第三章机体组及曲柄连杆机构
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曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
曲柄连杆机构讲课件
➢ 干式气缸套的特点：是气缸套装入气缸体后，其外 壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接 触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气 缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂， 内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热 不良。
气缸的排列方式：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。 气缸体还可以分成：直列式，V型和对置式三种。
曲柄连杆机构讲课件
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(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、红旗轿车所使用的发动 机均采用这种直列式气缸体。有的 汽车为了降低发动机的高度，把发 动机倾斜一个角度。
油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有
永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机
的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止
润滑油泄漏。
曲柄连杆机构讲课件
上曲轴箱
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
3. 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。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 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。
高度小，总体布 置方便。轿车中 应用不多
曲柄连杆机构讲课件
气缸体：整体式气缸体和镶嵌式气缸体
类型
整体式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸体上
强度和刚度好，能承受大 负荷。成本高。
机体组及曲柄连杆机构ppt课件
3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。 4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工
作平衡性好。
48
2、常见曲轴曲拐的布置
1）四冲程四缸发动机曲拐布置
49
2）四冲程四缸发动机点火顺序
点火顺序：各缸完成同名行程的次序。
50
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
51
四冲程六缸发动机点火顺序
52
四）曲轴扭转减振器
气环
易卡死或折断。
切口
28
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
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 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
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
29
30
气环的泵油作用演示
机油润滑。
25
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
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。
26
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
27
（二）活塞环
31
（2）油环
种类
普通油环（槽孔式、
槽孔撑环式）
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示 意
径向衬环
刮油片
图
32
油环的刮油作用
33
（三）活塞销
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。 构造： 活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截 锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。
作平衡性好。
48
2、常见曲轴曲拐的布置
1）四冲程四缸发动机曲拐布置
49
2）四冲程四缸发动机点火顺序
点火顺序：各缸完成同名行程的次序。
50
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
51
四冲程六缸发动机点火顺序
52
四）曲轴扭转减振器
气环
易卡死或折断。
切口
28
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
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 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
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
29
30
气环的泵油作用演示
机油润滑。
25
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
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。
26
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
27
（二）活塞环
31
（2）油环
种类
普通油环（槽孔式、
槽孔撑环式）
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示 意
径向衬环
刮油片
图
32
油环的刮油作用
33
（三）活塞销
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。 构造： 活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截 锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。
3.曲柄连杆机构
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。
单元三 曲柄连杆机构 课题一 机体组
4、油底壳 （1）功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 （2）构造：①用薄钢板冲压而成。 ②内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较 大的波动。 ③最低处有放油塞(磁性) ④曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
密封衬垫
放油螺栓
课堂小结
1.熟悉曲柄连杆机构的功用、组成及工作原 理 2.掌握机体组的构造 3.能分析各部分机件的作用结构特点
楔形
切诺基
盆形
工艺性好、成本低、进 排气效果不如半球形燃 烧室,燃烧速度较低
捷达 奥迪
3、气缸垫 (1）作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 (2）材料：有弹性、耐热性、耐压性 (3）安装时注意方向
（4） 构造 ①金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水 孔、油道口周围卷边加强，内填 石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚 强导热）。 ②金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板 （图e）为骨架，外覆石棉，只 在缸口、水孔、油道口处用金属 片包边。 ③纯金属垫：（见图e）由单层 或多层金属片（铜、铝或低碳钢） 制成，用于某些强化发动机。 ④安装注意：金属皮的金属— 石棉垫，缸口金属卷边一面应朝 向易修整接触面或硬平面。因卷 边一面会对与其接触的平面造成 压痕变形。
工作条件:高温,高压,高速, 化学腐蚀 受力分析:气体作用力,往复慣性力, 离心力，摩擦力
受力分析
曲柄连杆机构受的力 主要有气压力 Fp ，往 复 惯 性 力 Fj ， 旋 转 离 心力Fc和摩擦力Ff。
Fp
Ff
Fj
FC
课题一 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 由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、 气缸垫组成。
3曲柄连杆机构与机体
一、气缸体和曲轴箱
气缸体是气缸的基体。曲轴箱分上下两部分，上曲轴箱用以支承曲轴。 水冷内燃机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，简称气缸体。下曲轴箱的 作用是储存润滑油，因此又叫油底壳。
二、气缸套
根据其是否与冷却液接触，气缸套分为干式和湿式 两种。 干式缸套：特点是外表面不直接于水接触干式缸套 的壁较薄，有的只有1mm厚。为提高与缸体的接触面积以保 证散热效果，缸套外表面与缸体为过盈配合。 湿式缸套：特点是较干式缸套厚些，外表与冷却水 直接接触。优点是缸体铸造容易，便于修理更换，散热效 果较佳；缺点是缸体刚度有所减弱，缸套外表面易产生穴 蚀，且易漏水、漏气，它主要用于高负荷或铝合金缸体内 燃机。
曲柄连杆机构的组成：它包括汽缸体曲轴箱组、活塞组、连 杆组、和曲轴飞轮组。
气缸体
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度
一般式 油底壳安装平 面低于曲轴的 旋转中心
龙门式 气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式
隧道式
圆柱形
两段截锥与一段圆柱结合
两段截锥形
活塞销
连杆
连杆小头 杆身 连
杆
组 件 分
曲柄连杆机构与机体
机体组组成：
气缸盖
气缸盖罩
气缸垫 油道和水道
气缸体
曲轴箱 油底壳
气缸
第一节 曲柄连杆机构的作用与组成
曲柄连杆机构就是将活塞的往复直线运动通过连杆转换 为曲轴的回转运动,从而实现输出机械功。曲柄连杆机构是内 燃机的主要部分和基本机构。 曲柄连杆机构的作用： (1)运动形式的转换——直线运动变为旋转运动； (2)能量的转化——变热能为机械功。
连杆 大头
解
图
曲轴飞轮组的组成
皮带轮 扭转减振器 起动爪
第三章机体零件与曲柄连杆机构
制成的气缸盖到最后必须在发动机冷的状态下拧紧，
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲
变形，裙部挤压变形；
★热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 气缸套下端带1-3道 橡胶封水圈），且 上端与气缸体内孔 配合紧，下端配合 松，以方便推入气 缸体内孔。
湿式缸套压配在气缸
体内孔时，上部凸肩
顶面高出气缸体顶面
0.05-0.15 mm，这样 紧固缸盖时，可将缸 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲
变形，裙部挤压变形；
★热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 气缸套下端带1-3道 橡胶封水圈），且 上端与气缸体内孔 配合紧，下端配合 松，以方便推入气 缸体内孔。
湿式缸套压配在气缸
体内孔时，上部凸肩
顶面高出气缸体顶面
0.05-0.15 mm，这样 紧固缸盖时，可将缸 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
2019年第三章机体组及曲柄连杆机构-2-9.ppt
组 合 式
曲轴润滑
采用压力润滑
油
管 桶形空腔
卸
载
槽
离心净油腔
? 曲轴轴向定位
只一处定位
后端
中间
前端
曲轴轴向定位装置形式
注：主轴承座孔
配对加工， 不得互换， 不得变更方向。
曲轴主轴承
（滑动轴承）
曲轴止推轴承
曲轴轴向定位装置形式
半
止
圆
推
形
翻边轴瓦 面
0.06-0.25mm
止 推
片
止推垫圈
曲拐的布置 (曲轴的形状和曲拐相对位置)
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
活塞裙部构造
恒范钢片
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热
布油 刮油
气环（一般 2 道）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
做功 排气 进气 压缩
压缩 做功 排气 进气
排气 进气 压缩 做功
进气 压缩 做功 排气
发火顺序 1 —— 2 —— 4 —— 3
曲轴转角
0~180。Βιβλιοθήκη 180~360 。12
曲轴润滑
采用压力润滑
油
管 桶形空腔
卸
载
槽
离心净油腔
? 曲轴轴向定位
只一处定位
后端
中间
前端
曲轴轴向定位装置形式
注：主轴承座孔
配对加工， 不得互换， 不得变更方向。
曲轴主轴承
（滑动轴承）
曲轴止推轴承
曲轴轴向定位装置形式
半
止
圆
推
形
翻边轴瓦 面
0.06-0.25mm
止 推
片
止推垫圈
曲拐的布置 (曲轴的形状和曲拐相对位置)
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
活塞裙部构造
恒范钢片
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热
布油 刮油
气环（一般 2 道）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
做功 排气 进气 压缩
压缩 做功 排气 进气
排气 进气 压缩 做功
进气 压缩 做功 排气
发火顺序 1 —— 2 —— 4 —— 3
曲轴转角
0~180。Βιβλιοθήκη 180~360 。12
曲柄连杆机构-优质课件
2、活塞的选配要求有哪些？
1）活塞环的弹力检验 2）活塞环的漏光度检验 3）活塞环“三隙”的检验 端隙0.1----0.6mm 侧隙0.03---0.075mm 背隙0---0.35mm
5、连杆的检修 （1）连杆裂纹检修 （2）连杆大头内孔磨损检修：圆度和 圆柱度误差不大于0.025mm。 （3）连杆螺栓的检修 （4）连杆变形的检验： 弯曲、扭曲，用连杆校正仪进行。
3、飞轮的检修 （1）飞轮齿圈的检修：断齿或齿端耗损 严重，超过30℅或连续损坏4齿，应更换。 （2）飞轮工作平面的修整 飞轮工作平面的有严重烧蚀或磨损沟槽 深弃超过0.5mm,平面度误差为大于 0.2mm,飞轮厚度极限减薄量1mm。应更 换。
（3）飞轮螺栓孔的检修
小结： 作业： 1、曲轴的检修要求是什么？ 2、曲轴轴承的选配要求有哪些？修理 方法是什么？ 3、飞轮的检修方法是什么？
曲轴飞轮组的组成：曲轴、飞轮、扭转 减振器、皮带轮、正时齿轮等。 一、曲轴 曲轴的组成：
结构： 曲轴轴颈 平衡重 连杆轴颈 前端轴 后端轴
曲柄
曲拐
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
三、曲轴飞轮给的检修 曲轴的损伤：轴颈磨损、弯扭变形和裂 纹 1、曲轴的检修 （1）裂纹的检修：磁力探伤和染色法， 修复：细小裂纹可用磨削法。 （2）曲轴弯曲的检修：用百分表在V型 架上检测，用冷压校正和敲击校正。 （3）曲轴扭曲变形的检修：用百分表在 V型架上检测。用冷压校正和敲击校正。
3、连杆衬套的修配 (1)连杆衬套的更换：过 盈量0.1—0.2mm
4、活塞环的选配 （1）活塞环的损伤 磨损、弹性减弱和折断等。 （2）活塞环的选配 与气缸、活塞的修理尺寸一致，具有 规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环漏光度、端隙、侧隙、和背隙应符 合原厂规定。
03 曲柄连杆机构
活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是 燃烧室的组成部分。 活塞在高温、高压、热膨胀系数大。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
第3章 机体组及曲柄连杆机构
二. 气缸盖 Cylinder Head
第二章 机体组及曲柄连杆机构
动画
第二章 机体组及曲柄连杆机构
功能 (Function)：
气缸盖安装在气缸体的上面，密封气缸上部并与活塞顶部和气缸一起构成燃烧 室。
工作环境 (Work environment)
它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动 机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通 。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。尤其是鼻梁区热应力很高。 鼻梁区：在进、排气门口之间，以及进、排气门口与汽油机的火化塞之间；
(3) 隧道式气缸体 曲轴主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。 结构紧凑、刚度和强度好，加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。
第二章 机体组及曲柄连杆机构
缸体冷却方式有两种 (Cooling method for engine block)：
➢水冷：用冷却液来冷却，水冷发动 机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷 却水套，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。 ➢风冷：用空气来直接冷却。
➢ 往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。 ➢ 物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。
第二章 机体组及曲柄连杆机构 活塞和连杆小头 ➢ 往复直线运动，速度高、不断变化 ➢ 上止点下止点，速度变化规律：
零增大最大(临近中间)减小零 活塞向下运动:
前半行程加速运动，惯性力向上，Fj； 后半行程减速运动，惯性力向下，F’j 活塞向上运动: 前半行程惯性力向下
构造 (Parts)：
活塞可分为三部分，活塞顶部(Top)、活塞头部(Head)和活塞裙部(Skirt)。
机体组及曲柄连杆机构ppt课件
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。
工作条件：
高温、高压、高速、极难润滑。
平均寿命：6万公里
（1）气环
作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞
顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。
密封原理：活塞环开口相互错开，形成迷宫式漏气通道。
开口端隙一般为0.2~0.8mm，
端隙过大，漏气严重； 端隙过小，活塞环受热后
曲轴箱
油底壳
3
一、机体
1、机体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体， 称为机体。材料一般采用高强度灰铸铁或铝合金铸造。
一汽奥迪100汽车发动机气缸体
4
5
（1）按机体与油 底壳安装平面位置 不同分为
油底壳安装平 面和曲轴旋转 中心在同一高 度。
名称
性能
应用
一般式 （平底式）
机量便刚轻体于度、高加和结度工强构小拆度紧、卸差凑重。。，4机 列92， 柴Q9油汽0机系油。
气环
易卡死或折断。
切口
28
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
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 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
多用在汽油机上。
凸起呈球状、顶部 强度高，起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；提高压缩比， 防止碰气门。
22
（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 气环槽
工作条件 最恶劣， 应离顶部
远些。
曲柄连杆机构的组成和功用
曲柄连杆机构的组成和功用
摘要：
一、曲柄连杆机构的组成
1.机体组
2.活塞连杆组
3.曲轴飞轮组
二、曲柄连杆机构的功用
1.能量转换
2.运动方式转换
3.输出动力
正文：
曲柄连杆机构是内燃机的核心机构之一，它的组成和功用对于内燃机的工作至关重要。
一、曲柄连杆机构的组成
1.机体组：机体组包括气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱及油底壳等零件。
2.活塞连杆组：活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦及连杆螺栓等零件。
3.曲轴飞轮组：曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮、平衡轴、平衡轴齿轮等零件。
二、曲柄连杆机构的功用
1.能量转换：曲柄连杆机构的作用是将燃料燃烧所释放的热能通过活塞、连杆、曲轴等转变成能够驱动汽车行驶的机械能。
2.运动方式转换：曲柄连杆机构在做功行程中将活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动，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。
3.输出动力：通过曲柄连杆机构，内燃机能够将燃烧产生的能量转化为机械能，从而驱动汽车等机器正常运行。
汽车发动机构造与维修-第三章曲柄连杆机构
第一节 机体组
二、气缸盖
二、气缸盖 气缸盖作用：用来密封气缸的上部，与 活塞、气缸等共同构成燃烧室。
气缸盖示意图 1－排气门 2－进气门 3－排气道 4－火花塞座 孔 5－进气门 6－凸轮轴座孔
第一节 机体组
二、气缸盖
别克气缸盖示意图 1－前凸轮轴盖 2－气缸盖螺栓 3－ 孔塞 4－气门导管 5－凸轮轴轴承 盖 6－火花塞座孔7－后凸轮轴轴承 盖 8－防冻塞 9－机油油道盖 10－ 排气管安装螺栓 11－节温器 12－ 气门 13－凸轮轴座孔
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
二、活塞环 活塞环按其主要功用可分为气环和油环两类。
活塞环三隙 1－活塞环工作状态2－活塞环自由状态3－工作面4 －内表面5－活塞6－活塞环7－气缸壁 Δ1－开口间隙Δ2－侧隙Δ3－背隙d－内径B－宽度 油环 气环
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
1.气环 气环也叫压缩环，用来密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气 体窜入油底壳，以及将活塞头部的热量传给气缸壁，再由冷却水或空气 带走。另外还起到刮油、布油的辅助作用。
拔掉火花塞 拔掉分电器电插头
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
技术提示
在拆卸火花塞或喷油器前， 要用压缩空气吹净火花塞或喷 油器周围的赃物。在吹赃物的 过程中，眼睛要进行防护或躲 开，防止赃物进入眼睛中。在 装火花塞或喷油器时，不要忘 记安装密封垫，密封垫应更换 新件。要保证螺纹扣对正，扭 紧力矩合适。
飞轮上的转速信号轮 正时标记
第四节 曲柄连杆机构的维护
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
拔掉喷油器电插头
第三章机体组及曲柄连杆机构-12011-9ppt课件
铝
合
金
球墨
铸铁
4120F 风冷发动机双金属气缸球墨铸铁 ， 参考教材46 图2-11
气缸盖和气缸垫、气门室罩
气缸盖 发动机中结构最复杂零件
工作条件
a.承受机械负荷； b.承受热负荷；
要求
a.足够的强度和刚度； b.良好的冷却；
材料
a.优质灰铸铁或合金铸铁； b.铝合金
结构形式
A 整体式
•所有气缸盖制成一体； •可缩短中心距，零件数少，成本低； •刚性差，局部损坏时需整个更换； •D<ф105mm，i＜6的中小型内燃机用。
• 一 组成
机体结构形式
1.曲轴箱结构形式：
简图 定义
一般式 平分式 无裙式
龙门式 拱桥式
隧道式装方便
刚性差； 密封困难
应用
轻型汽油机， 490Q汽油机
强度、刚度好
拆装方便； 工艺复杂
强度、刚度最好
主轴承座为整体式 组合式曲轴 滚动主轴承
重量大；拆装不便
应用广泛。如 4115J、4125A、 495柴、CA6102、 EQ6100-1
第三章 机体组及曲柄连杆机构
机体组 曲柄连杆机构
活塞组 连杆组
曲轴飞轮组
3.1曲柄连杆机构中的作用力及力矩
往复惯性力作用示意图
往复惯性力作用示意图
受力分析：内燃机工作时力的传递过程：
运 动 形
式 活塞
气 体 作 用
受力 力
连杆
曲轴 飞轮
离合器
惯性力
摩擦力
底盘
工 作 阻 力 矩
3.2 机体组
CA6102）。 四点支承法： NJ1061A
油底壳（下曲轴箱）自学
简述机体组与曲柄连杆机构功能及组成
简述机体组与曲柄连杆机构功能及组成下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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高职汽车构造课件第3章发动机之曲柄连杆机构
活塞裙部的变形
防止活塞的变形的结构措施
（1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 （2） 活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。 （3） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
（1）
（2）
（3）
偏置销座
1. 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～ 2mm。 2. 作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。 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。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在 气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力 大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。
• （3）气环的断面形状
图 气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环
• 矩形活塞环的泵油作用及危害
• 原因：（1）存在侧隙和背隙； （2） 环运动时在环槽中 靠上靠下。 现象：当活塞带着环下行（进气 行程）时，环靠在环槽的上方， 环从缸壁上刮下的润滑油充入环 槽下方；当活塞又带着环上行（ 压缩行程）时，环又靠在环槽的 下方，同时将油挤压到环槽上， 如此反复，就将润滑油泵到活塞 顶。 • 危害：（1）增加了润滑油的消 耗； （2） 火花塞沾油不跳火； （3） 燃烧室积炭增多，燃 烧性能变坏； （4） 环槽内形成积炭，挤 压活塞环而失去密封性； （5） 加剧了气缸的磨损。
•
3.气缸垫 1）作用： 保证气缸体与气缸盖间的密封，防 止漏水、漏气。 2） 构造 （1） 金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔 、油道口周围卷边加强，内填石棉 （常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热 ）。 （2） 金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板（图 e）为骨架，外覆石棉，只在缸口 、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：（见图e）由单 层或多层金属片（铜、铝或低碳钢 ）制成，用于某些强化发动机。 3） 安装注意： 金属皮的金属—石棉垫，缸口金属 卷边一面应朝向易修整接触面或硬 平面。因卷边一面会对与其接触的 平面造成压痕变形。
机体组及曲柄连杆机构
承材料
。
湿缸套
外壁直接与冷却水接 触。壁厚5～8mm。
示意图
•强度和刚度好 ，机体尺寸小， 工艺性好，贵重 材料消耗大，成 本高。
•强度和刚度 都较好，加工 复杂，拆装不 便，散热不良 。 •散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度和 刚度不如干缸 套，易漏水。
干缸套
合金铸铁离心铸造的干式气缸套壁厚2~3mm 精密拉伸的钢质气缸套壁厚1~1.5mm
富康TU
汽油机燃烧室
名称
特点
结构紧凑、面容比小、
多球形
火焰传播距离短、气门 直径较大，气道较平直
，能产生挤气涡流。
蓬形
结构简单、紧凑、散热 面积小、热损失少，近 年来在高性能多气门轿
车发动机上广泛应用。
示意图
应用
欧宝V6 奔驰320E 三菱3G81 富士EJ20
柴油机燃烧室
•喷油 嘴
•喷油 嘴
•第二节 机体组（四）
主要结构
各种孔：气缸孔、主轴孔、凸 轮轴孔、润滑油道、附件孔等 。 冷却系统的结构：水冷发动机 缸体有冷却水道、水套；风冷 发动机缸体有散热片
材料及毛坯成形工艺
材料：合金铸铁、铝合金 成形工艺：铸造
•第二节 机体组（二）
气缸体分类：
1）气缸的排列形式：
•水平对置式
•直列式
•V型式
•W型式
•第二节 机体组（二）
影响往复惯性力的因素：活塞、活塞销连杆小头的 质量；曲轴转速。
影响离心力的因素：曲柄半径；旋转质量；曲轴转 速。
摩擦力
上述各力对摩擦面形成的正压力 摩擦系数
第二节 机体组（一）
机体组的组成
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫 气缸体 主轴承盖 油底壳
。
湿缸套
外壁直接与冷却水接 触。壁厚5～8mm。
示意图
•强度和刚度好 ，机体尺寸小， 工艺性好，贵重 材料消耗大，成 本高。
•强度和刚度 都较好，加工 复杂，拆装不 便，散热不良 。 •散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度和 刚度不如干缸 套，易漏水。
干缸套
合金铸铁离心铸造的干式气缸套壁厚2~3mm 精密拉伸的钢质气缸套壁厚1~1.5mm
富康TU
汽油机燃烧室
名称
特点
结构紧凑、面容比小、
多球形
火焰传播距离短、气门 直径较大，气道较平直
，能产生挤气涡流。
蓬形
结构简单、紧凑、散热 面积小、热损失少，近 年来在高性能多气门轿
车发动机上广泛应用。
示意图
应用
欧宝V6 奔驰320E 三菱3G81 富士EJ20
柴油机燃烧室
•喷油 嘴
•喷油 嘴
•第二节 机体组（四）
主要结构
各种孔：气缸孔、主轴孔、凸 轮轴孔、润滑油道、附件孔等 。 冷却系统的结构：水冷发动机 缸体有冷却水道、水套；风冷 发动机缸体有散热片
材料及毛坯成形工艺
材料：合金铸铁、铝合金 成形工艺：铸造
•第二节 机体组（二）
气缸体分类：
1）气缸的排列形式：
•水平对置式
•直列式
•V型式
•W型式
•第二节 机体组（二）
影响往复惯性力的因素：活塞、活塞销连杆小头的 质量；曲轴转速。
影响离心力的因素：曲柄半径；旋转质量；曲轴转 速。
摩擦力
上述各力对摩擦面形成的正压力 摩擦系数
第二节 机体组（一）
机体组的组成
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫 气缸体 主轴承盖 油底壳
机体组及曲柄连杆机构
▪ （2）预先做成椭圆形
▪ 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。 这样活塞工作时趋近正圆。
活塞在工作时的保护措施
▪ 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线 平面的，
▪ 向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
2、活塞环
▪ 分类：是具有弹性的开口环，分为气环和 油环。
▪ 工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。 ▪ 材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂
分块式 100~140mm
单体式
≥140mm
单体式气缸盖
三、气缸盖燃烧室
名称
特点
结构紧凑、火焰行程
半球形 段、燃烧速率高、热
损失小、热效率高
楔形
结构简单、紧凑、散 热面积小、热损失少； 火花塞置于燃烧室最 高处，火焰传播距离 长
示意图
应用
桑塔纳 夏利 富康
切诺基
盆形
工艺性好、成本低、 进排气效果不如半球 形燃烧室
捷达 奥迪
四、气缸衬垫
▪ 功用：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。
▪ 工作条件：承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力， 气缸内燃烧气体高温、高压的作用，以及机油和 冷却液的腐蚀。
▪ 要求：足够的强度，并耐压、耐热和耐腐蚀。 ▪ 分类：金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全
金属衬垫等。
气缸盖罩和气缸衬垫
气缸盖罩
衬垫
气缸盖
安装火花塞
气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面 的密封，防止漏气，漏水和漏油。
五、油底壳
▪ 功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱。 ▪ 使用特点：油底壳底部还装有放油螺塞，通常
放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的 金属屑，减少发动机的磨损 ▪ 材料：薄钢板冲压
▪ 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。 这样活塞工作时趋近正圆。
活塞在工作时的保护措施
▪ 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线 平面的，
▪ 向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
2、活塞环
▪ 分类：是具有弹性的开口环，分为气环和 油环。
▪ 工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。 ▪ 材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂
分块式 100~140mm
单体式
≥140mm
单体式气缸盖
三、气缸盖燃烧室
名称
特点
结构紧凑、火焰行程
半球形 段、燃烧速率高、热
损失小、热效率高
楔形
结构简单、紧凑、散 热面积小、热损失少； 火花塞置于燃烧室最 高处，火焰传播距离 长
示意图
应用
桑塔纳 夏利 富康
切诺基
盆形
工艺性好、成本低、 进排气效果不如半球 形燃烧室
捷达 奥迪
四、气缸衬垫
▪ 功用：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。
▪ 工作条件：承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力， 气缸内燃烧气体高温、高压的作用，以及机油和 冷却液的腐蚀。
▪ 要求：足够的强度，并耐压、耐热和耐腐蚀。 ▪ 分类：金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全
金属衬垫等。
气缸盖罩和气缸衬垫
气缸盖罩
衬垫
气缸盖
安装火花塞
气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面 的密封，防止漏气，漏水和漏油。
五、油底壳
▪ 功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱。 ▪ 使用特点：油底壳底部还装有放油螺塞，通常
放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的 金属屑，减少发动机的磨损 ▪ 材料：薄钢板冲压
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轴向衬环 防窜油
径向衬环 有效刮油
钢带组合式油环
优：①接触比压高，刮油作用强（刮片薄） ②对气缸适应性好（刮片独立存在） ③质量轻，加工工艺好 ④回油通路长
缺：制造成本高（刮片外表面需镀铬） 装配麻烦。
第三章机体组及曲柄连杆机构
油环刮油原理 第三章机体组及曲柄连杆机构
异向外导 角油环
同向外导 角油环
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环开口形状
直角口 (直切口)
斜口 (斜切口)
搭切口 (阶梯形)
第三章机体组及曲柄连杆机构
带防转销钉 槽
(封闭切口)
气环开口间隙大小：影响密封
过大，密封不良，漏气； 过小，热膨胀后会卡死。 • 开口间隙大小有严格规定。 • --------与缸径大小有关； • 一般 = 0.2~0.8 mm。
加工困难
加工困
难
第三章机体组及曲柄连杆机构
凸圆弧加工困难 对气缸壁表面适应性 好； 密封性好； 磨合性好。 润滑良好；
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
向注
。意
应用 安 广泛 装
方
道不
环环宜反 。 作扭
第曲
一
装 注道 油 主 意环 机 要 安 的用 第于
一柴
开槽环 顶岸环 （见72）
泵油 无泵油 无泵油 无泵油 泵油
单元曲拐：
一个曲柄销 两个曲柄臂 两个主轴径
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴类型
按曲轴主轴颈数分
非全支承 全支承
第三章机体组及曲柄连杆机构
扭曲环断面扭转原理(自学）
第三章机体组及曲柄连杆机构
梯形环工作示意图
第三章机体组及曲柄连杆机构
油环（自学）
类型:槽孔式；
钢制
槽孔撑簧式；
刮片
钢带组合式
普通油环
外圆柱面——环形
组合油环
槽，中间加工有孔，
作回油用。
制造成本高，
应用广泛
用于高速发动机
第三章机体组及曲柄连杆机构
杆身断面形状
第三章机体组及曲柄连杆机构
连杆大头的剖分面形式与定位方法
斜切口（30 — 60°） 第三章机体组及曲柄连杆机构
平切口
a.平切口定位方法
方式：用连杆螺栓上精加工的圆柱部分与螺栓孔中精加 工的圆孔部分来定位
b.斜切口定位方法
止口
套筒 第三章机体组及曲柄连杆机构
锯齿形
V型内燃机连杆
三种形式
异向外导 角油环
鼻式油环
双鼻式油环
油环断面形状 第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞销
材料
低碳钢或低碳合金钢
活塞与活塞销
连4接方工式作条件半浮式
全浮式
圆柱形 组合形
第三章机体组及曲柄连杆机构
两端截锥形
活塞与活塞销连接方式
全浮式
半浮式
活塞在 70~90ºC 水或第三油章机体中组及加曲柄连热杆机构，然后将销装入
减摩性能和热强度高。 材料：铝合金；添加共晶硅。
共晶硅铝合金 制造工艺：金属型铸造、锻造和液态模锻
第三章机体组及曲柄连杆机构
结构：
活塞
第三章机体组及曲柄连杆机构
I 顶部形状：
平顶
汽油机上
凸顶
二冲程汽油机
凹顶
柴油机
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 活塞头部作用： 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸; 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内; 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁
第三章机体组及曲柄连杆机构
为防止敲缸、抱死，保证正常工作，裙部结 构常采用的措施
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞裙部构造
恒范钢片
第三章机体组及曲柄连杆机构
有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
并 杆列
连
主副连杆
第三章机体组及曲柄连杆机构
叉片式连杆
3.4 曲轴飞轮组
曲轴
功用
•驱动内燃机各辅助系统工作 •对外输出动力 •控制各缸工作顺序
材料
•球墨铸铁铸造 •中碳钢/合金钢锻造 •表面精加工和热处理
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴后端
曲轴构造
(功率输出端)
单元曲拐
第三章机体组及曲柄连杆机构
曲轴前端 （自由端）
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
第三章机体组及曲柄连杆机构
气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
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• 密封的效果与气环数目有关
迷宫式 密封
安装时，各环切口位置均匀错开，并 避开小孔和侧压力最大方向。
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气环泵油作用:
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气环断面类型
矩形环 平面环
锥形环 扭曲环 梯形环
桶面环
面接触 线接触 点接触 面接触 圆弧线接触
形状简单 上行布油
装入气缸后能扭 曲变形；
抗结胶
加工容易 下行刮油 有锥形环优点 性好
3.2 活塞组
第三章机体组及曲柄连杆机构
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活塞---发动机中工作条最严酷的零件
燃
作用：① 活塞顶部 + 缸盖 + 缸壁
烧
② 承受气体压力。
室
工作条件：
高温 高压 高速 化学腐蚀
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要求： 1 足够强度和刚度，合理的形状和壁厚。合理
的活塞裙部形状。质量尽可能小。 2 受热面小，散热好。 3 材料：热膨胀系数小，导热性好，比重小，
3.3 连杆组
连杆小头
1 作用：
连
连杆构造
连杆体
杆 螺Leabharlann （杆身 ）栓功2用要求：
传力；改变运动方向。
连杆大头
大头盖 第三章机体组及曲柄连杆机构
连杆组
工作条件 承受拉、压、弯曲等交变负荷作用
要求 强度、刚度、韧性好
材料
连杆体和连杆盖：
优质中碳钢或中碳合金钢
连杆螺栓： 优质合金钢 第三章机体组及曲柄连杆机构
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
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活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
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活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热 布油 刮油
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气环（一般 2 道）
环槽护圈：
耐热、耐磨
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活塞裙部： 头部以下部位
裙部表面的保护 1）镀锡或镀锌 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。
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活 塞 受 力 情 况