汽车构造课件 第二章 曲柄连杆机构

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1、第二章曲柄连杆机构第一节概述一、功用与组成（一）、功用把燃气作用在活塞顶上的力转化为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。(二）、组成1、气缸体与曲轴箱组：主要包括气缸体、曲轴箱气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等；2、活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等；3、曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。曲柄连杆机构中部分主要零件如图2-1所示曲柄连杆机构的组成二、工作条件与受力分析（一）、工作条件高温：最高可达2500K以上高压：最高可达3MPa—5MPa高速：最高可达3000r/mi

2、n—6000r/min化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。1、气体作用力在每个工作循环中，气体压力始终存在并不断变化。这里主要研究作功和压缩行程中气体作用力。作功行程：气体压力是推动活塞向下运动的力。如图2-2a所示。压缩行程：气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。图2-2b结论：在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的。沿气缸方向上个处的磨损是不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的2、往复惯性力与离心力1）、往复惯性力指活塞组件和连杆小头在气缸中作往复

3、直线运动所产生的惯性力。其大小：与机件的质量及加速度成正比；其方向：总是与加速度的方向相反。规律：当活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上；后半程是减速运动，惯性力向下。同理，活塞向上运动时，前半程是减速运动，惯性力向下；图2-3a。后半程是加速运动，惯性力向上。图2-3b第二节气缸体与曲轴箱组气缸体示意图一、气缸体1、气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体--曲轴箱，简称气缸体。气缸：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。2、气缸的工作条件：高温、高压，并且

4、有活塞在其中做高速往复运动。二、气缸盖与气缸衬垫1、功用、结构、材料功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。结构：气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水套，应有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道，有燃烧室、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机），有些还有用以安装凸轮轴的轴承孔。图2-10材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金。类型：单体气缸盖、整体气缸盖。2、燃烧室及要求燃烧室：由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。对燃烧室的要求：①结构紧凑，面容比小，冲气效率高；②在压缩行程终了时，

5、具有一定的涡流；③表面光滑，不易积碳，排气净化好。3、汽油机燃烧室的形状：图2-11楔形：结构简单、紧凑；盆形：结构简单、紧凑；半球形：结构更紧凑4、气缸垫的要求、功用、类型气缸垫的要求：①足够的强度；②耐热和耐腐蚀；③一定的弹性；④拆装方便，寿命长。功用：保证燃烧室的密封。类型：①金属-石棉气缸垫；②实心金属片气缸垫；③加强型无石棉气缸垫。气缸盖的拧紧：拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧。铝合金气缸盖：最后必须在发动机冷态下拧紧

6、；铸铁气缸盖：最后必须在发动机热态下拧紧。四、发动机的支承1、发动机的支承方式：三点支承：前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端一点通过变速器壳支承在车架上。四点支承：前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端二点通过飞轮壳支承在车架上。如图2-14所示。第三节活塞连杆组组成：活塞、活塞环、活塞销和连杆一、活塞1、功用：是与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴转动。2、工作条件：高温、高压、高速、润滑不良和散热困难。3、受力情况：周期性的气压力、惯性力；一定的热应力

7、。4、对活塞的要求：①足够的强度与刚度；②良好的导热性和耐磨性；③质量小；④热膨胀系数小，摩擦系数小。5、材料：铝合金、灰铸铁。6、结构：图2-16顶部：凸顶、凹顶、平顶。图2-17头部：环槽。裙部：全裙式、拖板式。图2-197、变形：裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆形。防止措施：必须预先在冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。具体的方法：①头部加工成阶梯形、截锥形；裙部加工成截锥形。②“T”、“П”槽；③双金属活塞。二、活塞环1、类型：气环、油环。2、功用：气环：密封、

8、导热；油环：刮油、布油和辅助密封。3、工作条件：高温、高压、高速以及润滑困难。4、材料：灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。目前汽车上广泛应用合金铸铁。对活塞环材料的要求：好的耐磨性、耐热性、磨合性、导热性；高的强度、冲击韧性和足够的弹性。5、活塞环的间隙：为了保证气缸的密封性，又防止环卡死或胀死在环槽中，按照时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。端隙：△1一般为：0.25--0.50mm侧隙：△2一般为：第一环：0.04--0.10mm；其他环：0.03--0.07mm；油环：0.025--0.07mm。