第2章曲柄连杆机构
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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。
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.定时传动室图2-2 风冷发动机的气缸体与曲轴箱1.机体构造机体是结构极为复杂的箱形零件,其大部分壁厚均为铸造工艺许用的最小壁厚。
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。
第二章曲柄连杆机构习题1.填空题(1)曲柄连杆机构中的机体组主要包括、、、和等。
(2)曲柄连杆机构中的活塞连杆组主要包括、、、和等。
(3)曲柄连杆机构中的曲轴飞轮组主要包括、、、、和等。
(4)汽油机燃烧室常见形状有、和。
(5)活塞环的“三隙”为、和。
(6)活塞环分为和两种,其中用来密封气缸。
(7)在活塞环选配时,应检验活塞环的,还要进行和的检验。
(8)检验气缸的磨损状况时,必须测量气缸的误差和误差。
(9)曲柄连杆机构由组、组和组等组成。
(10)曲柄连杆机构在工作中所受的力包括、、、及外界等。
(11)多缸发动机气缸的排列形式包括式、式和式。
平面平齐(12)发动机气缸套的形式包括和两种。
(13)活塞的基本结构可分为、和三部分。
(14)常见的气环包括、、、以及桶面环。
(15)发动机的连杆由、和三部分组成。
(16)发动机曲轴由、、、、以及后端凸缘等组成。
(17)曲轴的支撑方式有和两种。
(18)曲轴前端装用的摩擦式扭转减振器常见的形式有、和。
(19)连杆大头的切口分为和两种形式。
(20)斜切口连杆常用的定位方式有、和三种。
(21)V型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是安装在一个连杆轴颈上的,其布置形式有、和三种。
(22)目前,汽车发动机采用的油环有和两种结构形式。
2.判断题( )(1)活塞环的系油作用可以加强对气缸上部的润滑,因此是有益的。
( )(2)活塞环的泵油作用增加了机油的消耗量,因此是有害的。
( )(3)偏置销座的活塞,其销座的偏移方向应朝向作功行程时活塞受侧压力大的一侧。
( )(4)偏置销座的活塞,其销座的偏移方向应朝向作功行程时活塞不受侧压力的一侧。
( )(5)活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较大的一面。
( )(6)活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较小的( )(7)采用全浮式连接的活塞销,无论在装配时,还是在发动机工作时,活塞销均能在活塞销座孔中自由转动。
( )(8)采用半浮式连接的活塞销,无论在装配时,还是在发动机工作时,活塞销均能在活塞销座孔中自由转动。
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。