内燃机曲柄连杆
发动机曲柄连杆机构的组成
发动机曲柄连杆机构的组成
发动机曲柄连杆机构是一种常见的机械结构，在汽车、摩托车和其他内燃机驱动的机械装置中都有广泛的应用。发动机曲柄连杆机构的组成由曲柄、连杆、连杆轴、活塞等部件组成。本文将研究发动机曲柄连杆机构的组成和它们之间的相互作用。
曲柄是曲柄连杆机构的核心部件，它是一种齿轮，由曲柄轮、连接孔、主动齿圈和被动齿圈等部件组成。曲柄轮是由钢材压制而成，采用螺纹连接，用于与曲轴连接，并驱动活塞运动。主动齿圈和被动齿圈分别在曲柄轮的两侧，用于连接连杆和活塞，实现活塞的上下往复运动。
连杆是机械结构的主要部件，它是一种圆柱形的机械元件，由中心轴线和外壳组成，一侧用于连接活塞，另一侧插入曲柄轮连接。连杆有不同类型，如单曲柄连杆、双曲柄连杆、刚性连杆、弹性连杆等。单曲柄连杆的结构只有一个曲柄头部，而双曲柄连杆的结构有两个曲柄头部，由两个曲柄轮和其中一个连杆轴紧密连接而成。刚性连杆由硬质合金或铸铁等材料制成，启动力矩大，但灵活性较差。弹性连杆由柔软的材料制成，可以消除发动机绕线的不规则震动，确保发动机工作过程中的平稳性。
连杆轴是曲柄和连杆之间的连接元件，它是一种中空的机械元件，由上头筒、下头筒、主体和轴承等部件组成。连杆轴的另一端插入曲柄的连接孔，上端插入连杆的连接孔，连接在一起，形成一个完整的曲柄连杆机构。
最后，活塞是发动机曲柄连杆机构中比较重要的部件，它是一种柱形机械元件，由活塞环、活塞头和活塞柱等部件组成。活塞环用于固定活塞，防止活塞上下运动；活塞头用于与连杆相连，实现发动机周期性的上下运动；活塞柱用于向发动机缸体内排入和排出燃油空气的混合物，实现发动机运行的循环过程。
曲柄连杆机构拆装步骤
曲柄连杆机构拆装步骤
一、前言
曲柄连杆机构是内燃机的重要组成部分，其结构复杂，需要进行定期
维护和检修。本文将详细介绍曲柄连杆机构的拆装步骤。
二、准备工作
1. 工具准备：扳手、梅花扳手、卡尺、量具等；
2. 拆卸前应先清洁曲轴箱内部，以避免灰尘等杂物进入曲柄连杆机构；
3. 确保拆卸时车辆处于平稳状态，并采取必要的安全措施。
三、曲柄拆卸
1. 先将发动机从车辆中取出，并放置在工作台上；
2. 用梅花扳手卸下发动机正时链条或齿轮；
3. 用扳手拧下曲轴前端盖螺丝，并取下前端盖；
4. 用卡尺或量具测量曲轴主轴颈直径和圆度，如不符合规定尺寸应更
换新的曲轴。
四、连杆拆卸
1. 将连杆盖板螺丝依次拧下，并取下连杆盖板；
2. 用扳手拆下连杆螺栓，取下连杆和活塞组件；
3. 用卡尺或量具测量连杆轴颈直径和圆度，如不符合规定尺寸应更换新的连杆。
五、曲柄及连杆安装
1. 将新的曲轴放入曲轴箱中，并安装前端盖；
2. 安装曲轴前端盖螺丝，并用扳手拧紧；
3. 将新的连杆放入曲轴箱中，并用扳手拧上螺栓；
4. 用扭矩扳手按照规定扭矩拧紧螺栓；
5. 安装活塞组件，将连杆盖板安装在曲轴箱上，并依次拧紧螺丝。
六、总结
以上是曲柄连杆机构的拆装步骤，需要注意的是，在进行拆卸前应先清洁曲轴箱内部，以避免灰尘等杂物进入曲柄连杆机构。在安装时要按照规定操作步骤进行操作，以确保发动机正常运转。
曲柄连杆机构的工作原理!
曲柄连杆机构的工作原理!
曲柄柄连杆机构
曲柄连杆结构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
曲柄连杆机构的组成
1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳
2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆
3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴
曲柄连杆机构
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。
机体组
1.气缸体
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。
气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V 形两种。气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁，为提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他部分对耐磨性要求并不高。为了材料上的
经济性，广泛采用缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。气缸套有干式和湿式两种。
发动机曲柄连杆机构原理详解！
发动机曲柄连杆机构原理详解！
曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。是发动机产生并传递动力的机构，通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能，是发动机的能量转换机构。它的结构直接决定了发动机的性能与效率。
发动机工作时，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。所以，对曲柄连杆机构的材料与结构要求相当高。
作用在曲柄连杆机构上的力有气体压力和运动部件质量惯性力。往复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发动机支承，是发动机振动主要来源。发动机工作是否平顺、安静，与这些力的平衡有很大的关系。一些高档轿车的振动非常小，就是因为这方面做得好。
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
现代汽车发动机机体组即车主经常说的发动机的缸体和缸盖及油底壳，是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。现在，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。铝合金缸体的优点是重量轻、散热好。
发动机的支承部位及支撑材料直接决定了发动机的振动性质，一般通过机体和飞轮壳或变速器壳上的支承支撑在车架上。发动机的支承方法，一般有三点支承和四点支承两种。现代有些发动机支撑采用了液压衬套，能极大的减少发动机振动对车身的影响。
活塞连杆组的主要功用是受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销
传给连杆再传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。一般细分为活塞组和连杆组。
活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。活塞是发动机中工作条件最严酷的零件。作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用铝合金活塞，只在极少数汽车发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。
曲轴连杆的原理
曲轴连杆的原理
曲轴连杆是一种常用的机械传动装置，广泛应用于内燃机、柴油机、发电机等设备中。它的作用是将发动机的往复运动转化为旋转运动，并传递给其他传动部件，使机械设备工作。
曲轴连杆的原理可以用以下几个方面来解释：
1. 曲轴的结构：曲轴是一根中空的轴，其形状呈现出多个曲折的凸起和凹陷，即曲柄和连杆。在内燃机中，曲轴通常是由钢铁材料制成，耐高温和高强度。
2. 凸轮和连杆的关系：曲轴上的凸轮与发动机的气缸和活塞相连，当活塞上下往复运动时，凸轮通过摩擦或间接接触带动曲轴转动。而曲轴上的连杆则将曲轴上的旋转运动转变为活塞的往复运动。
3. 连杆的结构和工作原理：连杆由两个桥式构件组成，一个连接活塞的小头（小端）和一个连接曲轴的大头（大端）。连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。当活塞上升时，连杆的小头被推动向上拉动连杆，连杆的大头则向下推动曲轴使之旋转。当活塞下降时，连杆的小头向下拉动连杆，连杆的大头则向上推动曲轴使之再次旋转，形成连续的旋转运动。
4. 滑动轴承的作用：曲轴上的凸轮和连杆在高速运动时会产生较大的摩擦力和冲击力，滑动轴承的作用就是减少这些摩擦和冲击，保证曲轴的平稳运行。滑动
轴承一般由润滑油膜和轴承壳组成，润滑油膜能有效减小摩擦和冲击，降低磨损和噪音，提高曲轴的使用寿命。
5. 连杆角度的设计：连杆角度的设计对于发动机的性能和平衡性至关重要。合理的连杆角度能够减小活塞和连杆的相对速度，降低磨损和摩擦，提高燃油效率。此外，连杆角度还会影响气缸内的燃烧过程和振动平衡性，需要综合考虑来进行设计。
曲柄连杆机构的构造与工作原理
往复惯性力与离心力
曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动 质量组成的当量系统。往复运动质量包括活塞组 零件质量和连杆小头集中质量，它沿气缸轴线作 往复变速直线运动，产生往复惯性力；旋转运动 质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量，它绕曲 轴轴线旋转，产生旋转惯性力，也称离心力。往 复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发 动机支承。
曲柄连杆机构的构造与工作原理
掌握曲柄连杆机构的构造 理解曲柄连杆机构的工作原理
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传
递系统。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部分。在 作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活 塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械 能，对外输出动力；在其它冲程中，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，为下一次作功创造条件。
摩擦力
任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间 必定存在摩擦力，物体所受摩擦力的大小与正压 力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的方 向相反。
曲柄连杆机 （ 3）曲轴飞轮 （1）气体作
构的构造与工 组：曲轴、飞轮、用力
作原理
扭转减振器
（2）往复惯
1．功用
3．工作条件和 性力与离心
2．曲柄连杆 受力分析
力
机构的组成 工 作 条 件 ： 高 （3）摩擦力
（ 1）机体组:：温、高压、高速、
内燃机构造与原理第二章 曲柄连杆机构 曲轴飞轮组
曲拐布置方式
4缸发动机—180度 工作顺序： 1243 1342
发动机工作循环
• 4缸发动机
曲拐布置方式
• 6缸发动机—120度 • 工作顺序： • 153624 • 142635
发动机工作循环
3
曲柄连杆机构 曲轴
（4）材料
可用中碳钢或中碳合金钢模锻，或者球墨铸铁。为 提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频或中频淬火 或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和 表面粗糙度的要求。
4
曲轴分类
• 整体式曲轴
曲轴分类
• 组合式曲轴
组合曲轴的拆装
• 步骤
曲轴支撑形式
• 全支撑 • 半全支撑
曲轴飞轮组组成
• 曲轴 • 飞轮 • 大瓦 • 定位 • 皮带轮 • 正时齿轮 • 曲轴油封
曲柄连杆机构 曲轴
（2）受力状态
工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性 力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交 变负荷的冲击作用。
2
曲柄连杆机构 曲轴
（3）要求
具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲 击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。
直列四冲程六缸发动机工作循环表（工作顺序1—5—3—6—2—4）
飞轮标记（汽油机）
曲柄连杆机构工作原理
曲柄连杆机构工作原理
曲柄连杆机构是一种用于将旋转运动转换为直线运动的机构，常见于内燃机、蒸汽机和发动机等设备中。
该机构由曲柄、连杆和活塞构成。曲柄是一种带有偏心轴的旋转部件，连杆是连接曲柄和活塞的杆状构件，活塞则是位于连杆的一端，可以沿直线方向滑动。
当曲柄绕其轴线旋转时，连杆将活塞引导在其直线行程上作往复运动。这是因为曲柄的偏心轴导致连杆的长度和方向随着曲柄位置的变化而改变。具体来说：
1. 曲柄旋转将连杆推动起来。当曲柄处于最高点时，连杆与曲柄构成直线，使活塞位于最高位置。然后，随着曲柄继续旋转，连杆的长度增加，活塞被推向曲柄的侧面。
2. 当曲柄旋转到最低点时，连杆与曲柄构成一条斜线，使活塞位于最低位置。然后，随着曲柄继续旋转，连杆的长度减小，活塞被拉回曲柄的侧面。
3. 这样，活塞就会在连杆的引导下做往复运动，实现了将曲柄的旋转运动转换为活塞的直线运动。
值得注意的是，曲柄连杆机构的运动是基于圆周运动和直线运动之间的转换关系。通过调整曲柄的位置和连杆的设计，可以改变工作机构的行程、速度和力量传递等特性，以适应不同的工程需求。
第二章发动机曲柄连杆机构
2、汽缸体分类
（1）按汽缸体与油底壳安装平面位置不同分为
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度
一般式
龙门式
隧道式
油底壳安装平 面低于曲轴的 旋转中心
气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式
性能与应用比较
名称 一般式
龙门式
性能
机体高度小、重量轻、结 构紧凑，便于加工拆卸。 刚度和强度差。
应用
492Q汽油机， 90系列柴油机。
（4）干式气缸套和湿式气缸套
名称
特点
干缸套
汽缸套装入汽缸体后， 外壁不直接与冷却水接 触。而和汽缸体的壁面 直接接触，壁厚较薄， 一般为1～3mm。
示意图
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。 壁厚5～9mm。
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度 和刚度不如干 缸套，易漏水。
（五）汽缸盖的拆装
汽缸盖的拆装操作应按照一定的要求进行，一般在 发动机的修理工艺中均有严格的规定。在拆装过程中， 主要应注意下列几点： （1）汽缸盖螺栓的拧紧力矩。汽缸盖螺栓的拧紧力矩太大 或太小都将会对发动机产生不良影响，易造成汽缸盖变 形、漏气等现象。因此，几乎所有发动机都明确地规定 了汽缸盖螺栓的拧紧力矩并要求分几次拧紧至规定值。 铝合金汽缸盖应在发动机冷态下按规定力矩拧紧，铸铁 汽缸盖应在热态下再复紧一遍。
发动机曲柄连杆机构
发动机曲柄连杆机构
发动机曲柄连杆机构是内燃机的重要组成部分，它将活塞的往复运动转化为曲柄轴的旋转运动，从而驱动发动机输出功率。本文将详细介绍发动机曲柄连杆机构的结构、工作原理和常见故障排查方法等内容，以供参考。
1\曲柄连杆机构的结构
1\1 曲柄轴
曲柄轴是曲柄连杆机构的核心部件，它一般由中空钢管制成，具有强度高、刚性好的特点。曲柄轴上通常有多个曲柄轴承孔，用于安装曲柄。
1\2 曲柄
曲柄是曲柄连杆机构中的另一个重要部件，它连接曲柄轴和连杆。曲柄的主要功能是将活塞的往复运动转化为曲柄轴的旋转运动。曲柄通常由铸铁或钢制成，表面经过硬化处理以提高其耐磨性。
1\3 连杆
连杆连接曲柄和活塞，起到传递动力和改变运动方向的作用。连杆通常由钢制成，具有较高的强度和刚性。
2\曲柄连杆机构的工作原理
2\1 先导推力作用
活塞在燃烧室内受到燃烧气体的压力驱动，沿缸体内壁进行往复运动。当活塞向下运动时，压力将活塞推向曲柄轴，产生向后的推力。
2\2 连杆转动作用
活塞的向后推力使得曲柄轴产生一定的转动，这是通过将活塞推向曲柄轴的连杆转化为曲柄轴的旋转运动。曲柄轴的旋转运动将转化为输出轴的旋转运动，驱动发动机输出功率。
3\曲柄连杆机构的常见故障排查方法
3\1 异常噪音
当曲柄连杆机构出现异常噪音时，可能是曲柄轴或连杆轴承出现磨损或松动问题。此时，需要检查并更换磨损的部件，或是进行紧固操作。
3\2 漏油现象
如果曲柄连杆机构出现漏油现象，可能是曲柄轴密封件破损或曲柄轴箱螺栓松动等问题。解决方法包括更换密封件和进行螺栓紧固操作。
内燃机的组成部件和名称
内燃机的组成部件和名称
往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。
气缸是一个圆筒形金属机件。密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。各个装有气缸套的气缸安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。活塞可在气缸套内往复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环，用来封闭气缸，防止气缸内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功，通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。飞轮能储存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。为了平衡惯性力和减轻内燃机的振动，在曲轴的曲柄上还适当装置平衡质量。
气缸盖中有进气道和排气道，内装进、排气门。新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大气。进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮，通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的，这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
第04章曲柄连杆机构介绍
第四章曲柄连杆机构
第一节概述
一、功用与组成
曲柄连杆机构是内燃机完成工作循环、实现能量转换的传动机构。它在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动；而在进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变为活塞的往复直线运动。因此曲柄连杆机构的功用是：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
曲柄连杆机构由以下3部分组成：
机体组主要包括气缸盖、气缸垫、气缸体、气缸套、曲轴箱和油底壳等不动件。
活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。
曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器、平衡轴等机构。
二、工作条件及受力分析
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。在发动机作功时，气缸内的最高温度可达2 500k以上，最高压力可达5 MPa～9MPa，现代汽车发动机最高转速可达3 000r／min～6 000r／min，则活塞每秒钟要行经约100~200个行程，可见其线速度是很大的。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。
由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此它在工作时的受力情况是很复杂的。在此只对受力情况作简单分析。
曲柄连杆机构受的力主要有气体压力，往复惯性力，旋转运动件的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力。
1．气体压力
在每个工作循环的四个行程中，气缸内气体压力始终存在而且是不断变化的。作功行程压力最高，其瞬间最高压力汽油机可达3MPa～5MPa；柴油机可达5MPa～9MPa，这意味着作用在曲柄连杆机构上的瞬间冲击力可达数万牛顿(N)。下面分析各机件作功行程的受力情况。
连杆曲轴工作原理
连杆曲轴工作原理
连杆曲轴是内燃机等机械设备中的一个重要部件，其工作原理是将活塞的往复运动转化为旋转运动，从而驱动机器的工作。连杆曲轴的工作原理可以分为两个主要部分，即连杆原理和曲轴原理。
连杆原理是指连杆的运动原理。连杆是连接活塞和曲轴的连接杆，它有一个球头和两个铰链连接。当活塞向上运动时，活塞与球头连接，将活塞的直线运动转化为球头的转动运动。当活塞向下运动时，连接杆保持其初始位置不变。通过连杆原理，活塞的往复运动可以转化为连杆的振动运动。
曲轴原理是指曲轴的转动原理。曲轴是一个具有偏心结构的轴，它与连杆通过连杆轴承相连接。当连杆振动时，间接作用在曲轴上，使其产生旋转运动。曲轴的转动运动由连杆的振动运动带动，从而将活塞的往复运动转换为连续的旋转运动。曲轴上的凸轮也可以通过连杆轴承的转动带动其他附件的工作。
连杆曲轴工作原理的基本过程如下：在发动机里，当活塞从上死点开始向下运动时，连杆将活塞的线性运动转化为连杆的振动运动。连杆通过连杆轴承作用在曲轴上，使曲轴产生旋转运动。同时，曲轴上的凸轮通过连杆轴承的转动带动其他附件的工作，如气门的开闭、喷油器的喷射等。当活塞到达下死点时，连杆将其转化为连杆的反方向振动运动。如此往复运动，活塞的往复运动被连杆转化为连续的旋转运动，从而驱动机器的工作。
连杆曲轴工作原理的优势在于将活塞的往复运动转化为连续的旋转运动，使发动机等机械设备能够高效地工作。同时，连杆曲轴的结构紧凑，重量轻，动力输出平稳，能够适应高速旋转运动的需求。此外，连杆曲轴具有较好的耐久性和可靠性，因为曲轴的平衡性和刚度能够通过精确的加工和装配得到保证。
内燃机的组成部件和名称
内燃机的组成部件和名称
往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。
气缸是一个圆筒形金属机件。密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。各个装有气缸套的气缸安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。活塞可在气缸套内往复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环，用来封闭气缸，防止气缸内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功，通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。飞轮能储存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。为了平衡惯性力和减轻内燃机的振动，在曲轴的曲柄上还适当装置平衡质量。
气缸盖中有进气道和排气道，内装进、排气门。新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大气。进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮，通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的，这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
发动机曲柄连杆机构
发动机曲柄连杆机构
发动机曲柄连杆机构是内燃机的核心部件之一，负责将活塞运动转换为曲轴旋转运动，从而驱动汽车或机械设备的工作。本文档将详细介绍发动机曲柄连杆机构的构造、工作原理、性能要求以及维护保养等方面的内容。
一、曲柄连杆机构构造
曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活塞组成。曲轴是一根具有曲线形状的轴，由由多个曲柄组成，每个曲柄上固定一根连杆。连杆则连接了曲轴和活塞，起到连接和传递力量的作用。
⒈曲轴
曲轴是一根由高强度合金钢材料制成的轴，具有曲线形状的特点。曲轴上的曲柄数量根据发动机的气缸数量而定，通常为4、6、8或更多个。曲轴通过主轴承固定在发动机的上部，能够支撑曲柄连杆的转动。
⒉连杆
连杆是一个承载活塞力量并转换为曲轴旋转力矩的传动部件。连杆的两端分别连接活塞和曲轴，中间采用滚动轴承连接。连杆的强度和刚度对于发动机的性能和可靠性至关重要。
⒊活塞
活塞是一个可以在气缸内上下运动的部件。活塞通过活塞环与
气缸壁配合密封，与曲轴通过连杆相连。活塞在气缸内上下运动时，通过连杆将运动转换为曲轴的旋转运动。
二、曲柄连杆机构工作原理
发动机曲柄连杆机构的工作原理是将活塞的线性运动转换为曲
轴的旋转运动。整个过程可以分为四个冲程：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
⒈进气冲程
在进气冲程中，活塞向下运动，活塞顶部的气门打开。燃料混
合气体通过进气门进入气缸，填充气缸内。
⒉压缩冲程
在压缩冲程中，活塞向上运动，气门关闭。气缸内的混合气体
被压缩，体积减小，压力升高。
⒊燃烧冲程
在燃烧冲程中，活塞接近顶点时，高压点火系统点燃燃料混合
内燃机机构和系统组成及其原理
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。
（1）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
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。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。
（2）配气机构
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。
配气机构
配气机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。
（3）燃料供给系统
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
燃料供给系统
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。
（4）润滑系统
润滑系统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，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。
（5）冷却系统
冷却系统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。
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包括： 气缸盖罩 气缸盖 气缸垫 气缸体 密封垫 油底壳
一 气缸体
是内燃机的主体，是装配其他零部件和附件的支承架，wk.baidu.com整个是一铸件
受力情况复杂 要求：强度、结构紧凑、刚性 材料：优质灰铸铁（常用）， 也有铝合金 结构方面：内有 冷却水套：用以充水的空间， 气缸体和气缸盖的水套是互 相连通的。 润滑油道 其他孔道
1. 上小下大的阶梯形或锥形 2. 活塞裙部制成椭圆形
因裙部受热变成椭圆形(销座轴线方向变大)，所以预先将裙 活塞与气缸壁间的间隙 部制成椭圆形(销座轴线方向为短轴)，则工作时近似为圆形 过小：在工作中可能出现活塞在气缸中滞住或刮伤气缸壁 3. 裙部切槽（汽油机） 的现象（拉缸） 横槽：隔热槽，开在销座两边，兼作油环的泄油通道。 过大：冷车起动时活塞会敲击气缸，还会漏气和窜机油 纵向直槽：一道或两道，使裙部有一定弹性，冷态时间隙 尽可能小，热态时活塞又不在气缸中滞住，又称补偿槽 安装时应使纵槽朝向作功行程时不受侧向力的一边 槽的交点或终点处开圆孔，避免应力集中 柴油机一般不开槽：强度和刚度要求高
曲轴箱：气缸体下面用来安装曲轴的空间部位。 分为上、下部分：
上曲轴箱：与气缸体铸成整体（又称机体） 下曲轴箱：又分为
干式：箱内不储存机油，机油经回油管流回机油箱 湿式：箱内储存有机油
机体的结构型式
水冷 风冷：气缸体与曲轴箱分开制造
机体的结构型式 （水冷）
主要特点 应用 龙门式 曲轴箱剖分平面大大低于 柴油机，有的 （拱桥式） 曲轴中心线，刚度大 汽油机 隧道式 （整体式） 一般式 （平分式） 主轴承孔不分开，结构的 小型单、双缸 刚度高 发动机
三 活塞销
作用：连接活塞和连杆小头，……传力给连杆 空心圆柱体结构，以使质量轻 材料：低碳钢（20钢或合金钢）； 浮式安装法：发动机工作时，销在联杆小头及 活塞销座中能自由转动→磨损均匀 冷态时，销在座孔中为过盈配合；装配时先将 铝活塞加热后装入
断面形状(图3-21)
油环的作用
气环的泵油作用
结果：润滑油被泵入燃烧室 危害：积碳，火花塞沾油不能燃烧或喷油器孔堵塞
因此：要装有油环，当活塞往复运动时，将气 缸壁多余的润滑油刮下，经油环上的排油孔和 活塞上的回油孔流回曲轴箱。
普通油环（图3-24） 钢片组合油环（图3-25）
目前较多内燃机采用二道气环和一道油环的三环结构
★ 内燃机冷却方式：
风冷：用空气来冷却。在缸体缸盖表面铸有许多散 热片以增加散热面积，保障散热充分。 水冷：用水来冷却。在气缸周围和气缸盖中设有充 水的空腔，用管道互通，称为水套/道。
第二节 活塞连杆组
活塞 活塞环 活塞销 连杆
将活塞的往复直线运动 转变为 旋转运动
一 活塞
功用：承受燃气的压力，并经过连杆将力传给曲轴 工作条件：高温、高压、高速，润滑差，腐蚀 要求
要有足够的强度和刚度 要有足够的耐热性 轻的质量，以减少往复惯性力 表面耐磨 铸铁：耐磨、强度高，热膨胀系数小，成本低。缺点：质量 大，导热性差 铝合金：质量轻而导热性好，中小型高速内燃机中应用广泛。 缺点是热膨胀大。
材料
活塞的结构
顶部
汽油机：平顶 柴油机：特殊形状的燃烧室(各种凹坑，详见第八章) 上面为气环槽 最下面1～2道为油环槽，槽底面钻有许多小孔(作用：油环 从气缸壁刮下多余的润滑油从小孔流回曲轴箱) 有的还有隔热槽(图3-12)、环槽护圈(图3-13)。
4. 在活塞中镶铸膨胀系数小的钢片，牵制裙部的热膨 胀
二 活塞环
是开口环，有弹性，自由状态时其直径大于缸 径，装入气缸后产生弹力压紧在缸壁上。分：
上端是气环 下端1～2道是油环 气环：1）密封；2）传热（散热） 油环：刮油、布油（刮去气缸壁上多余的润滑油， 并使缸壁上的油膜分布均匀，辅助密封）
曲轴箱剖分面与主轴承剖分面 基本重合，质量轻、刚度差
轻型车用汽油 机
气缸与气缸套
燃烧室由 ？ 、 ？ 、 ？ 构成。 两种气缸内壁
直接在机体上的镗孔作为内壁：负荷较小、缸径不 大的汽油机。
气缸内壁最大的问题是：磨损，→大修
机体材料成本低，气缸套用耐磨材料
机体内装气缸套：柴油机和强度较高的汽油机
气缸套。可分为：
干式：不与冷却水直接 接触， 优点、缺点，多用于汽 油机 湿式：与冷却水接触 优点、缺点，多用于柴 油机， 材料：高磷铸铁
热处理：为了提高耐磨 性，主要方法
二 气缸盖
功用：封闭气缸上部，
与 ？、？构成燃烧室。 其上可能装有：进排气门、 气门摇臂、喷油器或火花塞
功用：
材料：优质灰铸铁或合金铸铁
结构：开口的圆环
端隙(开口间隙)：装入后开口处留有的间隙， 防止活塞环受热膨胀时卡死在气缸中
安装时各环的开口处要互相错开(180或120度)
侧隙(边隙)：高度方向上的间隙 封气原理
气环外圆表面与气缸壁紧紧贴合：本身 的弹力、膨胀行程时形成的活塞环背压， 少量气体在环的切口处通过。 各环错开，形成“迷宫式”的封气结构
结构上：
冷却水套、气门座孔、螺栓孔 柴油机：涡流室或预燃室 汽油机：燃烧室
材料：优质灰铸铁，也有铝合金 结构型式：单体缸盖、块状缸盖、整体缸盖(比较优缺点) 螺栓的拧紧：由中央向四周均匀交替地逐次进行
气缸盖与气缸体的分界
三 气缸垫
作用：
装于缸体和缸盖之间，用以保证气缸体和气缸盖间 的密封，使发动机不漏气、不漏水、不漏油
结构：
金属-石棉缸垫 塑性金属衬垫
四 油底壳
作用
储存润滑油，并密封曲轴箱 一般用薄钢板压冲压制成 也有用铸铁或铝合金铸成的 放油塞 稳油板 有的外面设有散热片
加工
结构
五 发动机的支承
弹性地支承在车架上
三点支承 四点支承：对容易发生较大变形的工程机械底盘不 宜采用。
头部：壁加厚，切有活塞环槽
裙部：最低一道环以下的部分。作用：为活塞导向并将活塞的
侧向力传给气缸壁。其长度依侧向力大小而定。
销座：用以安装活塞销
活塞裙部的变形
热变形：销座附近金属较厚，热膨胀大 力变形：气体压力，侧向力 使裙部直径沿活塞销轴线方向增大，成椭圆形
铝活塞结构措施（防热变形）