27 第二章 曲柄连杆机构结构与装配
曲柄连杆机构是发动机完成工作循环、实现能量转换的传动机构，其功用是将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴旋转运动的转矩，对外输出动力。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶部，推动活塞做往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。其动力大部分经曲轴后端的飞轮输出，传给传动系乃至行驶系使车辆运动，另一小部分通过曲轴前端齿轮或带轮用于驱动发动机其他机构和系统。
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。
第一节 机体组结构与装配
一、机体组的结构
（一）机体组的功用及组成
现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。
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基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。
（二）机体
1. 机体的工作条件及要求
（1）机体的工作条件
机体是发动机中最大的零件。在发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。
（2）机体的材料和要求
机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。 28
1.机体顶面；2.气缸；3.水套；4.主油道；5.横隔板上的加强肋；6.机体底面；7.主轴承座；8.缸间横隔板；9.机体侧臂；10侧壁上的加强肋
图2-1 水冷发动机的机体
1.气缸；2.散热片；3.凸轮轴孔；4.主轴承孔；5.主轴承盖横向紧固螺栓；6.气缸体安装孔；7.定时传动室
项目一：发动机曲柄连杆机构与机体组件拆装考核
1．考核要求
⑴正确拆装曲柄连杆机构。
⑵熟练检查机体组件。
2．考核时间
考核时间为60min。
3．实验设备
4．考核评分
序号 考核内容 配分 评分标准
1 正确使用工具、仪器 10 工具、仪器使用不当每次扣5分
2 拆卸机体组件 10 拆卸方法不正确每次扣5分
3 拆装活塞连杆组件 10 拆卸方法不正确每次扣5分；不作标记、摆放不按顺序扣5分
4 拆卸曲轴飞轮组件 10 拆卸方法不正确每次扣5分
5 机体上平面翘曲度的检查 10 检查不正确每次扣3分
6 气缸磨损程度测量 10 检查不正确每次扣5分
7 活塞环侧间隙和开口间隙测量 10 检查不正确每次扣5分
8 连杆的弯曲与扭曲的检查 10 检查不正确每次扣5分
9 曲轴磨损量、轴向间隙和各径向间隙的检查 15 检查不正确每次扣5分
10 操作现场整洁，安全用电，防火，无人身、设备事故 15 应操作不当发生重大事故，此次实训0分，其他情况，酌情扣分
11 合计 100 项目二：换气系统实训考核
1．考核要求
⑴拆装、装配换气系统。
⑵装配后符合技术要求。
2．考核时间
考核时间为60min。
3．考核评分
序号 考核内容 配分 评分标准
1 正确使用工具、仪器 10 工具、仪器使用不当每次扣5分
2 拆卸正时齿带 10 拆卸方法不正确扣5分
3 拆装凸轮轴 10 拆装方法不正确扣5分
4 拆装气门 10 拆卸方法不正确扣5分
5 正时齿带的安装与调整 20 不能保证配气正时扣10分
6 气门间隙的检查与调整 20 调整方法错误扣5分；数值错误扣5分
7 其他机件的拆装 10 拆装方法错误酌情扣分
8 整理工具，清理现场 10 每项扣2分，扣完为止
9 安全用电，防火，无人身、设备事故 应操作不当发生重大事故，此次实训0分，其他情况，酌情扣分
10 合计 100 项目三：汽油机燃油供给系统考核
2014年6月21日第二章曲柄连杆机构§2.1 概述§2.2 机体组
§2.3 活塞连杆组§2.4 曲轴飞轮组
连接关系图示
作业
本课件用于汽车专业教学
教学目的与要求
1、掌握曲柄连杆机构功用及组成。
2、了解曲柄连杆机构受力情况。
3、掌握气缸体与曲轴箱的型式，气缸的排列型式，气缸盖的功用、组成及其缸盖
螺栓拆卸注意事项，气缸垫的功用、要求、构造及安装方向，油底壳构造及密
封，汽油机燃烧室的常见类型及其特点，气缸与气缸套的工作条件、型式。
4、掌握活塞连杆组及其各零部件结构特点，气环密封原理，油环泵油原理。
5、掌握曲轴的功用和型式及结构特点。
6、了解四、六缸发动机曲拐布置形式。
7、掌握发动机工作循环表的绘制方法并学会运用工作循环表。
重点与难点
1、机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的结构特点。
2、气环的密封原理、泵油现象，扭曲环的特点，活塞环的安装方向及位置。
3、四、六缸发动机工作循环表的绘制。
§2.1 概述作用：组成：工作条件：
受力：把混合气爆发作用在活塞顶上的压力转
变为曲轴旋转运动而对外输出动力。
机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。
高温、高压、高速、化学腐蚀。
气体作用力、运动质量惯性力、离心
力、摩擦力等。
曲柄连杆机构的组成
气缸体曲轴箱气缸盖气缸套气缸垫油底壳机体组
活塞活塞环活塞销连杆活塞连杆组
曲轴飞轮扭转减振器曲轴飞轮组 曲柄连杆机构活塞连杆组和曲轴飞轮组
曲柄连杆机构组成情况图示版权所有：太原大学
巩利平工作情况演示一、气体作用力（FP）
FP对发动机的影响：
（1）产生翻倒力矩（FP2）
（2）产生有效扭矩（FS ）
结论：
（1）发动机上下振动并非
气体压力所致
（2）活塞左侧所受侧压力
（作功冲程侧压力）
大于右侧所受侧压力
（压缩冲程侧压力）作功冲程
压缩冲程二、往复惯性力与离心力往复运动（活塞、连杆小头）惯性力旋转运动（曲柄、连杆大头）离心力1.往复惯性力：0 max 0
前半行程后半行程
（惯性力向上）（惯性力向下）活
塞上止点
下止点
第2单元 发动机机械
课文A 发动机工作原理、主要部件及分类
汽车发动机基本上都是热机。汽车上所用的热机都是内燃机。
1.发动机工作原理
点燃式发动机是一种采用外部点火的内燃机。汽油机是一种点燃式发动机。
四冲程循环汽油机工作循环包含四个活塞冲程。这四个冲程有（图2-1）：
发动机的第一个冲程被称为进气冲程。在活塞下行之后，进气门不只是打开，而且会随活塞的下行，开度还在进一步增大。这样，可使空气在整个活塞下行期间能将燃料吸出来。
记住，进气行程在活塞位于气缸顶部（进气门开启，排气门关闭）时开始，在活塞到达气缸的底部时结束。这个行程需要曲轴转半圈。
随着活塞继续运动，活塞在气缸中向上运动。如果两个气门都保持关闭，当活塞到达顶部时，含有燃油的混合气就会受到挤压，即压缩。这个过程被称为压缩行程。这个行程也需要曲轴转半圈。
压缩行程用来将燃油粉碎成较小的颗粒。这是混合气受到压缩时，突然出现涡流运动和受到搅动的结果。
当混合气突然受到急剧增长的压缩压力时，其温度就会上升。这种温度的增长使混合气更容易点火，爆发力更大。当活塞到达其压缩行程的顶点时，它就回到了将要受到爆发力而被向下推动的适当位置。
记住，压缩行程在活塞位于气缸底部（两个气门均关闭）时开始，在活塞到气缸的顶部时结束。这个行程需要曲轴再转半圈。
当活塞到达压缩行程顶部时，混合气被粉碎成许多微小颗粒，温度升高。当点火时，混合气就会爆炸，产生极大的爆发力。这个时刻就是混合气爆炸性燃烧的最佳时机。火花塞能在燃烧室内产生火花。靠点火系统火花塞才能产生火花。这个系统将在第6单元讨论。
设想一下，在燃油空气混合气中有一个灼热的火花的情形。混合气将会爆炸，并将推动活塞沿气缸下行。这将对曲轴产生一个快速而有力的推动作用。这就是作功行程。在作功行程期间，两个气门必须保持关闭，否则，燃料燃烧的压力就会通过气门口产生泄漏。记住，作功行程在活塞位于气缸顶部（两个气门都关闭）时开始，在活塞到达气缸的底部时结束。这个行程需要曲轴再转半圈。
