当前位置：文档之家 › 机体组与曲柄连杆机构

机体组与曲柄连杆机构

  • 格式：ppt
  • 大小：3.86 MB
  • 文档页数：82

下载文档原格式

  / 82

合集下载

第二章机体组及曲柄连杆机构

第二章机体组及曲柄连杆机构
2、试述气缸体的三种形式及特点。 3、汽油机、柴油机的燃烧室有哪几种？有何特
点？ 4、铝合金活塞预先作成椭圆形、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？
曲轴的转角计）。
1-3-4-2； 1-2-4-3。
3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
点火顺序： 1-5-3-6-2-4； 1-4-2-6-3-5 。
四冲程六缸发动机点火顺序
• 某发动机的型号是6100Q汽油机，其作 工顺序为1-5-3-6-2-4，问：（1）该发动 机型号的含义是什么？（2）该发动机发 火（作功）间隙角是多少°CA？（3） 当第二缸位于进气下止点时，其余各缸 分别在什么位置？
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。
龙门式
强工笨度重艺和、性刚加差度工、较困结好难构。 。捷 富 桑 车达 康 塔轿 轿 纳车 车 轿、 、
隧道式
结和工曲轴构强、拆紧度工卸凑好艺不、。性方刚难差便度加、。负 的 上荷 柴。较 油大 机
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。
（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。
活塞销孔
油环槽
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。
对置气缸式发动机
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体

第二章机体组与曲柄连杆机构

第二章机体组与曲柄连杆机构
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，气门直 径较大，气道较平直。火焰传播距离较短，不能产生挤 气涡流。
4)多球形燃烧室是由两个以上半球形凹坑组成的，其结 构紧凑，面容比小，火焰传播距离短，气门直径较大，
㈣、油底壳
1.功用:贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。
2.使用特点:曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫，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。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。
3.材料:薄钢板冲压或铝铸造
§第三节 曲柄连杆机构
凹坑形状、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
（2）活塞头部
位置:活塞顶与油环槽下端面之间的部分。有数道环槽， 用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部.
头部
工作条件最 恶劣，应离 顶部远些。
作用：
⑴安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 ⑵防止可燃混合气漏到曲轴箱内， ⑶将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
4 、活塞结构
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，销座孔处有加强筋。
销座
（1）活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力.
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布均匀，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。
（3）活塞裙部
1）位置:油环槽下端面至活塞最下端的部分。裙

曲柄连杆机构与机体组

曲柄连杆机构与机体组
1
活塞有顶部、头部、活塞销座和裙部四个部分，如图2-31所示。
2
活塞环有气环和油环两类，如图2-38所示。
3
活塞销的功用是连接活塞与连杆小头，将气体的作用力传递给连杆。
4
连杆由小头、杆身、大头（包括连杆盖、连杆螺丝和连杆轴承）等部分组成，如图2-46所示。
5
连杆轴承又称连杆轴瓦或小瓦，连杆轴承是分开式薄壁轴承，由钢背和减磨层组成，如图2-49所示。
02
图2-49连杆轴承
第三节 活塞连杆组
*
活塞连杆组的检修 活塞的选配活塞裙部直径的测量如图2-50所示。 活塞环的选配检验活塞环“三隙” ，如图2-52所示。 活塞销的选配半浮式活塞销拆装如图2-53所示。 连杆变形有弯曲和扭曲，在连杆校验仪上进行，如图2-54所示。 活塞连杆组的组装如图2-56和2-57所示。
6
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构 图2-3 活塞连杆组
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构 图2-31 活塞的结构
第三节 活塞连杆组
*
图2-38 气环和油环
第二章曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构
图2-46连杆的结构
第三节 活塞连杆组
*
01
第二章曲柄连杆机构
第二章曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构 图2-50活塞裙部直径的测量
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构 图2-52检验活塞环“三隙”
第三节 活塞连杆组
*
第二章曲柄连杆机构
图2-53半浮式活塞销拆装
新型汽车在汽缸尺寸确定下，选配相应的活塞。 标准尺寸和修理尺寸活塞都适用活塞分组。 活塞环常有磨损、弹性减弱和折断等损伤。 活塞环的修理尺寸应与汽缸、活塞的等级相同。弹力符合规定，环的漏光度、端隙、侧隙和背隙应符合原厂规定。

第二章 机体组与曲柄连杆机构4

第二章 机体组与曲柄连杆机构4
体的刚度，重量量也有所减轻；
缺点：但加大了发动机宽度，且形状复杂，加工
困难，一般多用于缸数多的大功率发动机上。V4-V16
(3)对置气缸式发动机
优点：高度比其他形式的小得多，在某些情况
下使得汽车(特别是轿车和大型客车)的总布置更 方便。气缸对置对于风冷发动机也是有利的。
缺点：结构复杂。
2)气缸结构形式
降低了制造成本，便 于修理和更换气缸套， 延长了气缸体的使用 寿命。
无气缸套式
优点：缩短气缸中心距， 从而使机体的尺寸和质量 减小。
缺点：浪费贵重材料（合 金铸铁），提高指导成本
干气缸套式
干缸套不自接与冷却液接触，壁厚— 般为1—3mm。干缸套的外圆表面和气 缸套座孔内表面均须精加工，以保证必 要的形位精度和便于拆装。
气缸盖的工作条件：（p47) 要求： 使用材料：
1.单体气缸盖
单体气缸盖：只覆盖一个气缸的
气缸盖，
优点：单体气缸盖刚度大，且在备
件储存、修理及制造等方面都比较 优越。
缺点：在缩小气缸中心距上面受到
一定的限制，同时气缸盖冷却液的 回流需装设专门的回水管，使结构 复杂，一般气缸直径>140mm的 Байду номын сангаас动机采用单体气缸盖；
一、曲柄连杆机构的运动
曲轴虽然作匀速运动， 而活塞的速度却是不均 匀的。
由于活塞运动速度的 变化，导致其加速度的 变化，加速度的变化， 导致了惯性力的产生。
二、曲柄连杆机构的受力
气体力 运动质量惯性力
气压力P， 往复惯性力Pj， 旋转惯性力（离心力）Pc 摩擦力F。
P
F
Pj
PC
气体作用力
气体力的大小随活塞 的位移发生变化，各 处磨损不一样。 翻倒力矩

[精]第2章机体组及曲柄连杆机构

[精]第2章机体组及曲柄连杆机构
第二章 机体组及曲柄连杆机构
第一节 曲柄连杆机构中的作用力 第二节 机体组 第三节 曲柄连杆机构 作业
第一节 曲柄连杆机构中的作用力
作用在曲柄连杆机构上的力:气体力和惯性力 气体力：Fg一方面作用于活塞顶上, 通过连杆、曲柄销传
到主轴承；另一方面作用于气缸盖上，通过螺栓传给机体。 作用于活塞和气缸盖上的力相平衡。对外不传给机体支承。 惯性力：往复惯性力Fj和旋转惯性力Fk 往复惯性力：往复运动质量包括活塞组质量和连杆小头集 中质量，沿气缸轴线作往复变速直线运动 旋转惯性力：旋转惯性质量包括曲柄质量和连杆大头集中 质量，绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力
周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧 到规定的力矩。
返回
密封垫
返回
油底壳
功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱 结构：用薄钢板冲压或铝铸造，内装有稳油挡板，
底部还装有放油螺塞
返回
发动机的支承
支承位置：气缸体、飞轮壳、变速器壳 支承方法：三点支承、四点支承 三点支承：前一后二、前二后一
例如：解放CA6102、东风EQ6100Q-1等 四点支承：前后各有两个支承点
例如：NJ1061A
补充：发动机的支承
探秘别克凯越的发动机与变速箱
绝招二：NTA(中间轴悬置)令发动机宁静顺畅
凯越的4缸机如何续写别克宁静顺畅的神话？ 如果说高效运作令该款发动机举重若轻是其宁静 顺畅的根本，那么NTA(Neutral Torque Axis)则 是附加的振动过滤功能。除了用弹性软连接悬置 发动机，以减少传入车厢的振动之外，NTA还巧妙 运用翘翘板的杠杆原理，在发动机底端，以单点 支撑化解左右两边的高频振动，由此突破了直列4 缸噪音过滤的瓶颈。加上该款发动机采用全铝合 金油底壳，配合液压减震系统和各种隔音密封材 质，使凯越得以续写别克特有的宁静篇章

第二章-发动机机体组及曲柄连杆机构

第二章-发动机机体组及曲柄连杆机构

（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。
气环
切口
第二章 机体组及曲柄连杆机构 将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
第二章 机体组及曲柄连杆机构 气环的泵油原理：
第二章 机体组及曲柄连杆机构
（2）油环：刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁
①质量轻，比全裙式活塞 轻10％～10％，适应高速 发动机减小往复惯性力的 需要。 ②裙部弹性好，可以减小 活塞与气缸的配合间隙。 ③能够避免与曲轴平衡重 发生运动干涉。
第二章 机体组及曲柄连杆机构
4．活塞的冷却
振荡冷却法： 从连杆小头 上的喷油孔 将机油喷入 活内壁的 环形油槽中， 由于活塞的 运动使机油 在槽中产生 振荡而冷却 活塞。
气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式
第二章 机体组及曲柄连杆机构
• 三、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。
第二章 机体组及曲柄连杆机构
• 水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式
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。
第二章 机体组及曲柄连杆机构
（3）活塞裙部开槽 横向绝热槽
纵向膨胀槽
减少裙部受热 有的兼作油环回油孔 留有膨胀余地 活塞强度降低
绝热槽 膨胀槽
第二章 机体组及曲柄连杆机构
（4）为了减小铝合金活 塞裙部的热膨胀量，有些 汽油机活塞在活塞裙部或 销座内嵌入钢片。
困难。
高度小， 总体布置 方便。
第二章 机体组及曲柄连杆机构

3第二章机体组与曲柄连杆机构

3第二章机体组与曲柄连杆机构

绝热槽 膨胀槽
拖板式活塞或短活塞 有些活塞为了减轻 重量，在裙部开孔或把 裙部不受侧压力的两边 切去一部分，以减小惯 性力，减小销座附近的 热变形量，形成拖板式 活塞或短活塞。 拖板式结构裙部弹 性好，质量小，活塞与 气缸的配合间隙较小， 适用于高速发动机。
双金属活塞
为了减小铝合金活塞裙 部的热膨胀量，有些汽油机 活塞在活塞裙部或销座内嵌 入钢片。 恒范钢片式活塞的结构 特点：恒范钢为含镍33%36%的低碳铁镍合金，其膨 胀系数仅为铝合金的1/10， 而销座通过恒范钢片与裙部 相连，牵制了裙部的热膨胀 变形量。 膨胀系数小的低碳钢片 贴在销座铝层的内侧，依靠 钢片的牵制作用，及钢片与 铝壳之间的双金属效应来减 小裙部侧压力方向的膨胀量.
左，活塞的左侧面压向气 缸壁，左侧磨损严重。 右，活塞的右侧面压向气 缸壁，右侧侧磨损严重。
FN
F
FR
FS FT
FS
F
F
N
FT FR
⑵往复惯性力Fj：活塞在上半行程时， 惯性力都向上，下半行程时，惯性力 都向下。在上下止点活塞运动方向改 变，速度为零，加速度最大，惯性力 也最大；在行程中部附近，活塞运动 速度最大，加速度为零，惯性力为零.
气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
⑵气缸垫工作条件：缸盖螺栓压力；气体高温、高压；
冷却液腐蚀。
⑶气缸垫材料要求：有弹性（补偿结合面的不平度以确
保密封）、耐热性、耐压性、耐腐蚀。
㈣油底壳
1.功用:贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。 2.使用特点:曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫，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。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。

学习任务5机体组及曲柄连杆机构的结构与拆装

学习任务5机体组及曲柄连杆机构的结构与拆装
感谢您的观看
1. 准备工具和材料
在开始拆装之前，需要准备好所 需的工具和材料，例如螺丝刀、 锤子、钳子、润滑油等。
4. 安装曲柄连杆机构
在安装曲柄连杆机构时，需要按 照一定的顺序和步骤进行，先安 装曲轴和连杆，然后安装活塞和 气缸盖。
5. 安装外部附件
在安装好曲柄连杆机构之后，需 要安装外部附件，例如气缸体等。
故障1
机体组出现裂纹或断裂。
01
排除方法1
02 检查机体组的材料和工艺，确
保符合设计要求，及时更换损 坏的机体组。
排除方法2
03 加强机体组的刚度和强度，如
增加加强筋或改变材料等。
故障2
机体组安装不正或松动。
04
排除方法1
05 检查机体组的安装位置和固定
方式，确保安装正确、牢固。
排除方法2
06 使用合适的紧固件或调整机体
检查曲柄连杆机构各部件的磨损 情况，及时更换磨损严重的部件
。
故障2
曲柄连杆机构出现异常声响或振 动。
05 维护与保养
机体组的维护与保养
机体清洁
定期清除机体上的灰尘和杂物 ，保持机体清洁，防止杂物进 入机体内部，影响机体的正常
运转。
检查紧固件
定期检查机体的紧固件，如螺 栓、螺母等，确保其紧固，防 止松动造成机体损坏。
曲柄连杆机构工作原理
在气缸内燃烧压力的作用下，活塞向下运动，通过连杆将此运动传递给曲轴， 曲轴再通过齿轮、链条等传动机构将动力输出。
02 机体组结构与拆装
机体组的组成
01
02
03
04
气缸体
是发动机的基础结构，承载着 曲柄连杆机构和各个运动部件
。
气缸盖

第3章 机体组及曲柄连杆机构

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)。

第二章 机体组及曲柄连杆机构

第二章 机体组及曲柄连杆机构

第二章 曲柄连杆机构本章内容：发动机机体组、活塞连杆组、曲柄飞轮组。

本章重点：曲柄连杆机构的功用、组成与工作特点。

第一节 概述功用：把燃气作用在活塞顶上的力矩转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

主要零件组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。

工作条件的特点：高温、高压、高速、化学腐蚀。

受力状态：气体作用力、往复惯性力与离心力、摩擦力。

第二节 机体组一、气缸体1.气缸体：水冷发动机的气缸体和曲轴箱铸成一体。

2.气缸： 气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形的空腔。

3.曲轴箱：气缸体下半部支承曲轴，其内腔为曲轴运动的空间。

4.结构型式分为三种：1)一般式气缸体：便于机加工2)龙门式气缸体：刚度和强度较好，但工艺性较差3)隧道式气缸体：刚度最好，与组合曲轴配用5.气缸材料：优质合金铸铁、铝合金6.冷却方式：空冷、水冷7.水套：发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖上均有用以充水的空腔。

8.多缸发动机气缸排列的型式有：直列式、V型式、对置式。

9.气缸套应用原因：降低气缸生产制造成本10.气缸套材料：耐磨性较好的合金铸铁或合金钢11.气缸套形式：干式和湿式二、气缸盖与气缸衬垫1.气缸盖结构：1)单体气缸盖2)块状气缸盖3)整体气缸盖2.气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金铸造。

3.汽油机燃烧室：由活塞顶部气缸壁及缸盖上相应的凹部空间组成。

4.汽油机燃烧室形状有以下几种：1)楔形燃烧室：结构简单、紧凑。

在压缩终了时能形成挤气涡流。

2)盆形燃烧室：结构简单、紧凑。

3)半球形燃烧室：结构较前两种更紧凑，散热面积小，对排气净化有利，配气机构比较复杂。

5.气缸盖衬垫结构：1)金属—石棉衬垫，安装气缸衬垫时，把光滑的一面朝气缸体。

2)石棉中心用编织的钢丝网或有孔钢板为骨架3)实心金属片作用：密封三、油底壳第三节 活塞连杆组一、活塞1.作用：承受气缸中气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。

汽车维修与发动机构造——第二章 机体组及曲柄连杆机构

汽车维修与发动机构造——第二章 机体组及曲柄连杆机构

第二章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。

第一节曲柄连杆机构中的作用力及力矩作用在曲柄连杆机构上的力有气体力和运动质量惯性力。

气体力作用于活塞顶上，在活塞的四个行程中始终存在，但只有作功行程中的气体力是发动机对外作功的原动力。

气体力通过连杆、曲柄销传到主轴承。

气体力同时也作用于气缸盖上，并通过气缸盖螺栓传给机体。

作用于活塞上和气缸盖上的气体力大小相等、方向相反，在机体中相互抵消而不传至机体外的支承上，但使机体受到拉伸。

曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动质量组成的当量系统。

往复运动质量包括活塞组零件质量和连杆小头集中质量，它沿气缸轴线作往复变速直线运动，产生往复惯性力；旋转运动质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量，它绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，也称离心力。

往复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发动机支承。

第二节机体组一、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。

汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构

汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构

2.3 活塞连杆组
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
2.3 活塞连杆组
（2）油环：刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，并在汽缸壁
2.3 活塞连杆组
隔断由活塞顶传向第一 道活塞环的热流。
2.3 活塞连杆组
增加环 槽的耐 磨性。
增加活塞的 强度，提高 第一道环槽 的耐磨性。
2.3 活塞连杆组
（3）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：对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承
受侧向力，防止破坏油 膜。
2.2 机体组
• 在风冷汽缸的外壁铸制散热片，以增加散热面积， 增强散热能力。
2.2 机体组
• 二、汽缸盖 功用：密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃
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汽，所以承受的热
负荷很大。
2.2 机体组
2.2 机体组
• 水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体
活塞顶与高温燃汽直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿汽缸壁面高速滑动，由于润 滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。 •2 • 广泛采用铝合金，只在极少数汽车发动机上采用铸铁 或耐热钢。
2.3 活塞连杆组
•3
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。

第二章 机体组及曲柄连杆机构

第二章 机体组及曲柄连杆机构

发动机工作时，燃气温度高达 2000 ℃ 以上，活塞顶部接触燃气，因高温使材料 机械性能降低，甚至产生高温蠕变。当顶 部温度超过 370~400 ℃时，还会产生热裂 现象。第一道环槽温度超过 200~220 ℃， 就会造成活塞环粘结。进气时，活塞又受 到冷的新气冲刷，造成温度不均，引起大 的热应力和活塞变形。活塞工作温度高且 作往复变速运动，润滑又困难，所以极易 磨损。
2.2.5 气缸衬垫 气缸衬垫臵于气缸盖与气缸体之间， 作用是保证燃烧室的密封，防止漏气、漏 水。气缸衬垫的材料要有一定的弹性，能 补偿结合面的不平度，以确保密封，同时 要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下 不烧损、不变形， 拆装方便，能重复使 用，寿命长。 目前应用的气缸衬垫结构大致有金 属—石棉衬垫、金属—复合材料衬垫、全 金属衬垫等几种。
气缸体作为发动机各个机构和系统的 装配基体，承受较大的机械负荷和热负荷， 气缸体本身应具有足够的刚度、强度和良 好的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性。机体一 般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。 气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒 就是气缸。多缸发动机气缸的排列型式决 定了发动机外形尺寸和结构特点，对发动 机气缸体的刚度和强度也有影响，并关系 到汽车的总体布臵。可分为：直列式、 V 型式、对臵式三种。
二、活塞组：活塞、活塞环、活塞销等。
1．活塞的功用及工作条件 活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并 将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。 此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧 室。 活塞是发动机中工作条件最严酷的零件。 作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。活塞 顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动， 由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。
3．活塞构造 活塞可视为由顶部、头部和裙部。

汽车发动机机体组与曲柄连杆机构

汽车发动机机体组与曲柄连杆机构
造成上述不均匀磨损的原因是：活塞在上止点附近时各 道环的背压最大，其中又以第一道环为最大，以下逐道减 小；加之气缸上部温度高，润滑条件差，进气中的灰尘附 着量多，废气中的酸性物质引起的腐蚀等，造成了气缸上 部磨损较大。而圆周方向的最大磨损部位主要是侧向力、 曲轴的轴向窜动等造成的。
2）气缸磨损程度的衡量指标
Байду номын сангаас
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；防止碰气门。
1.1.2 活塞头部 位置：活塞顶至油环槽下端面之间的部分
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
1.1.3 活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，
缩短了机体的长度和高度， 增加了刚度，减轻了发动机 的重量；形状复杂，加工困 难。六缸以上发动机使用
水平对置式发动机
高度小，总体布置方 便。轿车中应用不多
气缸结构形式
镶嵌式气缸体
曲轴箱的型式
二、气缸盖
缸盖的工作条件 高强度的热负荷和机械负荷 足够的刚度和强度
材料 优质灰铸铁或合金铸铁
构造型式 整体式、分块式、单体式
并承受侧压力，防止破坏油膜。 变形规律 1、活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量 2、活塞自上而下膨胀量由大而小 3、裙部周向近似椭圆形变化，
1.1.4 活塞的变形
防止活塞变形措施
A方法
B方法： 活塞裙部制成椭圆形
椭圆形的活塞裙部在 冷时为椭圆形，可以减少 活塞间隙，以减少冷车运 转的噪音，当温度增高后 会变成正圆形。
2.4 油环 1 槽孔式油环
2 组合式
1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞

机体组及曲柄连杆机构

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

机体组及曲柄连杆机构

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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
曲柄连杆机构组成—活塞组、连杆组、曲轴飞轮组 曲柄连杆机构的工作条件—气体压力、惯性力、离心
力、摩擦力、汽车行驶中产生的冲击力。
20
21
一、活塞组 （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。与缸盖、气缸体组成燃烧室。
2 、工作环境:①高温、散热条件差；②顶部工作温度高
达600-700K，且分布不均匀；③线速度高达到10m/s，承 受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3-5MPa的压力 使之变形，破坏配合联结.
第二章 机体组与曲柄连杆机构
第一节 概述 第二节 机体组 第三节 曲柄连杆机构
1
第一节 概述
1.机体组及曲柄连杆机构的组成 ⑴机体组——主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖
气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。 ⑵活塞连杆组——主要包括活塞、活塞环、活塞
销和连杆等机件。 ⑶曲轴飞轮组——主要包括曲轴、飞轮、扭转减
振器等机件。
2
2.曲柄连杆机构的受力
气体作用力Fg 、往复惯性力Fj 、旋转 惯性力Fk 、相对运动件接触表面的摩擦力 Fu以及外界阻力等。
⑴活塞总作用力F:F= Fg+ Fj+ Fu，F在活
塞销中心分解为侧向力FN和连杆力FS， FS 又可分解为FR和FT，FR使曲轴主轴颈处受 压，FT为周向产生转矩的力。
8
⑶根据冷却方式不同分 冷却液 散热片
9
⑷按曲轴箱结构形式不同分为
平底式
机体的底平 面和曲轴旋 转中心齐平 的机体
龙门式
机体的底平面下沉 到曲轴的旋转中心 以下的机体
隧道式
曲轴的主轴承孔 不剖分的机体
10
㈢气缸盖、气缸垫 1.气缸盖（汽油机多为整体式；柴油机多为分开式）
⑴功用:密封气缸上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室 ⑵材料:灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 ⑶工作条件:①接触高燃气，承受的热负荷很大。
①作功行程:侧压力FN向
左，活塞的左侧面压向气 缸壁，左侧磨损严重。
②压缩行程:侧压力FN向
右，活塞的右侧面压向气 缸壁，右侧侧磨损严重。
FN
F FS
FR FT
Fg
Fu
Fj
FK
FS
F
N
F
FT FR
3
⑵往复惯性力Fj：活塞在上半行程时，
惯性力都向上，下半行程时，惯性力
Fj
都向下。在上下止点活塞运动方向改
稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的 波动。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。
3.材料:薄钢板冲压或铝铸造
18
§第三节 曲柄连杆机构
19
曲柄连杆机构的功用—将燃料燃烧时产生的热能转变为
活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动 变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
②气体力和气缸盖螺栓的机械负荷
⑷工作要求:密封良好、不能变形、足够强度和刚度、良
好的冷却。
11
气缸盖上有冷却 水套、燃烧室、进排 气门道、气门导管孔 和进排气门座、火花 塞安装孔（汽油机） 或喷油器安装孔。
12
13
水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式3种结构形式。 在多缸发动机中，全部气缸共用一个气缸盖的，则称该气缸盖为 整体式气缸盖；若每两缸一盖或三缸一盖，则该气缸盖为分块式 气缸盖；若每缸一盖，则为单体式气缸盖。风冷发动机均为单体 式气缸盖。
4
§第二节 机体组
㈠机体组组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬
垫、主轴承盖及油底壳等零件。
气缸盖罩
气缸盖
气缸垫
气缸
油道和水道 曲轴箱
气缸体
油底壳
5
㈡机体
1、组成:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成
一体，称为机体，也称气缸体-曲轴箱。
油道 水套
气缸
机体顶面
加强肋
加强肋
主轴承座
机体侧壁 机体底面
6
2、机体构造
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布均匀，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
24
（2）活塞头部
位置:活塞顶与油环槽下端面之间的部分。有数道环槽， 用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部.
变，速度为零，加速度最大，惯性力
也最大；在行程中部附近，活塞运动
速度最大，加速度为零，惯性力为零.
⑶旋转惯性力FK：旋转机件的圆周运
动产生离心惯性力，方向背离曲轴中
FK
心向外。离心力加速轴承与周颈的磨
损，也引起发动机振动而传到机体外。
Fu
⑷摩擦力Fu ：指相互运动件之间的摩
擦力，它是造成配合表面磨损的根源.
外壁直接与冷却水接触。 壁厚5～9mm。①径向定位： 靠上下两个凸出的、与气缸体 5~9mm 间为动配合的圆环带A和B。 ②轴向定位：利用缸套上部凸 缘与缸体相应的台阶。
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、漏气 易穴蚀。
14
汽油机燃烧室
15
16
2、气缸垫
⑴气缸垫功用:安装在气缸盖和气缸体间，保证气缸盖与
气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
⑵气缸垫工作条件：缸盖螺栓压力；气体高温、高压；冷
却液腐蚀。
⑶气缸垫材料要求：有弹性（补偿结合面的不平度以确保
密封）、耐热性、耐压性、耐腐蚀。
17
㈣油底壳
1.功用:贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。 2.使用特点:曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫，内部设有
3 、材料:铝合金——质量小，约为铸铁活塞的50%～
70%，导热性好，约为铸铁的三倍，热膨胀系数大。
22
4 、活塞结构
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，销座孔处有加强筋。
销座
23
（1）活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力.
（1）根据气缸的排列形式
直列式
V型
对置式 缸套
式
干式 气缸
套
湿式 气缸
套
特点
示意图
气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气 缸，整体式气缸强度和刚度都好，但对 材料要求高，成本高。
外壁不直接与冷却水接触。 ①壁厚较薄（1mm-3mm1）~3m；m ②与刚体承孔过盈配合； ③不易漏水漏气。 0.05~0.15mm
头部
工作条件最 恶劣，应离 顶部远些。
作用： ⑴安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 ⑵防止可燃混合气漏到曲轴箱内， ⑶将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。