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二、曲柄连杆机构—教案教案4教学时数：2重点：机体组的构造分析、安装使用注意事项难点：机体组的构造难点突破方法：利用课件展示构造，并利用现场教学加深印象第二章曲柄连杆机构第一节概述一、功用1、把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。
2、把飞轮的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。
教学方法：想一想，这二个功用分别通过哪些行程实现？（启发）结论：在作功行程中，曲柄连杆机构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。
二、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。
三、工作特点1、工作条件差（教学方法：通过工作原理分析得出结论：“三高：高温、高压、高速；而且受腐蚀性气体的作用。
”）2、受力大。
（教学方法：通过工作原简单分析说明）3、润滑困难。
（同上）四、受力分析主要承受气体作用力、往复惯性力、旋转离心力及机件摩擦力的作用。
这些力不断大小和方向不断发生变化，其作用效果可由曲——连机构对不同位置的受力进行分析得出。
教学方法：分析其中一个位置的受力，其余引导学生自主分析第二节机体组一、气缸体利用课件展示其基本构造，并对其不同部分的构造和作用进行分析1.气缸体形式（1）一般式：亦称元裙式（2）龙门式：亦称有裙式（3）隧道式：亦称整体式分别利用课件展示其基本构造，并对其特点进行分析，重点是将基本思路展示在课堂上，帮助学生在理解上基础上记忆。
2.气缸体冷却形式（1）水冷式（2）风冷式教学方法：通过课件展示，并分析其优缺点。
3.气缸的排列形式（1）直列式（2）双列式（V型）（3）对置式教学方法：利用课件演示4.气缸套（1）干式气缸套：外表面不与冷却水接触。
（课件展示）（2）湿式气缸套：外表面与冷却水直接接触。
（课件展示）1、气缸盖的功用（1）密封气缸（2）安装其他机构的零件3）组成进气道2、气缸盖的结构：一般用灰铸铁或铝合金铸造而成。
曲柄连杆机构一、填空题1.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】曲柄连杆机构的工作条件是、、和。
答案：1.高温；高压；高速；化学腐蚀。
2.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】机体的作用是，安装并承受。
答案：2.发动机的基础；发动机所有零件和附件；各种载荷。
3.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】气缸体的结构形式有、、三种。
CA6102汽油机和YC6105QC柴油机均采用。
答案：3.一般式；龙门式；隧道式；龙门式。
4.《汽车构造（发动机）》（填空）【中】EQ1092型汽车发动机采用的是燃烧室，CA1092型汽车采用的是燃烧室，一汽奥迪100型汽车发动机采用的是燃烧室。
答案：4.盆形；楔形；扁球形。
5.《汽车构造（发动机）》（填空）【中】活塞与气缸壁之间应保持一定的配合间隙，间隙过大将会产生、和；间隙过小又会产生、。
答案：5.敲缸；漏气；窜油；卡死；拉缸。
6.《汽车构造（发动机）》（填空）【难】活塞受、和三个力，为了保证其正常工作，活塞的形状是比较特殊的，轴线方向呈形；径向方向呈形。
答案：6.气体压力；侧压力；热膨胀；上小下大圆锥形；椭圆形。
7.《汽车构造（发动机）》（填空）【中】四缸四冲程发动机的作功顺序一般是或；六缸四冲程发动机作功顺序一般是或。
答案：7.1－2－4－3；1－3－4－2；1－5－3－6－2－4；1－4－2－6－3－5。
8.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】曲柄连杆机构的主要零件可分为、和三个组。
答案：8.机体组；活塞连杆组；曲轴飞轮组。
9.《汽车构造（发动机）》（填空）【中】机体组包括、、、等；活塞连杆组包括、、、等；曲轴飞轮组包括、等。
答案：9.气缸体；气缸盖；气缸套；上下曲轴箱；活塞；活塞环；活塞销；连杆；曲轴；飞轮。
10.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】活塞销与销座及连杆小头的配合有及二种形式。
答案：10.半浮式；全浮式。
11.《汽车构造（发动机）》（填空）【易】油环的结构形式有和二种。
曲柄连杆机构名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述曲柄连杆机构是一种常见的机械传动结构，它由曲柄和连杆组成，通过运动副的连接使得曲柄产生往复旋转运动，并将这种运动转化为连杆的直线往复运动。
该机构在许多领域中得到广泛应用，如汽车发动机、农业机械和工业设备等。
本文将对曲柄连杆机构进行全面的名词解释和详细的说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍曲柄连杆机构的相关内容：第2部分：曲柄连杆机构的定义和原理。
我们将介绍曲柄连杆机构的基本概念以及其组成部分，并详细解释其工作原理和运动特点，以便读者能够更好地理解该机构。
第3部分：曲柄连杆机构的分类与应用领域。
在此部分中，我们将对不同类型的曲柄连杆机构进行分类介绍，并通过案例分析展示其在汽车发动机等领域中的具体应用。
第4部分：曲柄连杆机构设计与优化方法研究进展。
我们将介绍曲柄连杆机构的设计流程和基本原则，并列举当前常用的设计软件和工具。
此外，我们还将探讨曲柄连杆机构优化方法的研究现状和未来发展趋势。
第5部分：结论。
在这一部分，我们将对全文进行小结，并指出本研究存在的不足之处以及进一步研究的方向。
同时，我们还将展望曲柄连杆机构在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在对曲柄连杆机构进行深入解析，帮助读者全面了解其定义、原理、分类和应用领域，并介绍相关的设计与优化方法。
通过掌握这些知识，读者能够更好地理解曲柄连杆机构在实际应用中的意义和作用，并为相关领域中的工程设计和科学研究提供参考依据。
2. 曲柄连杆机构的定义和原理：曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置，由曲柄、连杆和活塞组成。
它通过转动曲柄轴使连杆运动，从而实现能量的转换和传递。
2.1 曲柄连杆机构的概念和基本组成部分：曲柄连杆机构主要由三个基本部分组成：曲柄、连杆和活塞。
- 曲柄：曲柄一般为一个旋转轴，又称为枢轴或者主轴。
它被固定在机器的机壳上，并具有一个离心浇铸或锻造得到的非对称几何形状。
- 连杆：连杆是连接曲柄与活塞的元件，其长度可以控制活塞的运动幅度。
机体组活塞连杆组曲轴飞轮组
曲柄连杆机构
•功用:
把燃气作用在活塞顶上的力转变成
曲轴的转矩.
•主要零件:
机体组,活塞连杆组,曲轴飞轮组.
•工作条件:
高温,高压,高速,化学腐蚀.
气缸体
•一般式气缸体
机体高度小, 重量轻, 结构紧凑, 便于加工, 曲轴拆装方便; 但刚度和强度较差
•龙门式气缸体
强度和刚度好, 能承受较大的机械负荷; 但工艺性较差, 结构笨重, 加工较困难。
•隧道式气缸体
结构紧凑,
刚度和强度好,
但加工精度要求高,
工艺性较差,
曲轴拆装不方便。
气缸排列方式•直列式
左右两列气缸中心线的夹角为0°.
•V型
左右两列气缸中心线的夹角<180°.
•对置式
左右两列气缸中心线的夹角为180°.
不同气缸形式的特点•直列式
结构简单，加工容易，但发动机长度
和高度较大。
(e.g. VW Polo)
•V型
缩短了机体长度和高度，增加了气缸
体的刚度，减轻了发动机的重量，但
加大了机体宽度，且形状复杂，加工
困难。
(e.g. Cadillac CTS)
•对置式
高度小，总体布置方便，有利于风冷。
(e.g. Porsche 911)
气缸套
•干式气缸套:
干式气缸套外壁不直接与冷却水接触，壁厚较薄。
强度和刚度都较好，但加工比较复杂，拆装不方便，散热不良。
•湿式气缸套:
湿式气缸套外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触。
散热良好，冷却均匀，加工容易，拆装方便，但缺点是强度、刚度好，而且容易产生漏水现象。
曲轴箱
•曲轴箱
气缸体下部用来安装曲轴的部
位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲
轴箱和下曲轴箱。
上曲轴箱与
气缸体铸成一体，下曲轴箱用
来贮存润滑油，并封闭上曲轴
箱，故又称为油底壳。
气缸盖
气缸盖
•气缸盖上装有进、排气门座，
气门导管孔，进气通道和排气
通道, 火花塞孔, 凸轮轴轴承孔
等。
•汽油机的燃烧室主要在气缸盖
上，而柴油机的燃烧室主要在
活塞顶部的凹坑。
汽油机燃烧室
•半球形:结构紧凑，燃烧速率高，散热少，热效率高。
•楔形:结构简单紧凑，热损失小，能形成良好的涡流, 进气阻力小。
•盆形:气缸盖工艺性好，制造成本低，但进、排气效果较差。
气缸垫
•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的密封，防止漏气，漏水和漏油。
机体组活塞连杆组曲轴飞轮组
活塞连杆组
•活塞连杆组由活塞,活塞环,活
塞销,连杆等机件组成.
活塞
•功用：
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。
•工作条件：
高温、高压、高速、润滑不良。
•要求：
有足够的刚度和强度，传力可靠；
导热性能好，耐高压、耐高温、耐磨损；
质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力。
活塞顶部
•平顶活塞:
顶部是一个平面，结构简单，制
造容易，受热面积小，顶部应力
分面较为均匀。
•凸顶活塞:
顶部凸起呈球顶形，其顶部强度
高，起导向作用，有利于改善换
气过程。
•凹顶活塞:
顶部呈凹陷形，凹坑的形状和位
置必须有利于可燃混合气的燃烧，
有双涡流凹坑、球形凹坑、U形
凹坑等等。
活塞头部和裙部
活塞头部
•第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。
有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用。
在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。
•活塞头部的活塞环有密封和传热作用，防止可燃混合气漏到曲轴箱内，同时还将热量通过活塞环传给气缸壁。
活塞裙部
•从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括装活塞销的销座孔。
•活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。
裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。
活塞结构的改进
•预先做成椭圆形;
•预先做成阶梯形、锥形;
•活塞群部开槽;
•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;
•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;
•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1～2mm。
•矩形环
断面为矩形, 结构简单, 制造方便, 但有泵
油作用。
•扭曲环
在环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分. 活塞上行时, 可减小摩擦. 活塞下行时, 有刮油效果, 可减轻泵油作用。
•锥面环
断面呈锥形，提高了表面接触力，利于磨合和密封。
•梯形环
断面呈梯形, 能把环槽中的积炭挤出去，避免因粘环而折断。
•桶面环
桶面环的外圆为凸圆弧形. 能减小磨损。
•普通油环
当活塞下行时，将缸壁上多余的机油刮下，通过小孔或切槽流回曲轴箱；活塞上行时，刮下的机油仍通过回油孔流回曲轴箱。
•组合油环
由上下两片侧轨环与中间的扩胀器组成，扩胀器的周边比气缸内圆周略大一些，可装侧轨环紧紧压向气缸壁。
其接触压力高，气缸壁面适应性好，且回油通路大，重量小，刮油效果明显。
活塞销
•活塞销的作用:连接活塞和连杆小头, 并把活塞承受的气体压力传给连杆.
•活塞销的内孔有：圆柱形; 两段截锥与一段圆柱组合; 两段截锥形。
•活塞销的配合方式:
全浮式:活塞销能在连杆衬套和活塞
销座中自由摆动，磨损均匀。
半浮式:活塞销只能在两端销座内作
自由摆动，而和连杆小头没有相对运
动。
连杆
•连杆盖和连杆大头用连杆螺栓连在一起，连杆螺栓在工作中承受很大的冲击力，若折断或松脱，将造成严重事故。
•安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时，要用扭力板手分2～3次交替均匀地拧紧到规定的扭矩，拧紧后还应可靠的锁紧。
连杆螺栓损坏后绝不能用其它螺栓来代替。
连杆轴瓦
•为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承。
•连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦
前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。
机体组活塞连杆组曲轴飞轮组
曲轴
•曲轴由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。
曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。
•曲轴的支承方式一般有两种, 一种是全支承曲轴，另一种是非全支承曲轴。
发火顺序为1-3-4-2工作循环表
曲轴转角(°)I II III IV 0～180°作功排气压缩进气180°～360°排气进气作功压缩360°～540°进气压缩排气作功540°～720°压缩作功进气排气
曲轴转角(°)I II III IV V VI
0～180°60°
作功
排气
进气作功
压缩
进气120°
压缩
排气
180°
作功
作功
180°～360°240°
排气
300°
作功
360°
压缩
作功
360°～540°420°
进气
480°
排气
540°
作功进气
540°～720°600°
压缩排气
660°
进气作功
720°排气压缩
飞轮
•主要功用:
贮存作功行程的能量，用于克服进气、
压缩和排气行程的阻力和其它阻力，
使曲轴能均匀地旋转。
•飞轮标记:
在飞轮轮缘上作有记号供找压缩上止
点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上止
点；六缸发动机为1缸或6缸压缩上止
点)。
当飞轮上的记号与外壳上的记号
对正时，正好是压缩上止点。
