汽车构第二章曲柄连杆机构

（4）汽缸盖与汽缸盖衬垫
• 气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧 室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负 荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套， 缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环 水来冷却燃烧室等高温部分。缸盖上还装有进、排气门座 ，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排 气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而 柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式 发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮 轴。
2）活塞头部 活塞顶部至活塞活塞环槽以上的部分，用来承 受气体压力和传递热量。
在活塞槽部用来安装气环和油环，起到密封和传热的作用， 汽油机一般有三个环槽，其中为两个气环槽和一个油环槽 ，在油环槽底部还加工有回油孔或横向切槽，油环从气缸 壁上刮下来的多余机油，经回油孔或横向切槽流回油底壳 。而柴油机由于压缩比比较高，安装了四个环槽，其中有 三个为气环槽，一个为油环槽。 活塞环槽的磨损是影响活塞使用寿命的重要因素。在强 化程度较高的发动机中，第一道环槽温度较高，磨损严重 。为了增强环槽的耐磨性，通常在第一环槽或第一、
• （1）气体作用力
前言
• （2）往复惯性力 • 活塞在上半行程时 ，惯性力都向上，下半行 程时，惯性力都向下。在 上下止点活塞运动方向改 变，速度为零，加速度最 大，惯性力也最大；在行 程中部附近，活塞运动速 度最大，加速度为零，惯 性力也等于零。
• （3）离心惯性力
• 旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方 向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与 周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机 体外。
1）干式气缸套 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。
2）湿式气缸套 湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其 外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有 一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为5～9mm。 它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要 精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工 ，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式气 缸套好，而且容易产生漏水现象。应该采取一些 防漏措施。
气缸体应具有足够的强度和刚度。根据气缸体与油底壳 安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式： （1）一般式 （2）龙门式 （3）隧道式
• 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和 气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷， 另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工 有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水 在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷 却作用。
二环槽处镶嵌耐热护圈。
3）活塞裙部 活塞裙部是指从油环槽以下的活塞部分。活塞裙部的形 状应该保证活塞在气缸内得到良好的导向的作用，其次， 活塞裙部使气缸与活塞之间在任何工况下都应保持均匀的 、适宜的间隙。间隙过大，活塞敲缸；间隙过小，活塞可 能被气缸卡住。此外，裙部应有足够的实际承压面积，以 承受侧向力。 发动机工作时，活塞在气体力和侧向力的作用下发生机 械变形，而活塞受热膨胀时还发生热变形。这两种变形的 结果都是使活塞裙部在活塞销孔轴线方向及活塞顶部的尺 寸增大。因此，为了使活塞在正常工作温度时保持较均匀 的间隙，避免出现在气缸内卡死或加大磨损的现象，所以:
侧隙中的高压气体使环的下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面 ，高压气体也不可能通过第二密封面泄漏。进入径向间隙中的高压气 体只能环的外圆面与气缸壁更加贴紧。最后漏入曲轴箱内的气体就很 少了，一般仅为进气量的0.2％～1.0％。 气环的种类： 气环的按断面的形状可分为矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环、和 桶面环等
• 气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发 动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃 烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别 较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油 机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。
(1) 半球形燃烧室 • 半球形燃烧室结构紧凑， 火花塞布置在燃烧室中央，火 焰行程短，故燃烧速率高，散 热少，热效率高。这种燃烧室 结构上也允许气门双行排列， 进气口直径较大，故充气效率 较高，虽然使配气机构变得较 复杂，但有利于排气净化，在 轿车发动机上被广泛地应用。
1） 2） 3） 4） 5）
预先冷状态下把活塞裙部加工成特定的形状 预先给活塞裙部开槽 在活塞裙部铸入热膨胀系数低的恒范钢片。 实现活塞冷却 采用活塞销孔偏移结构。
活塞环：
活塞环是具有弹性开口的环，活塞环可分气环和油环两种。 （1）气环 气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的 可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避 免活塞过热。 气环的密封原理： 当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力作用下环的外圆面与气缸壁贴紧形成 第一密封面，气缸内的高压气体不可能通过第一密封面泄漏。高压气体可能 通过活塞顶岸与气缸壁之间的间隙进入活塞环的侧隙和径向间隙中。进入
• 3．活塞构造 活塞可视为 由顶部、头部 、裙部等3部分 构成。
（1）活塞顶部 汽油机活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关 。其顶部可分为平顶、凸顶和凹顶三种。大多数汽油机采 用平顶活塞，其优点是受热面积小，加工简单。采用凸顶 活塞，起导向作用，有利于改善换气作用。采用凹顶活塞 ，可以通过改变活塞顶上凹坑的尺寸来调节发动机的压缩 比。
柴油机活塞顶部形状取决于混合气形成方式和燃烧 室形状。在分隔式燃烧室柴油机的活塞顶部设有 形状不同的浅凹坑，以便在主燃烧室内形成二次 涡流，增进混合气形成与燃烧。柴油机还有另一 类燃烧室，称为直喷式燃烧室。其全部容积都集 中在气缸内，且在活塞顶部设有深浅不一、形状 各异的燃烧室凹坑。在直喷式燃烧室的柴油机中 ， 喷油器 将燃油直接喷入燃烧室凹坑内，使其与 运动气流相混合，形成可燃混合气并燃烧。
• 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。按照气缸的排列方式不同，气缸体 主要分成单列式，V型和对置式三种。
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。 （2）V型 气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角γ＜180°，称为V型发 动机，V型发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加 了气缸体的刚度，减轻了发动机的重量，但加大了发动机的宽度，且 形状较复杂，加工困难，一般用于8缸以上的发动机，但也有的6缸发 动机也有采用这种形式的气缸体。 （3）对置式 气缸排成两列，左右两列气缸在同一水平面上，即左右两列气缸 中心线的夹角 γ＝180°，称为对置式。它的特点是高度小，总体布 置方便，有利于风冷。这种气缸应用较少。
2）油环 油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上 涂布一层均匀的油膜。既可以防止 机油窜入汽缸燃烧，又可以减少活 塞、活塞环与气缸壁的摩擦阻力，同时还可以起到封气的辅助作用。 油环种类： 油环分普通油环和组合油环（钢片组合油环、螺旋撑簧油环）两种。 普通油环：这种油环应用最广泛，在环的外表面中间有环形槽，槽中 钻有长方形或圆形小孔，刮下的机油经小孔流回油底壳，以便减少环 与气缸壁的接触面积，提高接触压力。
组合油环： 1）钢片组合油环，这种油环由衬环、刮片环组成 。它具有对缸壁接触压力高而均匀、刮油能力强 、密封良好、使用寿命长等优点;但其加工费时， 成本高 2）螺旋撑簧油环，这种油环是在普通油环内径环 面内安装一个螺旋弹簧，以增加对缸壁的接触压 力，当油环磨损后弹簧能够自动补偿，使油环仍 能保持良好的刮油性能。这种油环制造和安装较 方便。
（3）曲轴箱
• 气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上 曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴 箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳图 。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取 决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油 挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。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。
• (2) 楔形燃烧室 • 楔形燃烧室结构简单、紧凑 ，散热面积小，热损失也小，能 保证混合气在压缩行程中形成良 好的涡流运动，有利于提高混合 气的混合质量，进气阻力小，提 高了充气效率。气门排成一列， 使配气机构简单，但火花塞置于 楔形燃烧室高处，火焰传播距离 长些，切诺基轿车发动机采用这 种形式的燃烧室。
汽车构造
第二章曲柄连杆机构
汽车工程学院 王磊
本节课主要内容
一、曲柄连杆机构概述
重点
二、机体组的组成及功用
一、曲柄连杆机构概述 1、曲柄连杆机构的功用：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，向工作机械输出机 械能，不断输出动力。
Байду номын сангаас 2、曲柄连杆机构的组成
3、曲柄连杆机构受力分析
（2）
气缸套
• 气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式 气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种 气缸对材料要求高，成本高。如果将气缸制造成 单独的圆筒形零件(即气缸套)，然后再装到气缸 体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成， 气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低 了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出 ，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的 使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两 种
• 安装气缸垫时，首先要检查气缸垫的质量和完好 程度，并且要将光滑的一面朝向气缸体。所有气 缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严格 按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸 盖螺栓时，必须由中央对称地向四周扩展的顺序 分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。