第二章 曲柄连杆机构
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第二章曲柄连杆机构
第二章曲柄连杆机构
第一节
概述
1.曲柄连杆机构是往复活
塞式发动机的重要工作
机构。其功用是将燃料燃
烧后作用在活塞顶上的
气体膨胀压力转变为推
动曲轴旋转的转矩,向工
作机械输出机械能。
2.曲柄连杆机构的零部件
主要有以下三部分组成:
机体组、活塞连杆组和曲
轴飞轮组。
第二节机体组
1.机体组主要由气缸体、气
缸盖、曲轴箱、油底壳和
气缸垫等组成,它的作用
是发动机各机构、各系统
的装载基体。
(一)气缸体
1.汽缸体上半部分有一个
或若干个为活塞在其中
运动导向的圆形空腔,称
为气缸;下半部为支撑曲
轴的曲轴箱。
2.水冷式发动机气缸体中,
布置有许多的水套,通过
冷却液在其中循环流动,
逮走由活塞,活塞环传给
气缸,再传给冷却液的大
量热量,从而保证发动机
连续工作的正常温度。3.气缸体材料要有足够的
强度和刚度,导热性、耐
磨性要好,质量要轻,同
时从气缸体的加工工艺
上也应采取措施满足发
动机的要求。
4.气缸体根据汽车发动机
不同的要求,结构形式也
不同,主要分为三种:①一般是气缸体:特点是高
度低,重量轻,便于机械
加工。
②龙门式气缸体:刚度和强
度较好,与油底壳的安装
配合简单,缺点是重量较
大工艺性较差。
③隧道式气缸体:结构刚度
最好,但比较笨重。
5.汽车发动机气缸套有干
式和湿式两种:
①干式气缸套:此种气缸套
与气缸孔配合紧密,不易
漏水、漏气,但此种缸套
的冷却效果较差。
②湿式气缸套:此种气缸套
铸造方便,易拆卸更换,
冷却效果较好;但是气缸
体刚度较差,容易漏水、
漏气。多用于汽车柴油机
上。
③轿车发动机大多采用刚
度高的不镶缸套或镶干
式缸套的形式。
④发动机气缸排列形式基
本上有单列式和双列式。
6.双列式发动机左右两列
气缸中心线的夹角γ<
180°,为V形。其优点
是大大缩短了发动机的
长度,降低了发动机的高
度,增加了气缸体的刚
度,结构十分紧凑,重量
轻,尺寸小,多用在大排
量高功率的高级轿车上。
缺点是形状复杂,加工较
为困难,发动机的宽度有
所增加。双列式发动机左
右两列气缸中心线的夹
角γ=180°时为对置
式。它的优点是高度更
低,轿车整体布置更为方
便,缺点是发动机的宽度
大大增加。
(一)气缸盖和汽缸衬垫
一、气缸盖
1.气缸盖简称缸盖,主要作用是封闭
气缸体上部,并与活塞顶
和气缸壁一起构成燃烧
室。
2.缸盖的结构取决于发动机的冷却
方式、燃烧室形状以及配
气机构的布置形式等因
素。
3.在气缸盖上布置的零部件主要由气门组、气门
传动组、进排气道、火花塞(汽油机)或者喷油器(柴油机)、各种传感器等。
4.根据气缸盖的工作条件,气缸盖一般采用铸铁
或铝合金制造,它的优点是强度高,不易变形,缺点是导热性差。
5.气缸盖的结构形式有三种:单体式、块状式和
整体式。前二者由于缸盖较短,所以缸盖的密封性、刚度较好,制造和维修方便,但发动机长度增加,多用于缸径较大、气缸数较多的发动机。整体式缸盖则可以缩短发动机长度,减少缸盖零件数目。风冷发动机为了便于铸造和加工,大多采用整体式气缸盖。
二、燃烧室
1. 发动机燃烧室由活塞顶、气
缸壁及气缸盖上相应的
凹部空间组成。
2.常见的燃烧室形状有以下几种:
①浴盆形燃烧室:优点是结构比较简单、紧凑;
能形成挤气涡流;工作柔和。缺点是只布置较小直径的气门,进排气阻力较大,充气效率低。
②楔形燃烧室:结构比较简单;能产生强烈的
挤气涡流;气流流动阻力小,充气效率浴盆形燃烧室高。缺点是散热面积达,热损失大。
③半球形燃烧室:优点是燃烧室结构紧凑,可
以通过增大气门直径来提高发动机的充气效率;火花塞多位于燃烧室中部,火焰行程短,燃烧速度快,不易产生爆燃;动力性、经济性较好。缺点是配气机构复杂。
④双球形燃烧室:它可布置较大直径的气门或
采用多气门形式,很容易获得压缩涡流。缺点是燃烧室形状复杂,散热面积较大,经济性差。
⑤多气门蓬形燃烧室:优点是燃烧室结构紧凑,
能通过采用布置形式提高发动机的充气效
率;火花塞布置在燃烧室中央,缩短了火焰传播距离,降低了爆燃倾向,可以采用较高压缩比。
三、气缸垫
1.气缸垫安装在气缸盖和
气缸体的结合面之间。它
主要功用是弥补加工误
差,保证缸体与气缸盖结
合面的密封性,防止燃
气、冷却液、润滑油互。
2.目前在汽车上使用的汽
缸垫主要有以下几种:
①金属-石棉衬垫
②纯金属气缸垫
③加强型无石棉气缸垫
四、油底壳
油底壳的主要功用是贮存润滑油
并封闭曲轴箱。
第三节
活塞连杆组主要由活塞、活
塞、活塞、连杆、卡环等
零部件组成。