2.2曲柄连杆机构之二曲轴
曲柄连杆机构课件
§单元2 活塞连杆组的结构与检修
1. 掌握活塞连杆组的作用、组成和工作原理。 2. 正确描述活塞连杆组各零件的结构和工作原理。 3. 掌握活塞连杆组的拆装与维护方法。 4. 掌握活塞连杆组主要机件的检测方法。 5. 能够进行相关故障的诊断与排除。
2. 气缸盖的安装及注意事项
(1)安装气缸盖按照与拆卸时相反的顺序进行。 (2)在安装气缸盖之前,要将曲轴转动到第一缸的 上止点位置。 (3)安装气缸垫时,有标号(配件号)的一面必须 可见。 (4)更换气缸盖紧固螺栓,不能重复使用已经按照 拧紧力矩拧紧过的螺栓。
(5)按照顺序、按照规定的力矩拧紧气缸盖螺栓。
(4)气缸盖的结构 气缸盖上装有进、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。
气缸盖组合体
(5)汽油机燃烧室 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。
汽油机燃烧室 a) 半球形 b) 楔形 c) 浴盆形 d) 多球形 e) 篷形
3. 气缸垫
二、汽缸盖的拆装
1. 气缸盖的拆卸
(1)拆下正时带后护罩 (2)拆下凸轮轴正时齿轮后护罩
第一步
第二步
(3)拆下气门室罩盖压条螺帽 (4)取下机油加注口盖
第三步
第四步
(5)取下气门室罩盖压条
(6) 取下气门室罩盖
第五步
第六步
(7)取出机油反射罩
(8)取出气门室罩盖密封垫
第七步
第八步
(9)拆卸气缸盖螺栓
(4)气缸的修理 1)气缸的修理方法 修理尺寸法 镶套修复法 气缸的修理定义:按修理尺寸法或镶套修复法,通 过镗削或磨削加工,使气缸达到原来的技术要求。
第2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
2014年7月12日
本课件用于汽车专业教学
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
回目录
气缸体、曲轴箱
§2.2 机体组
气缸盖
气缸盖、气缸垫
油底壳
气缸垫
油道和水道
气缸体 曲轴箱
油底壳
气缸
机 体 组 图 示
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体, 称为气缸体——曲轴箱。
一 、 气 缸 体 和 曲 轴 箱
缸体是发动机中最大的单独式部件,它基本上是 一个金属体,为了达到润滑和冷却的目的,该部 件被制造成既有汽缸又有油道和水道网。另外, 缸体的侧面装有机油滤清器、水泵以及其它辅助 部件。
1.往复惯性力: 0 max 0
惯性力 离心力
上止点
活
前半行程 后半行程
(惯性力向上)( 惯性力向下)
塞
下止点
当活塞从下止点向上止点运动时,正好相反。
2.离心力: 其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲
轴转速有关。离心力总是沿着半径背离圆心方向。 上止点
惯性力FJ
离 心 力 FC
下止点
(顺时针旋转)
力、摩擦力等。
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气 缸 体
曲 轴 箱
气 缸 盖
气 缸 套
气 缸 垫
油 底 壳
活 塞
活 塞 环
活 塞 销
第2章曲柄连杆机构
第2章 曲柄连杆机构
1. 气体作用力
在每个工作循环的四个行程中,气体压力始终存在。但由 于进气、排气两行程中气体压力较小,对机件影响不大,故这 里主要介绍作功和压缩两个行程中的气体作用力。 在作功行程中,气体压力是推动活塞向下运动的力。这时, 燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部,如图2-2(a)所示。 设活塞所受总压力为 Fp,传到活塞销上,可分解为Fp1与Fp2。Fp1 通过活塞销传给连杆,并沿连杆方向作用在曲柄销上后,又分 解为 R 和S两个力。R沿曲柄方向使曲轴主轴颈与主轴承间产生 压紧力,S 与曲柄垂直, 并对曲轴形成转矩 T,推动曲轴旋转; Fp2把活塞压向气压壁,形成活塞与缸壁间的侧压力,有使机体 翻倒的趋势, 故机体下部两侧应固定在车架上。
第2章 曲柄连杆机构 (1) 楔形燃烧室(见图2-9(a))的结构较简单、紧凑,在 压缩终了时能形成挤压涡流,因而燃烧速度较快,经济性和
动力性较好。
(2) 盆形燃烧室(见图2-9(b))的结构简单、紧凑。 (3) 半球形燃烧室(见图2-9(c))的结构比楔形和盆形燃 烧室的结构更紧凑,但因进、排气门分别置于气缸盖两侧, 故使配气机构较复杂。由于该燃烧室散热面积小,有利于促 进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体,故对排气净化 有利。
第2章 曲柄连杆机构 目前发动机上采用的气缸盖衬垫有多层薄金属衬垫、金 属—复合材料气缸盖衬垫和金属—石棉气缸盖衬垫3种。气缸盖 衬垫的水孔和燃烧室周围另用金属镶边,以防被高温燃气烧坏。 前两种的气缸盖衬垫多在轿车上使用。金属—石棉气缸盖衬垫
的石棉中间夹金属丝或金属屑,外覆铜皮或钢皮,这种衬垫的
压紧厚度为1.2~2 mm。安装气缸盖衬垫时,应根据标记或文 字进行安装, 否则易被冲坏。如金属—石棉气缸盖衬垫在安装
《汽车构造》第二章曲柄连杆机构
3)按排列形式分
直列式(<6缸),V型>8缸),水平对置式 优缺点: 优缺点: 直列式:结构简单、长度、 高度较大(垂直、倾斜、 水平)。 V型:刚度大、缩短发动 机的长度、高度、质量。 水平对置式:高度最小、 使轿车和大客车总布置更 方便。
(c)水平对置式 水平对置式
(a)直列式 直列式
(b)V型 型
2.活塞的变形与防治措施 2.活塞的变形与防治措施
活 塞 受 力 情 况
采用的措施: 采用的措施:
(1)冷态下,将活塞裙部加工成断面为长轴垂直于活塞销的 椭圆。
采用的措施: 采用的措施:
(2)上小下大的阶梯形、近似圆锥形、阶梯型或 桶形(任何情况下都能得到良好润滑,但加工困难)。
采用的措施: 采用的措施:
扭曲环
锥面环
梯形环
桶面环
气环的泵油作用
活塞 汽 汽 活塞
缸
缸
2.油环 2.油环 种类 普通油环
上刮片
组合油环
示 意 图
刮片
油环的刮油作用
2.2.3 活塞销
作用: 作用:连接活塞和连杆小头,并把活塞承受 的气体压力传递给连杆。 材料与工艺: 材料与工艺:优质低碳钢,表面淬火、精磨。
1.活塞销的形状 1.活塞销的形状
1.连杆的结构 1.连杆的结构
连杆主要由连杆 小头、连杆杆身、连 杆螺栓、连杆大头、 连杆轴瓦和连杆盖等 组成
2.1 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。 机体组由汽缸体、曲轴箱、 汽缸盖、汽缸垫和油底壳等固定机 件组成。
图2-1 机体组的组成部件 1—汽缸盖; 2—汽缸体; 3—汽缸垫; 4—汽缸体—曲轴箱; 5—油底壳
2曲柄连杆机构与配气机构的故障诊断与维修
图3 缸盖变形的直尺和塞尺检测法 1—平尺;2—厚薄规;3—气缸盖
4、气缸磨损的检修
(1)气缸磨损的特征及原因
(三)故障诊断 人工经验诊断法:
气缸压力过低
检查空气滤清器是否过脏? 是 清洗或更换空气滤清器
否
发动机运转,打开加机油口,是 否冒烟?
否
是 气缸、活塞、活塞环磨 损过大
在发动机水温为70~80℃抖油 是 门,水箱中是否冒气泡或检查
缸垫损坏或缸盖变形不密封
机油是否发白?
否 检查气门间隙或配气正时是否不当?
图4.1 一汽奥迪100轿车发动机的曲柄连杆机构和配气机构
2.1 曲柄连杆机构和配气机构的维护
1、气缸压力检测 2、缸盖螺栓的紧固 按规定次序和扭紧力矩校紧气缸盖螺栓
图1 帕萨特缸盖螺栓拧紧顺序
图2 帕萨特拧下气缸盖螺栓
塑性区螺栓
表 1 发动机重要螺栓扭矩值
3、气门间隙调整
2.2 曲柄连杆机构和配气机构主要零件的检修
750KPa,各缸压力允许偏差最大300KPa
广本雅阁:最小930KPa,最大变动量 别克君威任:何20一0缸KP的a最小压力不应低于最大压力气缸的70% ,
任何气缸压力读数不应低于690 千帕
东风EQ1091,EQ6100-不1:小于833KPa
测量方法:电瓶电压要足够(why?)
(1)断火 (2)断油 (3)拆除所有火花塞 (4)装好气缸压力表 (5)节气门全开 (6)启动起动机 (7)读数
曲柄连杆机构
1)主轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分,通过主轴颈支承在曲 轴箱的主轴承座中。主轴颈的数目不仅与发动机气 缸数目有关,还取决于曲轴的支承方式。曲轴的支 承方式一般有两种,一种是全支承曲轴,另一种是 非全支承曲轴。
2)曲柄销 曲柄销也叫连杆轴颈,是曲轴与连杆的连接部分。
3)曲柄臂 曲柄臂是主轴颈与曲柄销的连接部分。一般为了平 衡惯性力,曲柄臂处一般铸有平衡重块,从而使曲 轴旋转平稳。
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
(3)活塞销的连接方式 活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接方式 有两种,分别全浮式和半浮式。
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。
(2)活塞头部 活塞顶部至活塞第一道气环之间的部分,用来承 受气体压力和传递热量。
(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:
《汽车概述》课程标准
《汽车概述》课程标准课程编码:课程类型:学时:64适用专业:汽车检测与维修技术1. 概述:欣赏名车,认识车标,汽车竞赛,识别汽车代码,汽车主要结构参数及性能指标,认识汽车的总体结构,认识单缸四冲程汽油发动机,了解汽车新技术,汽车使用,车辆日常检查,认识道路交通标志和标线,选车、购车、保险、事故处理。
1.1课程性质:《汽车概论》课程是汽车检测与维修技术专业课程体系中的课程。
1.2课程设计理念:《汽车文化》课程内容主要涉及汽车的发展、汽车技术、汽车外形和色彩、著名公司和汽车品牌、汽车时尚、汽车与社会、汽车与未来几个方面,力求全面准确地反映汽车文化的基本内容,揭示汽车与现代社会发展的关系。
1.3课程开发思路:(1)按照四个阶段、三个步骤、四个核心环节和三个转换开发课程。
课程开发程序如下:将典型工作任务转换为相应课程单元。
(2)校企共同开发双证课程:国家汽车维修工职业资格证书考证标准、订单企业员工技术等级考证标准融入课程标准与课程整体设计,职业资格证书考证标准、订单企业员工技术等级考证内容融入教学内容,考证方式与过程融入课程成绩评定方式与过程。
订单企业岗位工作过程融入教学过程。
2.课程目标打破“学科本位型”的课程模式,以“实用”、“够用”为原则,建立“能力本位型”的课程模式。
本课程以实践活动为主线,以学习者为中心,以顺利过渡到专业核心课程为前提,突出现场教学的作用,让学生与汽车各组成部件亲密接触,具备深刻印象。
创造出能发挥学生主动性的学习环境和学习资源条件,实现个性化教学。
使学生有机会在一定程度上根据需要选择学习进度、学习资源和学习方法,并评价自己的学习成果。
培养学生自主学习、协作学习和解决综合问题的能力,为学生在职业生涯中顺利进入汽车运用行业奠定良好发展基础。
2.1知识目标(1)了解世界汽车发展概况及汽车工业发展史;(2)掌握汽车结构原理与使用方法;(3)掌握汽车外形和色彩要求与选择;(4)熟悉著名汽车公司、名人及品牌、车标含义;(5)理解汽车对社会生活的影响;2.2素质目标(1)养成主动探索知识获取方法以提高学习效率的习惯;(2)养成团队合作、质量、环保、效率意识;(3)具有吃苦耐劳的精神和严谨细致的作风;(4)具备探索新知识,主动学习的态度。
曲柄连杆机构名词解释_概述及解释说明
曲柄连杆机构名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述曲柄连杆机构是一种常见的机械传动结构,它由曲柄和连杆组成,通过运动副的连接使得曲柄产生往复旋转运动,并将这种运动转化为连杆的直线往复运动。
该机构在许多领域中得到广泛应用,如汽车发动机、农业机械和工业设备等。
本文将对曲柄连杆机构进行全面的名词解释和详细的说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍曲柄连杆机构的相关内容:第2部分:曲柄连杆机构的定义和原理。
我们将介绍曲柄连杆机构的基本概念以及其组成部分,并详细解释其工作原理和运动特点,以便读者能够更好地理解该机构。
第3部分:曲柄连杆机构的分类与应用领域。
在此部分中,我们将对不同类型的曲柄连杆机构进行分类介绍,并通过案例分析展示其在汽车发动机等领域中的具体应用。
第4部分:曲柄连杆机构设计与优化方法研究进展。
我们将介绍曲柄连杆机构的设计流程和基本原则,并列举当前常用的设计软件和工具。
此外,我们还将探讨曲柄连杆机构优化方法的研究现状和未来发展趋势。
第5部分:结论。
在这一部分,我们将对全文进行小结,并指出本研究存在的不足之处以及进一步研究的方向。
同时,我们还将展望曲柄连杆机构在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在对曲柄连杆机构进行深入解析,帮助读者全面了解其定义、原理、分类和应用领域,并介绍相关的设计与优化方法。
通过掌握这些知识,读者能够更好地理解曲柄连杆机构在实际应用中的意义和作用,并为相关领域中的工程设计和科学研究提供参考依据。
2. 曲柄连杆机构的定义和原理:曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置,由曲柄、连杆和活塞组成。
它通过转动曲柄轴使连杆运动,从而实现能量的转换和传递。
2.1 曲柄连杆机构的概念和基本组成部分:曲柄连杆机构主要由三个基本部分组成:曲柄、连杆和活塞。
- 曲柄:曲柄一般为一个旋转轴,又称为枢轴或者主轴。
它被固定在机器的机壳上,并具有一个离心浇铸或锻造得到的非对称几何形状。
- 连杆:连杆是连接曲柄与活塞的元件,其长度可以控制活塞的运动幅度。
第2章曲柄连杆机构
2.3机体组
2.3.1汽缸体
1.汽缸体的结构形式 水冷发动机的汽缸体和曲轴箱通常铸成一体,可称为汽缸体
一曲轴箱,也可简称为汽缸体。汽缸体上半部有一个或若十个为 活塞在其中运动导向的圆柱形空腔,称为汽缸;下半部为支承曲轴 的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。作为发动机各个机构和系 统的装配基体,汽缸体本身应具有足够的刚度和强度。其具体结 构形式分为三种,如图2-4所示。
汽缸套有干式和湿式两种,如图2-10所示。
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2.3机体组
2.3.2汽缸盖与汽缸衬垫
1.汽缸盖 汽缸盖的主要功用是密封汽缸上部,并与活塞顶部和汽缸一
起形成燃烧室。同时,汽缸盖也为其他零部件提供安装位置。汽 缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气的作用。在承受热负 荷时,由于形状复杂,冷却不均匀,各部分温差大,特别是在进、 排气门口之间以及进、排气门口与汽油机的火花塞之间(或进、排 气门)与柴油机的喷油器之间的所谓“鼻梁区”,热应力很高,是 容易出现裂纹损坏的部位;而汽缸盖在机械负荷和热负荷作用下产 生的变形会导致进、排气门密封被破坏和汽缸盖密封(气封、水封、 油封)被破坏,影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性。因此, 要求汽缸盖应具有足够的强度和刚度。
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2.5曲轴飞轮组
按照曲轴的主轴颈数,可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支 承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间,都设置一个主轴颈的曲轴, 称为全支承曲轴;否则称为非全支承曲轴。
因此,直列发动机的全支承曲轴,其主轴颈的总数(包括曲轴 前端和后端的主轴颈)比汽缸数多一个;V形发动机的全支承曲轴, 其主轴颈的总数比汽缸数的一半多一个。全支承曲轴的优点是可 以提高曲轴的刚度和恋曲强度,并目可减轻主轴承的载荷。其缺 点是曲轴的加工表面增多,主轴承增多,使机体加长。这两种形 式的曲轴均可用于汽油机,但柴油机多采用全支承曲轴,这是因 为其载荷较大的缘故。
汽车构造课件第二章曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是汽车发动机的核心部分之一,它由曲轴、连杆、活塞、活塞 销组成,掌控着发动机的能量,是发动机运转的关键。
曲柄连杆机构的概述
定义和作用
曲柄连杆机构是将热能转化为机械能的重要部 件,通过连杆和曲轴的配合,将活塞的往复运 动转化为连续的旋转。
组成部分
曲柄连杆机构包括曲轴、连杆、活塞、活塞销 等零部件。这些零部件的配合精度直接决定了 发动机的性能。
曲柄连杆机构的构造
曲轴
它是曲柄连杆机构的核心部件,完成了能量转化的 关键步骤。曲轴的质量和配合精度直接影响着发动 机的性能。
连杆
它连接了活塞和曲轴,通过连杆小头和大头分别与 活塞销和曲轴配合,将活塞的往复运动转化为了曲 轴的旋转。
活塞
它是曲柄连杆机构的动力源,负责将内燃机燃烧产
曲柄连杆机构的运动分析
1
活塞运动规律
活塞在缸体内做往复直线运动,并在上下止点处停留。
2
连杆运动规律
连杆的小头与活塞销配合,大头与曲轴销配合,实现了从往复运动到旋转运动的 转换。
3
曲轴运动规律
曲轴将连续的活塞运动,曲柄连杆机构的应用
在汽车发动机中的应用
曲柄连杆机构的保养
对发动机进行长期保养,采取科学的驾驶方式,注 意及时更换机油和油滤器,定期送车厂进行维修。
思考题
1 如何改变曲柄连杆机构的运动规律?
可以通过更改连杆长度或者改进曲轴形态,来调整曲柄连杆机构的运动规律。
2 如何设计适合不同工况的曲柄连杆机构?
需要深入了解每种工况下的负载特点,并根据负载特点进行优化设计,以提高曲柄连杆 机构的工作效率和寿命。
曲柄连杆机构是汽车内燃机的核心部分之一,掌控着车辆的动力输出,是汽车发动机的重要 组成部分。
2019精品汽车构造第02章曲柄连杆机构文档
哈尔滨工业大学(威海)
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一 、 气 缸 体
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气缸工作表面必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。
为了满足以上要求,一般可以从气缸的材料、加工精度和结构等方面来 采取措施。 为了保证气缸表面能在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖随时加以 冷却。
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油冷活塞
右图a,是利用经过连杆杆身输送到小头的 机油喷到活塞顶部底面进行冷却(称为“振 荡冷却”);
右图b,是在活塞顶部材料内用失蜡铸造法 铸出蛇形管,利用安装在机体上的喷油嘴对 蛇形管的一端喷入机油的方法,来带走活塞 顶的大部分热量。温度升高的机油,从蛇形 管的另一端流出。
干缸套(图2-9 b~c)不直接与冷却 水接触,壁厚一般为1~3mm。
湿缸套(图2-9 d~h)则与冷却水直 接接触,壁厚一般为5~9mm。
湿缸套的优点是在气缸体上没有密闭 的水套,铸造方便,容易拆卸更换, 冷却效果也较好;其缺点是气缸体的 刚度差,易于漏气、漏水。湿缸套广 泛应用于汽车柴油机上。
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活塞环
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哈尔滨工业大学(威海)
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气环
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气环所起的密封和导热两大作用,密封是主要的。
活塞环有一个切口,且在自由状态下不是圆环形,其外形尺寸比气 缸的内径大些。
为数很少的几道切口相互错开的气环所构成的“迷宫式”封气装置。
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哈尔滨工业大学(威海)
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托板式裙部
这种结构不仅质量轻,而且裙 部具有较大的弹性,可使裙部与气 缸装配间隙减小很多,也不会卡死。
4第二章 曲柄连杆机构-2 共30页
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内燃机 祝令新
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3、技术要求
足够的强度、刚度、韧性好 加工精度高包括:圆柱度、锥度、同轴度、平 行度、质量均匀性等 较轻的质量 较好的耐磨性
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内燃机 祝令新
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4、材料
曲轴广泛采用优质中碳钢或中合金碳钢 经模锻、调制处理、精加工。
第二章
将燃料燃 烧时产生的热 能转变为活塞 往复运动的机 械能,再转变 为曲轴旋转运 动而对外输出 动力。
活塞连杆组 曲轴飞轮组 14.07.2019
曲柄连杆机构
内燃机 祝令新
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2.1、活塞连杆组
活塞 活塞环 活塞销 连杆 连杆衬套 连杆轴瓦
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内燃机 祝令新
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连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启 的抢气现象。 • V型发动机左右两气缸尽量交替作功
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(2) 常用曲拐布置
①直列四冲程四缸发动机 • 曲拐对称布置于同一平面内。 • 相邻作功气缸的曲拐夹角为
7200/4=1800。 • 发动机工作顺序有
• 1—3—4—2 • 1—2—4—3
有的采用球墨铸铁,成本低、耐磨性好。
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内燃机 祝令新
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5、结构
曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、 平衡重、后端轴等,一个连杆轴颈和它两端的曲 柄及主轴颈构成一个曲拐。
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内燃机 祝令新
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a整体式曲轴
b全套式曲轴
14.07.2019 c半套合式曲轴
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第二章 曲柄连杆机构
汽车构造
烟台大学
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气缸排列方式
汽车构造
(1)单列式 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,
(2)V型 气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角<180°。特点是缩短了机体长度 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。 一般用于6 缸以上的发动机。
烟台大学
汽车构造
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸体和气缸盖进行适 当地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。
水冷发动机的气缸体和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖 的冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,从而起到冷却作 用。
风冷发动机的气缸和气缸盖周围外表面铸有许多散热片,以增加散热面积, 保证散热良好。
于曲轴的旋转中心。它的优点 是强度和刚度较好,能承受较 大的机械负荷,缺点是工艺性 较差、结构笨重、加工较困难。 采用这种气缸体的发动机较多, 如捷达轿车、富康轿车、桑塔 纳轿车的发动机都采用这种形 式的气缸体。
一般式
龙门式
隧道式
(3)隧道式气缸体 气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用
滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体 后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强 度好,缺点是加工精度要求高、工艺性较 差、曲轴拆装不方便。它主要用在一些负 荷较大的柴油机上。
烟台大学
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第一节 概述
汽车构造
组成:机体组, 活塞连杆组, 曲柄飞轮组 工作条件: 高温,高压,高速,化学腐蚀 汽油机:3-6.5MPa,2200-2800K, 4000-6000rpm 柴油机:6-9MPa,2000-2500k, 2500-3000rpm 燃油:柴油,汽油; 润滑油:机油 活塞每秒钟行径100-200行程 作用力:气体作用力,惯性力,摩擦力 力->平衡->设计制造->构造,形状,尺寸
第二章曲柄连杆机构机械原理
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 气环的泵油作用演示
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞环泵油作用的危害及措施
危害: ➢ 增加了润滑油的消耗; ➢ 火花塞沾油不跳火; ➢ 燃烧室积碳增多,燃烧性能变坏; ➢ 环槽内形成积碳,挤压活塞环而失去密封性; ➢ 加剧了气缸的磨损。
1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
§2.2曲柄连杆机构的受力及运动分析
一、运动分析 活塞组、连杆小头:上下往复运动; 连杆大头、杆身、连杆盖:主要做左右摆动,同时伴有上下
往复运动; 曲轴、飞轮:主要做旋转运动。 以上各零部件均是做变速运动、周期性的。
发动机 构造与
(2) 活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低, 壁上厚下薄;
(3) 裙部周向近似椭圆形变化,长轴沿销座孔轴线方 向。因销座处金属量多而膨胀量大,以及侧压力作用 的结果。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 防止变形的措施
(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。
其型式有 全裙式:裙部为一薄壁圆筒。 拖板式:将非承压面的裙部全部去掉。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞裙部变形
发动机 构造与
原理
活塞的第变二形章及采取曲的柄相连应杆措机施构
变形原因:热膨胀、侧压力和气体压力。
变形规律:
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲轴磨损 曲轴是发动机的 核心部件之一, 若曲轴磨损严重, 会影响发动机的 动力输出和运转
平稳性
飞轮损坏 飞轮是储存和释放动力的关键部件,若飞轮损坏,会
影响发动机的动力输出和运转平稳性
连杆弯曲或断裂 连杆是连接活塞和 曲轴的重要部件, 若连杆弯曲或断裂, 会导致活塞无法正 常运动,严重时会
导致发动机损坏
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.2 维护与保养
为了延长曲柄连杆机构的使用寿命和提高发动机的性能 ,以下是一些建议的维护与保养措施
定期更换机油:机油是发动机的润滑剂,定期更换 机油有助于减少机件的摩擦和磨损 检查机体组:定期检查机体组各部位是否松动、变 形或损坏,如有异常应及时修复 检查活塞环:定期检查活塞环是否磨损严重、老化 或断裂,如有问题应及时更换 检查气缸:定期对气缸进行测量和检查,如发现气 缸磨损超限应更换气缸套或进行修理
3
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构由于长时间处于高温、高压和高摩擦 的工作环境中,容易出现磨损和变形等问题
因此,日常维护和保养非常重要
这些问题的出现会影响发动机的正常运转,严重时 会导致发动机损坏或失效
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.1 常见故障
活塞环磨损:活塞环是活塞连杆组中重要的部件之一,它的主要作用是密封燃烧室内 的气体。若活塞环磨损严重,会导致燃烧室内气体泄漏,影响发动机的动力输出和燃 油经济性
曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成
曲柄连杆机构的组成
1.1 机体组
曲柄连杆机构
2.1曲柄连杆机构的基本构造
3. 发动机的安装位置与支承
2.1曲柄连杆机构的基本构造
2. 1. 2 活塞连杆组 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连 杆、连杆轴承等组成。
2. 1. 3 曲轴飞轮组 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、扭转减振器、 曲轴主轴承、平衡轴、曲轴带轮以及正 时链轮(或正时齿轮)等组成。
模块二 曲柄连杆机构
学习目标 1. 了解曲柄连杆机构的功用与构造。 2. 了解曲柄连杆机构的磨损过程、故障与维修方法。 3. 熟悉掌握曲柄连杆机构主要零部件的检测方法。 4. 掌握曲柄连杆机构的装配工艺。 学习重点 1. 活塞连杆组的结构特点。 2. 活塞环的结构与工作原理。 3. 曲轴结构特点。 4. 曲轴飞轮组的平衡轴、双飞轮、扭转减振器的工作原理。 5. 曲轴连杆机构的维修尺寸分级。 学习难点 1. 曲轴曲拐的布置形式。 2. 维修尺寸分级。 3. 曲柄连杆机构的装配技术。
模块二曲柄连杆机构
2.1曲柄连杆机构的基本构造 2.1.1缸体组 2.1.2活塞连杆组 2.1.3曲轴飞轮组 2.2曲柄连杆机构的磨损与常见故障 2.2.1汽缸的磨损原因 2.2.2汽缸体部分常见故障的诊断与处置 2.3曲柄连杆机构的检修 2.3.1汽缸体和汽缸盖的检修 2.3.2汽缸的检修 2.3.3活塞连杆组的检修 2.3.4曲轴飞轮组的检修 2.4曲柄连杆组检修实训项目 2.5模块小结
2曲柄连杆机构
平衡块
曲 轴
前端和后端 带轮
飞 轮
正时齿轮
橡胶式 硅
组 扭转减震器 油式 摩擦
片式
飞轮: 掌握飞轮的作用
干缸套
外壁不直接与冷却水接 触。壁厚1~3mm。
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。
三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩
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。
540~720
压
功
进
排
2
四缸四行程发动机的曲拐布置
②直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置
发火顺序:1-5-3-6-2-4
曲轴转角 (度)
0
60
~ 120
180 180
180 240 ~ 300
360 360
360 420 ~ 480
540 540
540 600 ~ 660
720 720
一缸 功 排 进 压
橡胶式
摩擦片式
硅油式
橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图
惯性盘
橡胶垫
皮带盘
曲轴前端 皮带轮毂
当曲轴发生扭转振动 时,力图保持等速转 动的惯性盘便与橡胶 层发生了内摩擦,从 而消耗了扭转振动的 能量,消减了扭振。
减振器圆盘
五、飞轮
(一)功用:
将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来,用以 在其他行程中克服阻力,带动曲柄连杆机构越过上、 下止点, 保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀,并使发动机有可 能克服短时间的超载荷,同时将发动机的动力传给离合器。
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3)曲柄的排列 (1)我国和大部分国家采用自由端排起 (2)曲柄的排列由气缸的发火间隔角和发 火顺序决定。原则是: 柴油机的动力输出要均匀,即发火间隔 角要相等,二冲程机为360/i,四冲程 机为720/i
避免相邻两缸连续发火(首、尾两端轮 流发火) 使柴油机有良好的平衡性 注意发火顺序对轴系扭转振动的影响 脉冲增压柴油机各缸排气管要分组连接 以防排气互相干扰
(5)v型柴油机曲柄排列 采用插入式发火 插入式发火就是两列的发火顺序及发火间隔 角彼此完全相同,而总的发火顺序则为这两 列的发火顺序根据气缸间的夹角关系进行穿 插形成
例:一列气缸编 号,7-12是第二列气缸编号,两列 气缸夹角为45。。发火顺序为1-7-39-5-11-6-12-4-10-2-8,求第一缸与第 九缸的发火间隔角。
(3)附加应力很大 扭振、横向振动、纵向振 动引起 (4)轴颈磨损 曲柄销磨损比主轴颈快 3)要求 最长最重,造价最高 (1)疲劳强度高,工作安全可靠 (2)刚性足够 (3)轴颈承压面积足够,保证较低的轴承比压 (4)轴颈耐磨性能良好,并允许多次车削修复 (5)曲柄的布置兼顾动力均匀、主轴承负荷低、 平衡性好、扭转振动小、有利于增压系统布量
2)构造 (1) 主要由若干个单位曲柄、自由端和 飞轮端以及平衡块组成 (2)筒形活塞式柴油机曲轴上钻有润滑油 道、开油孔。油孔的位置应合理,并倒 角、抛光 (3)曲柄臂和轴颈连接处应力集中严重, 是曲轴受力最大的地方。采用车入式圆 角可增大过渡圆角半径,不降低轴颈有 效工作长度,但削弱曲柄臂的强度
四、曲柄连杆机构的管理
1)轴承换新后要经2h磨合运行 (有些现代轴承 材料除外);三层合金轴承表面不能用布重擦 以免损坏很薄的镀层 2)要定期进行曲轴箱检查:间隙大小(无法检 查滑块工作面状态 ) 、螺栓固紧情况、油 流情况 3)运行中注意曲轴箱温度和运转声音(温度升 高和声响异常往往是事故前兆) 4)认真监视滑油压力和温度,定期化验滑油
(3)二冲程柴油机曲柄排列 六缸机,发火顺序1-6-2-4 -3-5
(4)四冲程柴油机曲柄排列 六缸机,发火顺序1-5-3-6 -2-4或1-4-2-6-3-5
曲柄相位图法分析各缸状态
1.依给定条件画出曲柄相位图 2.依给定条件找出发火上止点 3.依活塞下行(换气、膨胀)、活塞上行 (排气、压缩)及发火顺序确定各缸状 态 例:某四冲程机发火顺序为1-5-3-6-2 -4,当第一缸处于发火上止点时,分析 其余各缸状态
4)材料 常用材料有优质碳钢、合金钢和球墨铸铁 (1)一般柴油机用优质碳钢 (2)中、高速强载柴油机用合金钢 (3)强化程度不太高的中高速柴油机用球 墨铸铁
2结构 1)类型 (1)整体式 中高速机广泛应用,并逐渐 扩大到大型低速机领域 (2)组合式 普遍用于大型低速机,组合 方式有套合式(红套、冷套)和焊接式 (减轻曲轴重量) (3)分段式 两端法兰连接,用于气缸数 较多的曲轴
三、 曲轴
1作用、工作条件、要求 1)作用: (1)把活塞的往复运动通过连杆 变成回转运动;(2)汇集各缸功;(3)带 动附属设备 2)工作条件 (1)受力复杂(各缸交变的气体力、往复惯 性力、离心力以及弯矩和扭矩) (2)应力集中严重 :每个曲柄分成主轴颈、 曲柄销和曲柄臂三部分;现代大型低速柴油 机曲轴上还直接锻出推力环;中小型柴油机 曲轴钻孔;曲柄臂与曲柄销过渡圆角处为最 薄弱部位(最为危险)
4)典型曲轴介绍
(1)S-MC-C型柴油机曲轴 曲柄臂和主轴颈及曲柄销之间的连接处是用 车入式圆角过渡,圆角处经过冷滚压加工, 以提高它的疲劳强度 推力轴和曲轴造为一体,并将推力抽承和主 动轮组合在一起的形式,可缩短柴油机长度, 布置紧凑 (2)wartsila46型柴油机的曲轴 该曲轴为整体锻造式