曲柄连杆机构详细[优质课类]
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曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
曲柄连杆机构讲课件
➢ 干式气缸套的特点：是气缸套装入气缸体后，其外 壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接 触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气 缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂， 内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热 不良。
气缸的排列方式：对于多缸发动机，气缸的排列形式
决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度 和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。 气缸体还可以分成：直列式，V型和对置式三种。
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
(1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列， 一般是垂直布置的。单列式气缸体 结构简单，加工容易，但发动机长 度和高度较大。一般六缸以下发动 机多采用单列式。例如捷达轿车、 富康轿车、红旗轿车所使用的发动 机均采用这种直列式气缸体。有的 汽车为了降低发动机的高度，把发 动机倾斜一个角度。
油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有
永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机
的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止
润滑油泄漏。
曲柄连杆机构讲课件
上曲轴箱
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
3. 气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成 燃烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的 热负荷很大。
高度小，总体布 置方便。轿车中 应用不多
曲柄连杆机构讲课件
气缸体：整体式气缸体和镶嵌式气缸体
类型
整体式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸体上
强度和刚度好，能承受大 负荷。成本高。
《曲柄连杆机构》课件
压缩机中的曲柄连杆机构
总结词
压缩机中的曲柄连杆机构是实现压缩气 体功能的关键部件，通过曲柄的旋转运 动带动连杆的往复运动，从而驱动活塞 在气缸内进行压缩气体的工作。
VS
详细描述
在压缩机中，曲柄连杆机构同样由曲轴、 连杆和活塞组成。曲轴的旋转运动通过连 杆传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复 运动，从而实现气体的压缩。这个机构的 设计和优化对于提高压缩机的性能和效率 同样至关重要。
类型与特点
总结词
根据结构和工作原理的不同，曲柄连杆机构可分为多种类型，如单缸、双缸和多缸等。
详细描述
曲柄连杆机构的类型和特点多种多样，根据其结构和工作原理的不同，可以分为单缸、双缸和多缸等多种类型。 不同类型的曲柄连杆机构具有不同的工作特性和应用场景，例如在摩托车、汽车和船舶等领域中都有广泛的应用 。
2023
PART 02
曲柄连杆机构的应用
REPORTING
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的关键部件，通过曲柄的旋转运动带动连杆的往复运动，从 而驱动活塞进行吸气、压缩、燃烧和排气工作。
详细描述
在内燃机中，曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活塞组成。曲轴是发动机的核心部件，通过曲轴的旋转运 动带动连杆，连杆再将往复运动传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复运动。这个机构的设计和优化 对于提高内燃机的性能和效率至关重要。
选择高强度、低摩擦系数的材料，提高机构的使用寿命和传动效率 。
降低曲柄连杆机构的能耗
1 2
优化曲柄连杆机构的运动特性
通过调整机构参数，降低机构在运动过程中的能 量损失。
应用节能技术
采用节能电机或采用能量回收技术，将机构在运 动过程中产生的能量进行回收利用。
《曲柄连杆机构》课件
详细描述
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
曲柄连杆机构课件
节能环保设计理念的应用
高效能设计
优化曲柄连杆机构的结构 设计，提高发动机的燃烧 效率，降低燃油消耗和排 放。
绿色制造工艺
采用环保的制造工艺，减 少对环境的污染，同时降 低生产成本。
可回收与再利用
设计可回收和再利用的曲 柄连杆机构，降低资源消 耗和环境污染，实现可持 续发展。
将电动机的旋转运动转化为输送带的往复运动，从而实现货物的输送。
03
曲柄连杆机构的优化设计
减小曲柄连杆机构的振动
1 2
优化曲柄连杆机构的结构设计
通过改进结构设计，降低机构运动时的振动。
选用高刚度材料
采用高刚度材料制造曲柄连杆机构，提高机构的 抗振性能。
3
合理配置平衡块
通过配置平衡块来平衡机构运动时的惯性力，减 少振动。
曲柄连杆机构课件
目录 Contents
• 曲柄连杆机构概述 • 曲柄连杆机构的应用 • 曲柄连杆机构的优化设计 • 曲柄连杆机构的常见问题与解决方案 • 曲柄连杆机构的发展趋势与展望
01
曲柄连杆机构概述
定义与组成
定义
曲柄连杆机构是发动机中的主要运动机构，它将活塞的往复运动转换为曲轴的旋 转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车的运 行。
根据曲柄连杆机构的工作需求，选择 具有合适强度、刚度和耐磨性的材料 。
考虑材料的加工性能
注重环保和可持续性
优先选择可再生、可回收或低环境影 响材料，促进可持续发展。
选用易于加工和制造的材料，降低制 造难度和成本。
04
曲柄连杆机构的常见问题与 解决方案
曲轴断裂问题
曲轴断裂是曲柄连杆机构中常见的问题之一，通常是由于曲轴承受过大的扭矩或 弯曲应力所导致的。
汽车构造曲柄连杆机构讲课文档
第四十六页，共65页。
连杆大头的连接形式
平切式
第四十七页，共65页。
斜切式
连杆轴瓦
第四十八页，共65页。
V型发动机连杆的布置形式
并列式
主副式
第四十九页，共65页。
叉型式
§3.4 曲轴飞轮组
飞轮
一、曲轴飞轮组的组成
正时齿轮
皮带轮
扭转减振器
起动爪
曲轴
主轴瓦
第五十页，共65页。
二、曲轴
1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用
后端轴：安装飞轮
前后端轴都设有防漏装置：
挡油盘、回油螺纹、油封等。
曲轴后端
第五十五页，共65页。
回油螺纹
三、曲拐的布置(气缸数、气缸排列方式、发动机的工作
顺序）
（1）一般规律
1） 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转 平稳。点火间隔角：720/i
2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，以减轻主轴承的载荷 ，同时避免可能发生的进气重叠现象。 比如：四缸
（2）在安装活塞销时，使活塞销偏机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，
向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
第三十二页，共65页。
（二）活塞环（密封、传热）
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。
第三十三页，共65页。
（1）气环
1、气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大及机械载荷
。
第十四页，共65页。
2、气缸盖罩和气缸垫
气缸盖罩
气缸盖
衬垫
安装火花塞
连杆大头的连接形式
平切式
第四十七页，共65页。
斜切式
连杆轴瓦
第四十八页，共65页。
V型发动机连杆的布置形式
并列式
主副式
第四十九页，共65页。
叉型式
§3.4 曲轴飞轮组
飞轮
一、曲轴飞轮组的组成
正时齿轮
皮带轮
扭转减振器
起动爪
曲轴
主轴瓦
第五十页，共65页。
二、曲轴
1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用
后端轴：安装飞轮
前后端轴都设有防漏装置：
挡油盘、回油螺纹、油封等。
曲轴后端
第五十五页，共65页。
回油螺纹
三、曲拐的布置(气缸数、气缸排列方式、发动机的工作
顺序）
（1）一般规律
1） 各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转 平稳。点火间隔角：720/i
2） 连续作功的两缸相隔尽量远些，以减轻主轴承的载荷 ，同时避免可能发生的进气重叠现象。 比如：四缸
（2）在安装活塞销时，使活塞销偏机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，
向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
第三十二页，共65页。
（二）活塞环（密封、传热）
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。
第三十三页，共65页。
（1）气环
1、气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大及机械载荷
。
第十四页，共65页。
2、气缸盖罩和气缸垫
气缸盖罩
气缸盖
衬垫
安装火花塞
曲柄连杆机构-优质课件
2、活塞的选配要求有哪些？
1）活塞环的弹力检验 2）活塞环的漏光度检验 3）活塞环“三隙”的检验 端隙0.1----0.6mm 侧隙0.03---0.075mm 背隙0---0.35mm
5、连杆的检修 （1）连杆裂纹检修 （2）连杆大头内孔磨损检修：圆度和 圆柱度误差不大于0.025mm。 （3）连杆螺栓的检修 （4）连杆变形的检验： 弯曲、扭曲，用连杆校正仪进行。
3、飞轮的检修 （1）飞轮齿圈的检修：断齿或齿端耗损 严重，超过30℅或连续损坏4齿，应更换。 （2）飞轮工作平面的修整 飞轮工作平面的有严重烧蚀或磨损沟槽 深弃超过0.5mm,平面度误差为大于 0.2mm,飞轮厚度极限减薄量1mm。应更 换。
（3）飞轮螺栓孔的检修
小结： 作业： 1、曲轴的检修要求是什么？ 2、曲轴轴承的选配要求有哪些？修理 方法是什么？ 3、飞轮的检修方法是什么？
曲轴飞轮组的组成：曲轴、飞轮、扭转 减振器、皮带轮、正时齿轮等。 一、曲轴 曲轴的组成：
结构： 曲轴轴颈 平衡重 连杆轴颈 前端轴 后端轴
曲柄
曲拐
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
三、曲轴飞轮给的检修 曲轴的损伤：轴颈磨损、弯扭变形和裂 纹 1、曲轴的检修 （1）裂纹的检修：磁力探伤和染色法， 修复：细小裂纹可用磨削法。 （2）曲轴弯曲的检修：用百分表在V型 架上检测，用冷压校正和敲击校正。 （3）曲轴扭曲变形的检修：用百分表在 V型架上检测。用冷压校正和敲击校正。
3、连杆衬套的修配 (1)连杆衬套的更换：过 盈量0.1—0.2mm
4、活塞环的选配 （1）活塞环的损伤 磨损、弹性减弱和折断等。 （2）活塞环的选配 与气缸、活塞的修理尺寸一致，具有 规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环漏光度、端隙、侧隙、和背隙应符 合原厂规定。
曲柄连杆机构课件[优质课类]
![曲柄连杆机构课件[优质课类]](https://img.taocdn.com/s3/m/2533ad80227916888586d781.png)
• 十字头式柴油机连杆 很少出现故障（轴承易故障）
• 筒形活塞式柴油机连杆 疲劳裂纹和弯曲
课堂内容
25
2. 管理注意事项
(1)轴承换新后要经过2 h磨合 (2)要定期进行曲轴箱检查
–间隙大小 –各种螺栓的固紧情况 –油流情况 –柴油机运行中要注意触摸曲轴箱的温度情况
和倾听运转声音， –认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。
• 疲劳断面的三个区域 初始裂纹区、渐断区、突断区
• 渐断区的纹理： 波浪线状的；有螺旋线状的；两者兼备。
课堂内容
23
疲劳弯损曲坏疲的劳部损位坏和扭转疲劳损坏的原因 （• 扭1）转弯疲曲劳疲裂劳纹损发坏生在油孔或圆角处，向曲臂发展 • 弯轴曲承疲不劳均裂匀纹磨首损先引产起生；在多曲发柄生销长圆期角使或用主后轴颈圆角 (2处)扭，转向疲曲劳柄损臂坏发展 • 曲过轴大材的料附的加缺扭陷转处应力引起；一般是出现在运转初期
• 使轴承负荷分布均匀：弹性结构，刚性结构， 反变形法，增大承压面的贴合面积；
• 保证良好的润滑和冷却：保证油压， 合理开设油槽，使轴承有合适的间隙；
• 采用薄壁轴瓦和更新轴承材料
课堂内容
13
4. 连杆螺栓
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工作条件
二冲程柴油机：只受到预紧力的作用（压） 四冲程柴油机：预紧力和惯性力的作用（拉压） 附加弯矩
• 轴承摩擦和磨损
要求：
– 耐疲劳、抗冲击，有足够的强度和刚度
– 连杆长度应尽量短
– 连杆轴承工作可靠、寿命长
– 加工容易，拆装维修方便
材料： 中碳钢，优质碳钢或合金钢
课堂内容
6
2 连杆的构造
– RTA型柴油机连杆的构造 – ２）筒形活塞式柴油机连杆 - Wärtsilä 38 - Wärtsilä 20 - V形机连杆
《曲柄连杆结构》课件
泵领域
在泵中，曲柄连杆结构用于驱动活 塞进行往复运动，实现液体的吸入 和排出。
曲柄连杆结构的基本组成
01
02
03
曲轴
曲轴是曲柄连杆结构中的 关键部件，其形状通常为 弯曲的轴，具有曲拐或曲 轴臂。
连杆
连杆是连接活塞和曲轴的 部件，通常由钢或铸铁制 成，具有一定的长度和刚 度。
活塞
活塞是曲柄连杆结构中的 另一个关键部件，通常由 金属或合成材料制成，具 有一定的重量和尺寸。
特点
具有高效率、高可靠性、低维护 成本等优点，广泛应用于内燃机 、压缩机、泵等机械设备中。
曲柄连杆结构的应用领域
内燃机领域
曲柄连杆结构是内燃机中的核心 部分，用于将活塞的直线运动转 化为曲轴的旋转运动，从而输出
动力。
压缩机领域
在压缩机中，曲柄连杆结构用于驱 动活塞往复运动，从而实现对气体 的压缩。
结构设计优化
总结词
结构设计优化是提高曲柄连杆工作性能的重要手段，通过对曲柄连杆的结构进行优化设计，可以减小应力集中、 提高疲劳强度和降低振动。
详细描述
结构设计优化主要包括对曲柄连杆的形状、尺寸和连接方式等进行优化设计。通过改变曲柄连杆的形状和尺寸， 可以改善应力分布，减小应力集中；通过优化连接方式，可以提高曲柄连杆的刚度和稳定性。
表面处理工艺需要根据曲柄连杆的工作条件和使用要求进行选择和优化，以确保其性能和使 用寿命。
06
曲柄连杆的应用实例
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的 核心部件，通过曲柄连杆机构将活塞的往复 运动转化为旋转运动，从而输出动力。
详细描述
内燃机中的曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活 塞组成，通过曲轴的旋转运动带动连杆转动 ，连杆推动活塞在气缸内往复运动，完成吸 气、压缩、做功和排气四个冲程，实现内燃 机的运转。
在泵中，曲柄连杆结构用于驱动活 塞进行往复运动，实现液体的吸入 和排出。
曲柄连杆结构的基本组成
01
02
03
曲轴
曲轴是曲柄连杆结构中的 关键部件，其形状通常为 弯曲的轴，具有曲拐或曲 轴臂。
连杆
连杆是连接活塞和曲轴的 部件，通常由钢或铸铁制 成，具有一定的长度和刚 度。
活塞
活塞是曲柄连杆结构中的 另一个关键部件，通常由 金属或合成材料制成，具 有一定的重量和尺寸。
特点
具有高效率、高可靠性、低维护 成本等优点，广泛应用于内燃机 、压缩机、泵等机械设备中。
曲柄连杆结构的应用领域
内燃机领域
曲柄连杆结构是内燃机中的核心 部分，用于将活塞的直线运动转 化为曲轴的旋转运动，从而输出
动力。
压缩机领域
在压缩机中，曲柄连杆结构用于驱 动活塞往复运动，从而实现对气体 的压缩。
结构设计优化
总结词
结构设计优化是提高曲柄连杆工作性能的重要手段，通过对曲柄连杆的结构进行优化设计，可以减小应力集中、 提高疲劳强度和降低振动。
详细描述
结构设计优化主要包括对曲柄连杆的形状、尺寸和连接方式等进行优化设计。通过改变曲柄连杆的形状和尺寸， 可以改善应力分布，减小应力集中；通过优化连接方式，可以提高曲柄连杆的刚度和稳定性。
表面处理工艺需要根据曲柄连杆的工作条件和使用要求进行选择和优化，以确保其性能和使 用寿命。
06
曲柄连杆的应用实例
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的 核心部件，通过曲柄连杆机构将活塞的往复 运动转化为旋转运动，从而输出动力。
详细描述
内燃机中的曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活 塞组成，通过曲轴的旋转运动带动连杆转动 ，连杆推动活塞在气缸内往复运动，完成吸 气、压缩、做功和排气四个冲程，实现内燃 机的运转。
第二章讲义曲柄连杆机构1
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
（二）气缸体与曲轴箱：
气缸体是气缸的壳体，曲轴箱是支承曲 轴作旋转运动的壳体，二者组成了发动 机的机体。 水冷式发动机的气缸体和曲轴箱常铸成 一体，称为气缸体－曲轴箱，也可简称 为气缸体。 风冷式发动机常将气缸体与曲轴箱分开 制造再用螺栓连接起来。
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
高度小，总 体布置方便
对置气缸式发动机
第二章 曲柄连杆机构
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
A、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 B、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
类型 整体式
镶嵌式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸 体上
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。
用耐磨优质材料制 降低了制造成本，
(1)作功行程：侧压力 NP向左，活塞的左侧 面压向气缸壁，左侧 磨损严重
NP
P SP
RP TP
第二章 曲柄连杆机构
(2)压缩行程：侧压 力NP向右，活塞的 右侧面压向气缸壁， 左侧磨损严重
NP SP
P
RP TP
第二章 曲柄连杆机构
2、 往复惯性力Pj：
活塞在上半行程时，
惯性力都向上，下半行
Pj
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
第二章 曲柄连杆机构
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1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、
气缸盖和气缸垫---不动件
气缸垫
气缸盖
气缸体
油道和水道 曲轴箱
气缸
油底壳
第二章 曲柄连杆机构
2、活塞连杆组：
活塞、 活塞环、 活塞销 连杆
第2章 曲柄连杆机构资料
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本课件用于汽车专业教学2020年11月26日教学目的与要求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、组成及其缸盖螺栓拆卸注意事项，气缸垫的功用、要求、构造及安装方向，油底壳构造及密封，汽油机燃烧室的常见类型及其特点，气缸与气缸套的工作条件、型式。
4、掌握活塞连杆组及其各零部件结构特点，气环密封原理，油环泵油原理。
5、掌握曲轴的功用和型式及结构特点。
6、了解四、六缸发动机曲拐布置形式。
7、掌握发动机工作循环表的绘制方法并学会运用工作循环表。
重点与难点1、机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的结构特点。
2、气环的密封原理、泵油现象，扭曲环的特点，活塞环的安装方向及位置。
3、四、六缸发动机工作循环表的绘制。
§2.1 概述作用：组成：工作条件：受力：把混合气爆发作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。
机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。
高温、高压、高速、化学腐蚀。
气体作用力、运动质量惯性力、离心力、摩擦力等。
曲柄连杆机构的组成气缸体曲轴箱气缸盖气缸套气缸垫油底壳机体组活塞活塞环活塞销连杆活塞连杆组曲轴飞轮扭转减振器曲轴飞轮组曲柄连杆机构活塞连杆组和曲轴飞轮组曲柄连杆机构组成情况图示版权所有：太原大学巩利平工作情况演示一、气体作用力（F P ）F P 对发动机的影响：（1）产生翻倒力矩（F P2）（2）产生有效扭矩（F S ）结论：（1）发动机上下振动并非气体压力所致（2）活塞左侧所受侧压力（作功冲程侧压力）大于右侧所受侧压力（压缩冲程侧压力）作功冲程压缩冲程二、往复惯性力与离心力往复运动（活塞、连杆小头）惯性力旋转运动（曲柄、连杆大头）离心力1.往复惯性力：0 max 0前半行程后半行程（惯性力向上）（惯性力向下）活塞上止点下止点当活塞从下止点向上止点运动时，正好相反。
汽车拖拉机学(第2版)课件：发动机曲柄连杆机构
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
8
2024/10/10
图3-1机体组
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
9
一、机体
1.机体的组成
气缸为活塞在其中运动、为其导向的 圆柱形空间。支承和固定气缸的整体 称为气缸体。形成曲轴及连杆大头运 动空腔的实体称为曲轴箱。曲轴箱一 般分为上、下曲轴箱两部分。 水冷式内燃机的上曲轴箱常与气缸体 为一体，以提高刚度，简化工艺，气 缸体与曲轴箱的组合体称为机体。
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
19
4.燃烧室
（1）汽油机燃烧室 汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。燃烧室形状对发 动机的工作影响很大，所以对燃烧室有两点基本要求：一是结构尽可能紧凑， 表面积要小，以减少热量损失及缩短火焰行程；其次是使混合气在压缩终了时 具有一定的涡流运动，以提高 混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃 烧汽油机常用燃烧室形状有楔形、盆形、半球形等几种。
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
16
5.曲轴箱
它是指部分围住曲轴回转空间，有主轴承和安装用的箱形部件。曲轴 箱有通气口与大气相通，其下部与油底壳相连。 机体除了气缸和曲轴箱外，内部有许多水道和油道，外部还铸有发动 机号和生产商标记，可作为维修、配件选配和管理的依据。
6.曲轴箱强制通风系统
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
24
第一节 机体组
三、气缸垫
1.气缸垫的功用
位于气缸盖与气缸体之间的气缸垫，用以保证缸盖和缸体结合面的 密封，防止燃气泄漏。
汽车构造(上册)第2章 曲柄连杆机构
精品课件
3.结构措施
• （1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 • （2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线
方向，即侧压力方向。 • （3）销座处凹陷0.5mm～1.0mm。
精品课件
• （4） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其 中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
精品课件
• （5）采用双金属活塞：即 在活塞裙部或销座内嵌铸入 钢片，以减少裙部的膨胀量 。
• 1） 恒范钢片式：活塞销座 通过恒范钢片与裙部相连， 而恒范钢片（含镍33%～36% ）的膨胀系数仅为铝合金的 十分之一。这样，使裙部膨 胀量大为减少
精品课件
（五）偏置销座
第2章 曲柄连杆机构
精品课件
❖ 【知识目标】
❖ 1．掌握曲柄连杆机构的功用、工作条件及受力分析；
❖ 2．掌握机体组（气缸体及曲轴箱、油底壳、气缸与气缸套 、气缸盖与气缸垫）的结构及各总成的工作原理；
❖ 3．掌握活塞连杆组（活塞、活塞环、连杆、轴瓦）的结构 及各总成的工作原理；
❖ 4．掌握曲轴飞轮组（曲轴、飞轮、扭转减振器）的结构及 各总成的工作原理；
• （1） 直列式：多用于六缸以下的发动机 。
• （2） V型式：它缩短了发动机的长度和 高度，多用于八缸以上的发动机。
• （3）对置式：是V型的特殊形式。
精品课件
精品课件
3、曲轴箱的型式
• （1） 平分式
• 定义：主轴承座孔中心线位于曲轴 箱分开面上。
• 特点：刚度小，前后端呈半圆形， 与油底壳接合面的密封较困难。
精品课件
油底壳
精品课件
2.3 活塞连杆组
• 组成： • 活塞、活塞环、活
塞销、连杆、连杆 轴承。
3.结构措施
• （1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 • （2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线
方向，即侧压力方向。 • （3）销座处凹陷0.5mm～1.0mm。
精品课件
• （4） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其 中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
精品课件
• （5）采用双金属活塞：即 在活塞裙部或销座内嵌铸入 钢片，以减少裙部的膨胀量 。
• 1） 恒范钢片式：活塞销座 通过恒范钢片与裙部相连， 而恒范钢片（含镍33%～36% ）的膨胀系数仅为铝合金的 十分之一。这样，使裙部膨 胀量大为减少
精品课件
（五）偏置销座
第2章 曲柄连杆机构
精品课件
❖ 【知识目标】
❖ 1．掌握曲柄连杆机构的功用、工作条件及受力分析；
❖ 2．掌握机体组（气缸体及曲轴箱、油底壳、气缸与气缸套 、气缸盖与气缸垫）的结构及各总成的工作原理；
❖ 3．掌握活塞连杆组（活塞、活塞环、连杆、轴瓦）的结构 及各总成的工作原理；
❖ 4．掌握曲轴飞轮组（曲轴、飞轮、扭转减振器）的结构及 各总成的工作原理；
• （1） 直列式：多用于六缸以下的发动机 。
• （2） V型式：它缩短了发动机的长度和 高度，多用于八缸以上的发动机。
• （3）对置式：是V型的特殊形式。
精品课件
精品课件
3、曲轴箱的型式
• （1） 平分式
• 定义：主轴承座孔中心线位于曲轴 箱分开面上。
• 特点：刚度小，前后端呈半圆形， 与油底壳接合面的密封较困难。
精品课件
油底壳
精品课件
2.3 活塞连杆组
• 组成： • 活塞、活塞环、活
塞销、连杆、连杆 轴承。
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课堂内容
1
- 课程目的
曲柄连杆机构组成 各组成部件的名称 各部件功用、特性
课堂内容
2
曲柄连杆机构功用
将燃油燃烧时的热能转变为 活塞往复运动的机械能， 再转变为曲轴的转矩， 从而对外输出动力
课堂内容
3
曲柄连杆机构组成
1. 机体组 2. 活塞连杆组 3. 曲轴飞轮组
课堂内容
4
1-1 机体组
以上 构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气， 供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把 柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
课堂内容
25
3-2 曲轴
功用：承受连杆传来的力，以旋转力矩的形式对外 输出动力，并为其他机构系统提供动力。
组成：前端、后端、若干个曲拐
课堂内容
26
3-3 曲拐布置
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。 布置：取决于发动机汽缸数及排列方式
1）作功间隔角： 720 °/缸数（4冲程） 2）连续做功的两缸相距尽可能远
课堂内容
27
3-4 4汽缸发动机曲拐、点火
课堂内容
28
3-5 直列6汽缸发动机
课堂内容
29
Hale Waihona Puke 3-6 V6汽缸发动机课堂内容
30
3-7 飞轮
功用：1）储存一部分做功冲程中输入于曲轴的动能， 用以在其他冲程中克服阻力。
2）利用飞轮齿圈，起动时传力。 3）将发动机动力传给离合器。
课堂内容
31
汽油发动机是由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起 动系组成。
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，
谢谢 减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油
道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的 温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等 组成。
种类：
课堂内容
22
2-7 活塞销
功用：连接活塞和连杆，将活塞承受的力传给连杆。 工作条件：高温下承受周期性冲击，润滑条件差。 连接方式：
课堂内容
23
2-8 连杆
功用：将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运 动转变为曲轴的旋转运动。
形状：
课堂内容
24
3-1 曲轴飞轮组
组成：曲轴、飞轮、其他零件
气缸直接镗在 气缸体上
优点
强度和刚度好 能承受大负荷
缺点 成本高
单铸式 汽缸套
制造单独的汽缸套， 装到汽缸体内
便于修理和更换 气缸套
刚度差
课堂内容
10
1-7 汽缸套分类
分类
结构
优点
缺点
干式 外壁不直接 汽缸套 接触冷却水
强度 刚度好
加工复杂 散热差
示意图
湿式 外壁直接 冷却均匀 汽缸套 接触冷却水 加工容易
混合气形成一定涡流，提高燃烧速度
课堂内容
14
1-11 汽油机燃烧室分类
半球形
楔形
盆形
气门 V 型排列 换气效果好
燃烧速度最高
散热面积小
气门尺寸受限 换气效果差
课堂内容
15
1-12 汽缸垫
功用：保证汽缸体与汽缸盖结合面有良好的密封性。 材质要求：有很好的弹性、耐热性 示例图
课堂内容
16
2-1 活塞连杆组
功用： 构成发动机的骨架、各系统的安装基础
课堂内容
5
1-2 汽缸体
汽缸：汽缸体内引导活塞做往复运动的圆筒 曲轴箱
课堂内容
6
1-3 汽缸体形式
按汽缸体与油底壳安装平面位置分为
课堂内容
7
1-4 汽缸冷却
课堂内容
8
1-5 汽缸体排列
按汽缸体排列方式不同分为
课堂内容
9
1-6 汽缸套
区分
结构
整体式
功用：将活塞的往复运动转为曲轴的旋转运动 组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆等
气环
油环
活塞锁
连杆
连杆轴瓦
连杆盖
课堂内容
17
2-2 活塞
功用：顶部与汽缸盖形成燃烧室，承受汽缸中气体 压力，并通过活塞销和连杆，推动曲轴旋转。
工作环境：高温，高压、散热条件差。 材质要求：热膨胀系数小、导热性好
燃烧压力
燃烧高温
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。它由机体组、 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运 动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气 行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排 气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装 有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备 称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞 作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动 机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机 开始自动地怠速运转的全过课程堂，内容称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发32
易漏水
课堂内容
11
1-8 曲轴箱、油底壳
区分
用途
示意图
曲轴箱
汽缸体下部 用来安装曲轴
油底壳
封闭上曲轴箱 贮存润滑油
课堂内容
12
1-9 汽缸盖
功用：从上部密封汽缸、形成燃烧室
衬垫 气缸盖罩
气缸盖
气缸垫
（冷却水套、进排气门道、火花塞孔，气门座）
课堂内容
13
1-10 燃烧室
组成：活塞顶部及汽缸盖空间 要求：结构紧凑、冷却面积小，以减少热量损失，
课堂内容
18
2-3 活塞结构
基本结构
活塞头部 活塞裙部
课堂内容
活塞顶部 环区
活塞销座
19
2-4 活塞顶形状
活塞顶部形状
课堂内容
20
2-5 气环
功用：保证活塞与汽缸臂间的密封，防止汽缸中的 高压燃气漏入曲轴箱
分类：
课堂内容
21
2-6 油环
功用：密封，刮除汽缸臂上多余的机油，并在汽缸 臂上铺涂均匀的机油膜。
1
- 课程目的
曲柄连杆机构组成 各组成部件的名称 各部件功用、特性
课堂内容
2
曲柄连杆机构功用
将燃油燃烧时的热能转变为 活塞往复运动的机械能， 再转变为曲轴的转矩， 从而对外输出动力
课堂内容
3
曲柄连杆机构组成
1. 机体组 2. 活塞连杆组 3. 曲轴飞轮组
课堂内容
4
1-1 机体组
以上 构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气， 供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把 柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
课堂内容
25
3-2 曲轴
功用：承受连杆传来的力，以旋转力矩的形式对外 输出动力，并为其他机构系统提供动力。
组成：前端、后端、若干个曲拐
课堂内容
26
3-3 曲拐布置
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。 布置：取决于发动机汽缸数及排列方式
1）作功间隔角： 720 °/缸数（4冲程） 2）连续做功的两缸相距尽可能远
课堂内容
27
3-4 4汽缸发动机曲拐、点火
课堂内容
28
3-5 直列6汽缸发动机
课堂内容
29
Hale Waihona Puke 3-6 V6汽缸发动机课堂内容
30
3-7 飞轮
功用：1）储存一部分做功冲程中输入于曲轴的动能， 用以在其他冲程中克服阻力。
2）利用飞轮齿圈，起动时传力。 3）将发动机动力传给离合器。
课堂内容
31
汽油发动机是由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起 动系组成。
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，
谢谢 减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油
道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的 温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等 组成。
种类：
课堂内容
22
2-7 活塞销
功用：连接活塞和连杆，将活塞承受的力传给连杆。 工作条件：高温下承受周期性冲击，润滑条件差。 连接方式：
课堂内容
23
2-8 连杆
功用：将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运 动转变为曲轴的旋转运动。
形状：
课堂内容
24
3-1 曲轴飞轮组
组成：曲轴、飞轮、其他零件
气缸直接镗在 气缸体上
优点
强度和刚度好 能承受大负荷
缺点 成本高
单铸式 汽缸套
制造单独的汽缸套， 装到汽缸体内
便于修理和更换 气缸套
刚度差
课堂内容
10
1-7 汽缸套分类
分类
结构
优点
缺点
干式 外壁不直接 汽缸套 接触冷却水
强度 刚度好
加工复杂 散热差
示意图
湿式 外壁直接 冷却均匀 汽缸套 接触冷却水 加工容易
混合气形成一定涡流，提高燃烧速度
课堂内容
14
1-11 汽油机燃烧室分类
半球形
楔形
盆形
气门 V 型排列 换气效果好
燃烧速度最高
散热面积小
气门尺寸受限 换气效果差
课堂内容
15
1-12 汽缸垫
功用：保证汽缸体与汽缸盖结合面有良好的密封性。 材质要求：有很好的弹性、耐热性 示例图
课堂内容
16
2-1 活塞连杆组
功用： 构成发动机的骨架、各系统的安装基础
课堂内容
5
1-2 汽缸体
汽缸：汽缸体内引导活塞做往复运动的圆筒 曲轴箱
课堂内容
6
1-3 汽缸体形式
按汽缸体与油底壳安装平面位置分为
课堂内容
7
1-4 汽缸冷却
课堂内容
8
1-5 汽缸体排列
按汽缸体排列方式不同分为
课堂内容
9
1-6 汽缸套
区分
结构
整体式
功用：将活塞的往复运动转为曲轴的旋转运动 组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆等
气环
油环
活塞锁
连杆
连杆轴瓦
连杆盖
课堂内容
17
2-2 活塞
功用：顶部与汽缸盖形成燃烧室，承受汽缸中气体 压力，并通过活塞销和连杆，推动曲轴旋转。
工作环境：高温，高压、散热条件差。 材质要求：热膨胀系数小、导热性好
燃烧压力
燃烧高温
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。它由机体组、 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运 动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气 行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排 气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装 有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备 称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞 作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动 机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机 开始自动地怠速运转的全过课程堂，内容称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发32
易漏水
课堂内容
11
1-8 曲轴箱、油底壳
区分
用途
示意图
曲轴箱
汽缸体下部 用来安装曲轴
油底壳
封闭上曲轴箱 贮存润滑油
课堂内容
12
1-9 汽缸盖
功用：从上部密封汽缸、形成燃烧室
衬垫 气缸盖罩
气缸盖
气缸垫
（冷却水套、进排气门道、火花塞孔，气门座）
课堂内容
13
1-10 燃烧室
组成：活塞顶部及汽缸盖空间 要求：结构紧凑、冷却面积小，以减少热量损失，
课堂内容
18
2-3 活塞结构
基本结构
活塞头部 活塞裙部
课堂内容
活塞顶部 环区
活塞销座
19
2-4 活塞顶形状
活塞顶部形状
课堂内容
20
2-5 气环
功用：保证活塞与汽缸臂间的密封，防止汽缸中的 高压燃气漏入曲轴箱
分类：
课堂内容
21
2-6 油环
功用：密封，刮除汽缸臂上多余的机油，并在汽缸 臂上铺涂均匀的机油膜。