机体零件与曲柄连杆机构

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1、第二章机体零件与曲柄连杆机构机体组——主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸盖罩和气缸垫等零件组成。2.1气缸体气缸体(CylinderBlock)——水冷发动机的气缸体和上曲轴箱组成，最大零件，承受拉、压、弯、扭的机械负荷。气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等材料——一般选用灰铸铁或铝合金。气缸（Cylinder）——气缸体上部的圆柱形空腔曲轴箱(Crankcase)—机体下部支承曲轴运动的空间。气缸体分为图2-2所示的一般（平底）式、龙门式和隧道式三种形式。图2-1气缸体的种类一般（平底）式龙门式隧道式优点机体高度小，重量轻，便于加工，曲轴拆装方便,强度和刚度都好能承受较大的

2、机械负荷，机体前后端与油底壳之间的密封较简单结构紧凑、刚度和强度好缺点刚度和强度较差，机体前后端与油底壳之间的密封较复杂工艺性较差，结构笨重，加工较困难加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便，必须使用滚动轴承，限制了在高速发动机上的使用按照气缸排列方式可把气缸体分成直列式、V型、W型、对置式和星（Radial）型等形式。整体式气缸—气缸直接镗在气缸体上优点：整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷不足：对材料要求高，成本高。气缸套——可装到气缸体内的单独的圆筒形零件，采用耐磨的优质材料制成.制造成本低,便于修理和更换，气缸体的使用寿命长。风冷发动机通常在气缸的外壁铸造有散热片。干

3、式气缸套湿式气缸套特点壁厚较薄，一般为1～3mm，用合金铸铁离心铸造的气缸套其厚度为2～3mm，用精密拉伸的钢制气缸套其厚度仅为1.0～1.5mm壁厚一般为5～8mm。优点强度和刚度都较好散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便；缺点进行精加工，拆装不方便，散热不良。加工比较复杂，内、外表面都需要强度、刚度不如干式气缸套好，容易产生漏水现象。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种2.1.2曲轴箱曲轴箱——气缸体下部用来安装曲轴的部位；分上曲轴箱和下曲轴箱（油底壳），接合面之间装有衬垫。油底壳：装有稳油挡板、放油螺塞、机油温度传感器等，受力

4、很小，薄钢板冲压而成，其形状取决于总布置和机油容量。曲轴箱通风装置自然通风---从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。2.强制通风从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式。2.1.3气缸盖复杂箱形零件，有进、排气门座，气门导管孔，火花塞的孔或喷油器孔、气门摇臂轴固定装置、凸轮轴轴承孔，冷却水套等。工作条件——与高温高压燃气相接触，承受很大的热负荷和机械负荷型式——单体式（缸径＞140），分块式、整体式“鼻梁区”——汽油机气缸盖上进、排气门座之间的的地方“三角区”——柴油机气缸盖上是

5、进、排气门座和喷油器安装孔之间的地方的。材料——采用灰铸铁、合金铸铁铸成或铝合金火花塞2.1.4气缸衬垫（图2-9）功用——保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。要求—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、耐压性和耐腐蚀性，在高温、高压下不烧损、不变形。气缸衬垫的材料——金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全金属衬垫三种。应用较多的是金属-石棉衬垫中的铜皮-石棉气缸垫。功用——把作用于活塞的力转变为曲轴的对外输出的转矩，并把活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动。主要零件——活塞组、连杆组和曲轴飞轮组三部分。工作条件——相当恶劣，承受高温、

6、高压、高速和化学腐蚀作用2.2曲柄连杆机构2.2.1活塞连杆组（图2-10）由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。2.2.1.1活塞功用—承受气体压力，通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，与缸盖和气缸壁组成燃烧室。工作条件（最为严酷）：高温、高压、高速、润滑不良。高温——瞬时2500K以上，顶部工作温度高达600～700K高压—作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，增压发动机可达14～16MPa高速—(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。要求：(1)有足够的刚度和强度;(2)质量小，尽可能小的往

7、复惯性力；(3)受热面积小，散热性好；(4)热膨胀系数小，导热性能好，耐高温、耐磨损。材料：活塞广泛采用高强度铝合金，但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。构造：活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。(1)活塞顶部（图2-12）——平顶活塞、凸顶活塞和凹顶活塞。平顶活塞凸顶活塞凹顶活塞结构简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分布较为均匀，一般用在汽油机上，柴油机很少采用顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程，二行程汽油机常采用