曲柄连杆机构

曲柄连杆机构（一）组织教学复习旧课1、发动机的工作原理2、发动机的主要性能指标讲述新课第二章曲柄连杆机构1、功用：曲柄连杆机构是发动机借以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。

2、工作条件：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。

3、组成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。

§2.1 机体组一、气缸体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，也可称为气缸体。

气缸体一般用灰铸铁和铝合金铸成。

气缸体应具有足够的强度和刚度。

㈠气缸体的结构形式通常分为三种形式：1、一般式气缸体 2、龙门式气缸体 3、隧道式气缸体㈡气缸体的冷却形式一种是水冷，另一种是风冷。

㈢气缸的排列方式可以分成直列式，V型和对置式三种。

㈣气缸套气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。

二、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。

三、气缸盖1、功用：密封气缸并构成燃烧室。

2、工作条件：很大的热负荷和机械负荷。

3、材料：一般采用灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸成。

4、构造：气缸盖分单体气缸盖、块状气缸盖和整体式气缸盖。

四、气缸垫气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。

作业1、曲柄连杆机构有何功用？其工作条件如何？2、气缸体有哪几种结构形式？各有什么特点?干式气缸套与湿式气缸套壁厚各为多少？曲柄连杆机构（二）组织教学复习旧课1、曲柄连杆机构的功用及其工作条件；2、气缸体的结构形式、特点，干式气缸套与湿式气缸套的壁厚。

讲述新课§2.2 活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。

一、活塞㈠功用：承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。

㈡工作条件：在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。

㈢对其要求：(1)要有足够的刚度和强度；(2)导热性能好，要耐高压、耐高温、耐磨损；(3) 质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力。

㈣材料：广泛采用高强度铝合金。

㈤构造：活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。

1、活塞顶部：活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分。

2、活塞头部：活塞环槽以上的部分。

活塞头部的主要作用有三：①承受气体压力，并传给连杆；②与活塞环一起实现气缸的密封；③将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。

3、活塞裙部：活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞底面的部分。

1）作用：为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。

2）活塞在工作时的变形3）活塞的预做形状：①裙部横截面：预先把活塞裙部做成椭圆形。

椭圆的长轴方向垂直于销座轴线。

②活塞纵剖面：上小下大的阶梯型、锥形。

二、活塞环活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环两种。

㈠功用：①气环起密封和导热的作用；②油环起布油和刮油的作用。

㈡工作条件：高温、高压、高速和润滑极其困难。

㈢材料：目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁。

㈣构造：①气环有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，外表面紧贴在气缸壁上，形成密封面。

在保证密封的前提下，应尽可能减少环数。

②油环油环有普通油环和组合油环两种。

1、活塞连杆组由哪些零件组成？2、活塞是在什么样的条件下工作？它可分为哪三部分？它被预做成什么形状？为什么？3、活塞环有哪几种？各有什么功用?活塞上安装的活塞环数目是不是越多越好？曲柄连杆机构（三）组织教学复习旧课1、活塞连杆组的组成、活塞的工作条件、组成及预做形状。

3、活塞环的种类、功用及构造。

讲述新课三、活塞销㈠功用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。

㈡工作条件：高温、很大的周期性冲击载荷、润滑条件较差。

㈢对其要求：具有足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，重量轻。

㈣材料：采用低碳钢或低碳合金钢制成，外表面经渗碳淬火处理以提高硬度。

㈤构造：a、圆柱形；b、两段截锥与一段圆柱组合；c、两段截锥形。

㈥安装形式：两种方式：“全浮式”安装和“半浮式”安装。

四、连杆㈠功用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使得活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。

㈡工作条件：承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。

㈢对其要求：强度高、刚度大、重量轻。

㈣材料：一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻，然后经机加工和热处理。

㈤构造：连杆分为三部分：即连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）。

连杆小头对于活塞销采用“全浮式”安装方式的，工作时小头孔与活塞销之间有相对运动，故在连杆小头孔中压入减摩的青铜衬套。

并在小头和衬套上铣有油槽或钻有油孔以收集润滑油以保证润滑。

连杆杆身连杆杆身通常做成“工”字形断面，抗弯强度好，重量轻，大圆弧过渡，且上小下大，采用压力润滑的，杆身中部加工有连通大、小头的油道。

连杆大头一般都采用分开式，分开式又分为平分和斜分两种。

平分——剖分面与连杆杆身轴线垂直，汽油机多采用这种连杆。

斜分——剖分面与连杆杆身轴线成30～60°夹角。

柴油机多采用这种连杆。

连杆盖与连杆的定位：平切口多采用连杆螺栓定位；斜切口连杆常用的定位方法有锯齿定位、圆销定位、套筒定位和止口定位。

连杆轴瓦：为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。

V形发动机两侧对应气缸的连杆是装在曲轴同一连杆轴颈上，布置形式有三种：①并列连杆式：两侧气缸的连杆一前一后装在曲轴同一连杆轴颈上；②主副连杆式③叉形连杆式曲柄连杆机构（四）组织教学复习旧课1、活塞销的功用、工作条件及与活塞之间采用的连接方式。

2、连杆的功用、工作条件、连杆盖与连杆之间采用的定位方式。

讲述新课§2.3 曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。

一、曲轴曲轴是发动机最重要的机件之一。

㈠功用：将连杆传来的力变为旋转的动力（扭矩），并向外输出。

㈡工作条件：承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由它们产生的弯曲和扭转载荷的作用。

㈢对其要求：足够的刚度和强度，耐磨损且润滑良好，并有很好的平衡性能。

㈣材料及加工：一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。

轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工。

㈤构造：由曲轴前端（自由端）、曲拐及曲轴后端（功率输出端）三部分组成。

曲拐：由一个曲柄销（连杆轴颈）和它两端曲柄以及主轴颈构成。

直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数；V型发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数的一半。

主轴颈：主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。

按主轴颈的数目，曲轴可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。

全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个。

非全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等。

曲柄销（连杆轴颈）：曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连。

直列发动机的曲柄销数目和气缸数相等。

V型发动机的曲柄销数等于气缸数的一半。

曲柄：主轴颈和连杆轴颈的连接部分。

为了平衡惯性力，有的曲柄处有平衡块。

主轴瓦：为了减小摩擦阻力和曲轴主轴颈的磨损，主轴承座孔内装有瓦片式滑动轴承，简称主轴瓦（大瓦）。

曲轴的润滑：为了润滑主轴承和连杆轴承，曲轴上钻有连接主轴颈和连杆轴颈的油道。

曲轴的轴向定位：限制曲轴工作时前后窜动量，保证曲柄连杆机构的正确位置。

曲轴前端：装有正时齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。

曲轴后端：用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。

曲柄连杆机构（五）组织教学复习旧课曲轴的构成及支承方式讲述新课§2.3 曲轴飞轮组一、曲轴㈥曲拐的布置：取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。

安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。

作功间隔应力求均匀。

各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，称为发火间隔角。

发火间隔角为720°/i。

1、四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置四缸四行程发动机的发火间隔角为720°/4＝180°发火顺序的排列只有两种可能，即为1-3-4-2或为1-2-4-3。

2、四行程直列六缸发动机的发火顺序和曲拐布置四行程直列六缸发动机发火间隔角为720°/6=120°一种发火顺序是1-5-3-6-2-4，另一种发火顺序是1-4-2-6-3-53、四行程V型八缸发动机的发火顺序四行程V型八缸发动机的发火间隔角为720°/8=90°，V型发动机左右两列中对应的一对连杆共用一个曲拐，所以V型八缸发动机只有四个曲拐。

二、飞轮功用：用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转；作为传动系中摩擦离合器的驱动件。

为了在保证有足够的转动惯量的前提下，尽可能减小飞轮的质量，应使飞轮的大部分质量都集中在轮缘上，因而轮缘通常做得宽而厚。

飞轮是高速旋转的零件，平衡性能要好，因此，飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。

通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。

飞轮外缘压有的齿圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。

飞轮轮缘上作有正时记号。

飞轮一般由灰铸铁、球墨铸铁或铸钢制造。

三、曲轴扭转减振器功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严重恶果。

1、何谓发动机的发火间隔角？四缸和六缸四行程发动机发火间隔角各为多少？2、列出四缸四行程及直列六缸四行程发动机的发火顺序。

3、曲轴扭转减振器起什么作用？。