曲柄连杆机构运动学

１ 主气缸 的运动学特性
图１ 为主副连杆式 曲柄连杆机构 的结构原理
图 ， 中， 其 主气 缸 活塞 处 于 上止 点 Ｏ 时 的 曲柄 位置 。 作 为起 始 位 置 的曲柄 转 角 以 表 示 ， 曲柄 的转速 以 ｃ表示 。设 主气 缸活 塞位 于上 止点 Ｏ 时 ， ｃ ， 。 副气 缸活 塞 上 的对应 点 为 Ｏ． 则对 于任 意 的 ， Ｏ 、 以 。 为起 Ｏ
动力学分析和发动机整机 开发打下 了基础。 关键词 ： 动机 ； 发 连杆机构 ；运动 学；集成 方法 中图分类号 ： Ｈ１３５Ｕ６ ４１３ Ｔ ３ ．； ６ ．２ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６３ ３４ （０ ７ ０ — ０ ２ ０ １７ — １２ ２０ ）６ ０ ２ — ３
Ｋｉｅ ｔ ｓ ｓａ ｃ ｎＭａｏ － ｎ ｒＣ ａ ｋ ｃ ｎ ｅｔ ｇＲ ｄＭｅ ｈ ｎｓ ｉ ｎ ｉｅＨｎ ｎ ｍａ ｃ ｅ ｒｈ ｏ ｊ ｒ ｍｉｏ ｒ ｎ － ｏ ｎ ｃｉ ｏ ｃ ａ ｉ ｎＥ ｇｎ ｅ ｇ ｉ Ｒｅ ｎ ｍ
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０ 前 言
主副 连杆式 曲柄 连杆 机构 较 中心 曲柄连 杆机 构 能缩短发动机的纵向深度 ， 从而使体积减少 、 结构更
Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ａ ｔｖ ｓｇ
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第二章 曲柄连杆机构
§2.1 概述 §2.2 机体组 §2.3 活塞连杆组 §2.4 曲轴飞轮组 连接关系图示 作业
2014年7月12日
本课件用于汽车专业教学
教学目的与要求
1、掌握曲柄连杆机构功用及组成。 2、了解曲柄连杆机构受力情况。
3、掌握气缸体与曲轴箱的型式，气缸的排列型式，气缸盖的功用、组成及其缸盖
回目录
气缸体、曲轴箱
§2.2 机体组
气缸盖
气缸盖、气缸垫
油底壳
气缸垫
油道和水道
气缸体 曲轴箱
油底壳
气缸
机 体 组 图 示
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体， 称为气缸体——曲轴箱。
一 、 气 缸 体 和 曲 轴 箱
缸体是发动机中最大的单独式部件，它基本上是 一个金属体，为了达到润滑和冷却的目的，该部 件被制造成既有汽缸又有油道和水道网。另外， 缸体的侧面装有机油滤清器、水泵以及其它辅助 部件。
1.往复惯性力： 0 max 0
惯性力 离心力
上止点
活
前半行程 后半行程
（惯性力向上）（ 惯性力向下）
塞
下止点
当活塞从下止点向上止点运动时，正好相反。
2.离心力： 其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲
轴转速有关。离心力总是沿着半径背离圆心方向。 上止点
惯性力FJ
离 心 力 FC
下止点
（顺时针旋转）
力、摩擦力等。
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气 缸 体
曲 轴 箱
气 缸 盖
气 缸 套
气 缸 垫
油 底 壳
活 塞
活 塞 环
活 塞 销

第2章 曲柄连杆机构
1. 气体作用力
在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由 于进气、排气两行程中气体压力较小，对机件影响不大，故这 里主要介绍作功和压缩两个行程中的气体作用力。 在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。这时， 燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部，如图2-2(a)所示。 设活塞所受总压力为 Fp,传到活塞销上，可分解为Fp1与Fp2。Fp1 通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄销上后，又分 解为 R 和S两个力。R沿曲柄方向使曲轴主轴颈与主轴承间产生 压紧力，S 与曲柄垂直， 并对曲轴形成转矩 T，推动曲轴旋转； Fp2把活塞压向气压壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体 翻倒的趋势， 故机体下部两侧应固定在车架上。
第2章 曲柄连杆机构 (1) 楔形燃烧室(见图2-9(a))的结构较简单、紧凑，在 压缩终了时能形成挤压涡流，因而燃烧速度较快，经济性和
动力性较好。
(2) 盆形燃烧室(见图2-9(b))的结构简单、紧凑。 (3) 半球形燃烧室(见图2-9(c))的结构比楔形和盆形燃 烧室的结构更紧凑，但因进、排气门分别置于气缸盖两侧， 故使配气机构较复杂。由于该燃烧室散热面积小，有利于促 进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体，故对排气净化 有利。
第2章 曲柄连杆机构 目前发动机上采用的气缸盖衬垫有多层薄金属衬垫、金 属—复合材料气缸盖衬垫和金属—石棉气缸盖衬垫3种。气缸盖 衬垫的水孔和燃烧室周围另用金属镶边，以防被高温燃气烧坏。 前两种的气缸盖衬垫多在轿车上使用。金属—石棉气缸盖衬垫
的石棉中间夹金属丝或金属屑，外覆铜皮或钢皮，这种衬垫的
压紧厚度为1.2～2 mm。安装气缸盖衬垫时，应根据标记或文 字进行安装， 否则易被冲坏。如金属—石棉气缸盖衬垫在安装

3《汽车构造》电子教案-曲柄连杆机构教案章节一：曲柄连杆机构概述教学目标：1. 让学生了解曲柄连杆机构的作用和组成。

2. 让学生掌握曲柄连杆机构的工作原理。

教学内容：1. 曲柄连杆机构的作用：将往复直线运动转化为旋转运动，实现内燃机的做功。

2. 曲柄连杆机构的组成：曲轴、连杆、活塞、气缸、轴承等。

3. 曲柄连杆机构的工作原理：通过活塞在气缸内的往复直线运动，驱动连杆旋转，从而实现曲轴的旋转。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实物图片和动画演示。

2. 引导学生参与讨论，提问解答。

教学评价：1. 学生能准确描述曲柄连杆机构的作用和组成。

2. 学生能理解并解释曲柄连杆机构的工作原理。

教案章节二：曲轴的设计与制造教学目标：1. 让学生了解曲轴的设计要求和制造工艺。

2. 让学生掌握曲轴的结构特点和强度计算。

教学内容：1. 曲轴的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。

2. 曲轴的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。

3. 曲轴的结构特点：曲轴轴线、曲拐、曲柄等。

4. 曲轴的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。

2. 案例分析，让学生参与讨论。

教学评价：1. 学生能描述曲轴的设计要求和制造工艺。

2. 学生能分析曲轴的结构特点和强度计算。

教案章节三：连杆的设计与制造教学目标：1. 让学生了解连杆的设计要求和制造工艺。

2. 让学生掌握连杆的结构特点和强度计算。

教学内容：1. 连杆的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。

2. 连杆的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。

3. 连杆的结构特点：连杆小头、连杆大头、连杆身等。

4. 连杆的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。

2. 案例分析，让学生参与讨论。

教学评价：1. 学生能描述连杆的设计要求和制造工艺。

2. 学生能分析连杆的结构特点和强度计算。