内燃机曲柄连杆

第一节 固定件
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）