连杆包括连杆体连杆小头衬套连杆大头轴瓦与连杆螺栓15页PPT

夹 压装铜套、挤压铜套孔： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 精镗大头孔、粗镗铜套孔： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 滚压连杆大头孔： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 精镗铜套孔： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 连杆大头去重： 具 课 程 设 计
夹 精磨连杆上下两端面： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 连杆小头去薄去重及倒角： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 具
半精镗大头孔、精镗小头底孔：
课
程
设
计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹 连杆小头孔口抛光： 具 课 程 设 计
连 杆 加 工 工 艺 过 程
夹
具 课
一、常用定位、夹紧符号
程 设
二、连杆体加工工艺过程
计
连
三、连杆盖加工工艺过程
杆 加
四、连杆加工工艺过程
工
工
艺
过
程
夹 一、常用加工定位、夹紧符号 具 课 程 设 计
定 位 、 夹 紧 符 号
夹 二、连杆体加工工艺过程 具 课 程 设 计
连 杆 体 加 工 工 艺 过 程
夹 具 课 程 设 计
夹 具 课 程 设 计
连 杆 盖 加 工 工 艺 过 程
夹 连杆体毛坯： 具 课 程 设 计
连 杆 盖 加 工 工 艺 过 程
夹 粗铣连杆盖上下两端面： 具 课 程 设 计
连 杆 盖 加 工 工 过 程
夹 粗磨连杆盖上下两端面： 具 课 程 设 计

一、活 塞（※）
活塞功用 活塞工作条件 活塞材料及要求 活塞结构（※） 活塞销孔偏置（※） 拖鞋式活塞
1. 活塞功用
承受气缸中的燃气压力 将燃气作用力通过活塞销和连杆传给
曲轴，推动曲轴旋转 参与组成燃烧室
2. 活塞工作条件
直接与高温燃气接触
燃气最高 温度2500K
以上
活塞顶部 温度高达
燃气压力作用使 环不再扭曲，与 矩形环相同
② 扭曲环工作示意
进气、压缩和 排气行程：
环扭曲，消除 泵油现象，减 轻磨损
作功行程：
燃气压力作用 使环不再扭曲， 与矩形环相同
3）锥面环
锥面环特点
环的外圆面为锥面，理论上为线接 触。
工作过程
活塞下行： 能刮油 活塞上行：锥面油楔作用浮起，减
600~700K
机械强度 显著下降
热膨胀量 增大
活塞工作条件
承受燃气冲击性高压力（作功行程）
瞬
汽油机
时
3~5MPa
最
大
压 力
柴油机 6~9MPa
导致活塞 侧压力大
加速活塞 表面磨损
引起活塞 变形
活塞工作条件
活塞在气缸中高速运动
平均速度 可达
10~14m/s
产生很大 惯性力
曲柄连杆机 构各零件和 轴承承受
改善磨合性 耐磨性
2. 气环结构原理
气缸
气环密封原理
F1 环自身弹力 F2 燃气背压力 F3 燃气正压力
第二 密封面
第一 密封面
F3
F1
F2
活塞
活塞环
（1）气环开口形状（※）
直开口
工艺性好 密封效 果差
阶梯开口
密封性好 工艺性 较差

十字头
十字头液压联接紧固装置
▪ 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固 装置两部分组成。
▪ 原理：通过联接紧固装置，将活塞杆与十字头进行连接后，用手动超高压油 泵，将约150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中，利用液体不可 压缩的性质，推动序号5活塞，迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形，再将序 号4锁紧螺母锁定后，将油泄压，即可达到连接所需的预紧力。
▪ 接筒两侧开有窗口，便于安装、检修用。靠机身侧凹形隔板处 安装刮油器，接筒与机身及气缸的连接采用止口定位，定位面 密封采用厌氧型平面密封剂或垫片密封。
接筒
气缸
▪ 气缸主要由缸座、缸体、缸盖三部分组成，低压级多为铸铁气缸，设 有冷却水夹层；高压级气缸采用钢件锻制，由缸体两侧中空盖板及缸 体上的孔道形成泠却水腔。
▪ 连接打压过程中应注意：油泵压力不得超过150Mpa， 紧固的全过程需经三 次才能完成，每次间隔1小时，每次紧固的方法均相同。
十字头液压联接紧固装置
接筒
▪ 接筒为铸铁制成的筒形结构，分有单隔室和双隔室两种型式， 对于压缩易燃易爆或有毒介质时，采用双隔室型式，中间隔腔 处安装中间密封填料，用以阻止气缸中泄漏气体进入机身。每 个腔室的顶部设有放空口，底部设有排污阀，靠气缸侧腔室根 据需要分别设有充氮、漏气回收、注油、冷却水连接法兰及接 头，用于与外部管路的连接；单隔室接筒不设中间密封填料， 其余接口根据需要设置。
往复压缩机外观
机身部件
▪ 主要由中体、曲轴箱、主轴瓦（主轴承）、轴承压盖及连接和密封件等组成 ▪ 曲轴箱可以是整体铸造加工而成，也可以是分体铸造加工后组装而成。主轴
承采用滑动轴承，为分体上下对开式结构，瓦背为碳钢材料，瓦面为轴承合 金，主轴承两端面翻边，用来实现主轴承在轴承座中的轴向定位；上半轴承 翻边处有两个螺孔，用于轴承的拆装；轴承盖内孔处拧入圆柱销，用于轴承 的径向定位；安装时应注意上下轴承的正确位置，轴承盖设有吊装螺孔和安 装测温元件的光孔。 ▪ 轴承盖与轴承座连接螺栓的预紧力，需用螺栓紧固后的紧固力矩来保证。

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

3.活塞销 活塞销的结构形状基本上是一个厚壁空心圆柱，内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。 圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大，两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞 销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。
二
活塞组的检修
注意事项
同组活塞裙部最大直径差值：
CA141不大于0.02mm，EQ140不大 于0.01mm， BJ212不大于0.02mm。
（1）这种响声的特点是冷车时明显，热车时减弱或消失，断火试验时减弱或消 失。 （2）发动机在低、中速运转时，可用手抖动节气门检查，一般在收节气门的瞬 间响声较明显。
（3）可用听诊器具，放在气缸上部听察，并结合断火试验来确定哪个气缸发响。
（4）经诊断初步确定为某缸发响后，为进一步证实，可将发动机熄火，卸下火 花塞，往气缸内注入少量机油，然后再装上火花塞起动发动机。如声音减弱或 消失，过一会儿，响声又起，或在起动着火后的几十秒钟内出现几声响。随后 即消失，过一会儿又出现几声，则可断定此缸敲缸响。 （5）有时遇到“反上缸” 现象，即在断火试验时出现敲击响声，并由间断变 为连响。是由于活塞裙部锥度过大，致使活塞头部撞击气缸壁。 （6）如冷车时响，热车不响时，可继续运行。大修出厂的车辆，在温度低于 40℃时，允许有轻微响声。
三、油底壳
功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱。 组成：油底壳用薄钢板冲压或用铝合金铸造而成，油底壳内设有挡板用以减轻汽车颠簸时油 面的振荡，油底壳底部设有放油螺塞。
四、气缸衬垫
气缸衬垫是机体顶面与气缸盖底 面之间的密封件。
作用：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。
分类：金属橡胶型、全金属型、
CA141不大于8g，EQ140不大于8g， BJ212不大于4g，质量超过规定的，

二、组成
1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
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三、工作条件
高温、高压、高速和 化学腐蚀。
承受机械载荷：
1、气体压力、惯性力、 离心力、摩擦力;
2、汽车行驶中产生的 冲击力。
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2.1.1 机体
1.作用：整个发动机的“骨骼”，支承所有零部
件。
2.构造特点：
教学目标与要求
• 掌握机体组件组成与结构特点 • 掌握曲柄连杆机构组成，各部件的作用、结
构与工作原理 • 掌握多缸四冲程内燃机的工作过程分析 • 了解可变气缸控制技术
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一、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。
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3）连杆大头（分整体式和分开式两 种；分开式又有平分和斜分两种）
连杆装配标志 机油喷孔
平分：多用 于汽油机； 斜分：多用 于柴油机。
连杆盖装配标志
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平分
斜分
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➢连杆大端定位
1）连杆螺栓定位：依靠连杆螺栓的光圆柱部分与 螺栓孔的配合来定位。其定位精度较差，用于切口 连杆。 2）锯齿形定位：依靠接合面的齿形定位。 3）套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的 孔紧配合定位。 4）止口定位。
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4. 连杆
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连杆
(1)作用：连接活塞与 曲轴，并传递动力。
(2)材料
(3)构造：
1）连杆小头（衬套 ）
2）连杆杆身（“工” 字形断面 ）
1-连杆衬套 2-连杆小头 3-连杆杆身 4-连杆螺钉 5-连杆大 头 6-连杆轴瓦 7-连杆盖 8-连杆轴瓦凸键 9-凹槽

•
斜切口大头盖定位方式
• 连杆大头在斜切口处受到很大的切向应力，为避免连 杆螺栓断裂，需对大头盖定位。
连杆大头盖
• 有加强筋的 大头盖，质 量轻，刚度 较好
连杆螺栓、连杆螺钉
• • 平切口连杆大头用连杆螺栓紧固， 斜切口连杆大头用连杆螺钉紧固 连杆螺钉和连杆螺栓工作时，承受 很大拉力，若断裂，可能产生严重 后果。因此连杆螺栓必须有足够的 抗疲劳强度，常采用中碳合金钢制 造，并经调质处理。 为使连杆轴瓦与大头孔贴合良好， 防止大头剖分面在受力情况下产生 缝隙，连杆螺栓必须有一定的预紧 力。因此工厂对扭紧力矩加以规定。 装配时必须按照一定的次序分2～3 次逐步拧紧。 通常连杆螺栓的杆身比螺纹根部直 径小，使杆身具有一定弹性，以提 高连杆螺栓承受冲击载荷的能力。 杆身与头部用半径较大的圆弧过渡， 防止应力集中。 为了防止连杆螺钉松动，在螺钉尾 部采用特殊结构，螺母采用花槽螺 母，再穿上开口销或锁紧铁丝防松。 防松也可采用锁紧片。若无螺母， 则螺钉螺纹部分采用特殊结构，并 进行镀铜等放松处理。
• 要求
– 连杆必须有足够的强度，防止连杆螺栓、连杆大头盖和杆身的断裂， 特别是连杆小头和连杆杆身过渡的最小端面处。 – 连杆必须有足够的结构刚度。连杆大头变形，将使连杆轴承工作不 良，轴颈偏磨；杆身刚度不足而弯曲变形，将导致气缸与活塞以及 连杆轴承与曲柄销偏磨。
• 材料及加工工艺
– 采用中碳钢和中碳合金钢 – 模锻成形，并采取各种强化措施提高连杆的疲劳强度，提高连杆的 综合机械性能（强度高，抗疲劳强度高，韧性好）。如调质处理、 喷丸处理、淬火 – 进行磁力探伤，防止锻造缺陷造成的断裂。
•
连杆大头
• 当曲轴采用整体式或半组合式时，为了装配和维修方便，活塞和连 杆通常要从气缸套抽出。因此连杆大头采用剖分形式。汽油机连杆 大头受力小，尺寸较小，多采用平切口。柴油机连杆大头受力大， 曲柄销直径大，多采用斜切口。 柴油机连杆大头斜剖分对进一步加大曲柄销直径有利，大头剖分方 向从发动机前端看，在直角坐标的I～III象限，与连杆轴线成30o～ 60o。这样当作功冲程时，大头上盖承受最大爆发压力部分的强度可 加强一些，排气冲程时，更大的连杆螺钉能承受的拉应力会小一些

（5）连杆轴瓦 连杆大头内的瓦片式滑动轴承称为连杆轴瓦。轴 瓦分为上下两个半片，在自由状态下非半圆形，通 过安装如连杆大头内时，可过剩，所以两个瓦片均 匀的紧贴在大头壁孔上，轴瓦材料目前多采用薄壁 钢背轴瓦，在其内表面浇铸有减磨合金层，因此在 连杆工作时具有很好的承受载荷和导热能力。
一环槽或第一、二环槽处镶嵌耐热护圈。
（3）活塞裙部 活塞裙部是指从油环槽以下的活塞部分。活塞裙 部的形状应该保证活塞在气缸内得到良好的导向的 作用，其次，活塞裙部使气缸与活塞之间在任何工 况下都应保持均匀的、适宜的间隙。间隙过大，活 塞敲缸；间隙过小，活塞可能被气缸卡住。此外， 裙部应有足够的实际承压面积，以承受侧向力。 发动机工作时，活塞在气体力和侧向力的作用下 发生机械变形，而活塞受热膨胀时还发生热变形。 这两种变形的结果都是使活塞裙部在活塞销孔轴线 方向及活塞顶部的尺寸增大。因此，为了使活塞在 正常工作温度时保持较均匀的间隙，避免出现在气 缸内卡死或加大磨损的现象，所以:
（2）油环 油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机 油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。既可以防 止 机油窜入汽缸燃烧，又可以减少活塞、活塞环与 气缸壁的摩擦阻力，同时还可以起到封气的辅助作 用。 油环种类： 油环分普通油环和组合油环（钢片组合油环、螺 旋撑簧油环）两种。 普通油环：这种油环应用最广泛，在环的外表面中 间有环形槽，槽中钻有长方形或圆形小孔，刮下的 机油经小孔流回油底壳，以便减少环与气缸壁的接 触面积，提高接触压力。
侧隙和径向间隙中。进入侧隙中的高压气体使环的 下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面，高压 气体也不可能通过第二密封面泄漏。进入径向间隙 中的高压气体只能环的外圆面与气缸壁更加贴紧。 最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气 量的0.2％～1.0％。 气环的种类： 气环的按断面的形状可分为矩形环、扭曲环、锥 面环、梯形环、和桶面环等

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