模块二--曲柄连杆机构的构造与检修.doc

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1、模块二曲柄连杆机构的构造与检修学习目标掌握曲柄连机构的功用和组成掌握曲柄连机构各组成零件的结构和装配连接关系掌握曲柄连杆机构的检测方法和维修方法能够对曲柄连杆机构进行正确的拆装曲柄连杆机构是往复式内燃机的主要工作机构。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。在做功冲程，它将燃料燃烧产生的热能转换活塞往复运动、曲轴旋转运动的机械能，对外输出动力；在其他冲程，则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次做功创造条件。项目一曲柄连杆机构的认识一、基本知识1．曲柄连杆机构的功用　　曲柄连杆机构的作用是

2、提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。　　（1）将气体的压力变为曲轴的转矩　　（2）将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动2．曲柄连杆机构的组成　　曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。　　（1）机体组：主要包括气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱及油底壳等不动件　　（2）活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件。　　（3）曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮等。　　二、项目实施任务一认识曲柄连机构各组成部分1.机体组机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的

3、安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。包括气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱及油底壳等，如图2.1所示。12345671—气缸盖；2—气缸；3—气缸体；4—油底壳；5—曲轴箱；6—油道和水道；7—气缸垫图2.1机体组　2.活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。1—气环；2—油环；3—活塞销；4—活塞；5—连杆；6—连杆盖；7—连杆轴瓦；8—连杆螺栓图2.2活塞连杆组3.曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。123456781—皮带轮

4、；2—扭转减振器；3—起动爪；4—曲轴5—主轴瓦；6—飞轮螺栓；7—飞轮；8—正时齿轮图2.3曲轴飞轮组任务二曲柄连杆机构工作条件分析在发动机工作时，气缸内最高温度可达2500K以上，最高压力可达5～9MPa,现代汽车发动机最高转速可达4000～6000r/min，其线速度是很高的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件（如气缸、气缸盖、活塞等）还将受到化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。任务三曲柄连杆机构受力分析曲柄连机构所受到的力主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转运动件的离心力以及

5、相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。1.气体作用力在工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由于进气、排气两个行程中气体压力较小，可忽略不计。故这里主要分析做功和压缩两个行程中气体的作用力。在做功行程中，气体压力推动活塞向下运动，如图2.4(a)所示。高活塞所受到的总压力为Fp,其传到活塞销上可分解为Fp1和Fp2。分力Fp1通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。Fp1还可分解为两个分力R和S。分力R沿曲柄方向使曲轴主轴颈和主轴承之间产生压紧力；与曲柄方向垂直的分力S除了使主轴颈一主轴承之间产生压紧力外，还对曲轴产生

6、转矩T，推动曲轴旋转。Fp2把活塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有把机体翻倒的趋势。(a)做功行程(b)压缩行程图2.4气体压力作用情况示意图在压缩行程中，气体压力阻碍活塞的上行。这时作用在活塞顶的气体总压力Fp´也可以分解为两个力Fp1´和Fp2´，如图2.4(b)所示，而Fp1´又可分解为R´和S´。S´使曲轴形成一个旋转阻力矩T´，企图阻止曲轴旋转。而Fp2´则将活塞压向气缸的另一侧壁。由上述分析可知，做功行程中气体压力越大，发动机动力也越大。但气体压力又是造成磨损和损坏的主要因素。如活塞与活塞销、活塞销与连杆衬套、连

7、杆轴承与连杆轴颈、主轴承与主轴颈等在气体压力作用下互相压紧，在运动中产生磨损；另外，气体压力还会使活塞紧压在气缸壁上，从而加剧活塞、活塞环和气缸壁的磨损。2、往复惯性力和离心力作往复运动的物体，当运动速度变化时，将产生往复惯性力。物体绕某一中心作旋转运动时，就产生离心力。曲柄连杆机构的运动中这两种力都存在。当活塞从上止点向下止点运动时，其速度豪华规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减少到零。也就是说，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。当活塞向上运动时，前半程惯性力向下，

8、后半程惯性力向上。同于往复惯性力与气体压力都可以认为作用在气缸中心，只是上下方向有时不同，因此惯性力分解后引起各传动机件的受力情况与气体压力大致相同。但惯性力不作用于气缸盖，它在单缸发动机内部是不平衡的，会引起发动机上下振动，多缸发动