的 挠曲或轻微不对中(由于安装不良，轴和轴瓦座孔不同心，以及轴和轴瓦变形或磨损所致) 而保持正常运转的能力。

输出动力，并为其他机构系统提供动力。 组成：前端、后端、若干个曲拐
3-3 曲拐布置
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主方式
1）作功间隔角： 720 °/缸数（4冲程） 2）连续做功的两缸相距尽可能远
3-4 4汽缸发动机曲拐、点火
3-5 直列6汽缸发动机
1-2 汽缸体
汽缸：汽缸体内引导活塞做往复运动的圆筒
曲轴箱
1-3 汽缸体形式
按汽缸体与油底壳安装平面位置分为
1-4 汽缸冷却
1-5 汽缸体排列
按汽缸体排列方式不同分为
1-6 汽缸套
区分 结构 气缸直接镗在 气缸体上 优点 强度和刚度好 能承受大负荷 缺点 整体式 成本高
单铸式 汽缸套
3-6 V6汽缸发动机
3-7 飞轮
功用：1）储存一部分做功冲程中输入于曲轴的动能， 用以在其他冲程中克服阻力。 2）利用飞轮齿圈，起动时传力。 3）将发动机动力传给离合器。
汽油发动机是由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起 动系组成。 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运 动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气 行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排 气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机 构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气， 供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把 柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦， 减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油 道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的 温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等 组成。 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装 有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备 称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞 作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动 机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机 开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发