汽车曲柄连杆机构讲解
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汽车发动机构造与维修
第3章 汽车曲柄连杆机构
作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动 转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去 本章主要内容： 1、 曲柄连杆机构的组成 2、 机体组 3、 活塞连杆组 4、 曲轴飞轮组
1
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
§3.2 机体组
功能：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
组成：机体组由气缸体、 曲轴箱、油底壳、气缸 套、气缸盖、气缸垫组 15 成
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 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 用灰铸铁铸成，气缸体上 部的圆柱形空腔称为气缸， 下半部为支承曲轴的曲轴 箱，其内腔为曲轴运动的 空间。在气缸体内部铸有 许多加强筋，冷却水套和 润滑油道等。 16
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
2、活塞连杆组：油环 活塞、活塞环、 活塞销和连杆 活塞 等
连杆
连杆轴瓦
4
气环 活塞销 连杆螺栓 连杆盖
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮 减振器
皮带轮
正时齿轮
扭转减振器
飞轮
起动爪
曲轴
5
飞轮螺栓 主轴瓦
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
结论： 在工作循环的任何行程中，气体
作用力的大小都是随着活塞的位移而 变化的。沿气缸方向上个处的磨损是 不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向 的磨损也是不均匀的。
10
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
2）、往复惯性力Pj：
指活塞组件和连杆小头在气缸
车、桑塔纳轿车
隧道式
结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工 艺性差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴 度易保证，主轴承用滚动轴承
6135等负荷较大 的柴油机上 。
21
汽车发动机构造与维修
(a)作功行程：侧压力 NP向左，活塞的左侧 面压向气缸壁，左侧 磨损严重
8
NP
SP
Pp
RP TP
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
(b)压缩行程：侧压 力NP向右，活塞的 右侧面压向气缸壁， 左侧磨损严重
SP
NP
P
TP
RP
9
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
难。
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高
度较大。
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汽车发动机构造与维修Fra Baidu bibliotek第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
高度小，总 体布置方便。
19
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度。
气缸体 上曲轴 的主轴 承孔为 整体式。
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
5、受力分析
曲柄连杆机构受的
F
力主要有气体压力P，
往 复 惯 性 力 Pj ， 旋
转 离 心 力 Pc 和 摩 擦
力F。
P Pj
PC
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
1）、气体压力：气体压力P 的集中力PP分解为侧压力NP 和SP， SP分解为RP和TP，RP 使曲轴主轴颈处受压，TP为 周向产生转矩的力。
§3.1 曲柄连杆机构的组成
4 、工作条件：
发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温 高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活 塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混 合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到 化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄 连杆机构的工作条件相当恶劣。
工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀
b）活塞向上运动时，前半程是减速运动， 惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力 向上
c）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；
d）在行程中部：活塞运动速度最大，加速 度为零，惯性力也等于零
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
3）、离心惯性力PC： 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
Pc
外。
13
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
4）、摩擦力F：
指相互运动件之
F
间的摩擦力，它
是造成配合表面
磨损的根源。
因为较小，故分析时忽略
14
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 气缸体的分类 1、根据气缸的排列方式 （1）直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用 于八缸以上发动机。 （3）对置式：是V型的特殊形式。
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
缩短了机体的 长度和高度， 增加了刚度， 减轻了发动机 的重量；形状 复杂，加工困
一、组 成： ❖ 机体组 ❖ 活塞连杆组 ❖ 曲轴飞轮组
2
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
气缸盖
气缸
气缸垫 油道和水道
气缸体
油底壳
曲轴箱
1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底 3 壳、气缸套、气缸盖和气缸垫
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
油底壳安 装平面低 于曲轴的
20 旋转中心。
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
名称
性能
应用
一般式 （平分式）
机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于 加工拆卸。刚度和强度差。
492Q汽油机，90 系列柴油机。（中 小型）
龙门式
强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、捷达轿车、富康轿
加工困难。（大中型发动机）
中作往复直线运动所产生的惯
Pj
性力。
其大小：与机件的质量及加速
度成正比；
其方向：总是与加速度的方向
相反。
11 往复惯性力使发动机产生上下震动
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加 速运动，惯性力向上；后半程是减速运动， 惯性力向下
第3章 汽车曲柄连杆机构
作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动 转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去 本章主要内容： 1、 曲柄连杆机构的组成 2、 机体组 3、 活塞连杆组 4、 曲轴飞轮组
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汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
§3.2 机体组
功能：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
组成：机体组由气缸体、 曲轴箱、油底壳、气缸 套、气缸盖、气缸垫组 15 成
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 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 用灰铸铁铸成，气缸体上 部的圆柱形空腔称为气缸， 下半部为支承曲轴的曲轴 箱，其内腔为曲轴运动的 空间。在气缸体内部铸有 许多加强筋，冷却水套和 润滑油道等。 16
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
2、活塞连杆组：油环 活塞、活塞环、 活塞销和连杆 活塞 等
连杆
连杆轴瓦
4
气环 活塞销 连杆螺栓 连杆盖
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮 减振器
皮带轮
正时齿轮
扭转减振器
飞轮
起动爪
曲轴
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飞轮螺栓 主轴瓦
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
结论： 在工作循环的任何行程中，气体
作用力的大小都是随着活塞的位移而 变化的。沿气缸方向上个处的磨损是 不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向 的磨损也是不均匀的。
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
2）、往复惯性力Pj：
指活塞组件和连杆小头在气缸
车、桑塔纳轿车
隧道式
结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工 艺性差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴 度易保证，主轴承用滚动轴承
6135等负荷较大 的柴油机上 。
21
汽车发动机构造与维修
(a)作功行程：侧压力 NP向左，活塞的左侧 面压向气缸壁，左侧 磨损严重
8
NP
SP
Pp
RP TP
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
(b)压缩行程：侧压 力NP向右，活塞的 右侧面压向气缸壁， 左侧磨损严重
SP
NP
P
TP
RP
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
难。
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高
度较大。
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汽车发动机构造与维修Fra Baidu bibliotek第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
高度小，总 体布置方便。
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第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度。
气缸体 上曲轴 的主轴 承孔为 整体式。
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
5、受力分析
曲柄连杆机构受的
F
力主要有气体压力P，
往 复 惯 性 力 Pj ， 旋
转 离 心 力 Pc 和 摩 擦
力F。
P Pj
PC
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
1）、气体压力：气体压力P 的集中力PP分解为侧压力NP 和SP， SP分解为RP和TP，RP 使曲轴主轴颈处受压，TP为 周向产生转矩的力。
§3.1 曲柄连杆机构的组成
4 、工作条件：
发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温 高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活 塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混 合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到 化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄 连杆机构的工作条件相当恶劣。
工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀
b）活塞向上运动时，前半程是减速运动， 惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力 向上
c）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；
d）在行程中部：活塞运动速度最大，加速 度为零，惯性力也等于零
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
3）、离心惯性力PC： 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
Pc
外。
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第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
4）、摩擦力F：
指相互运动件之
F
间的摩擦力，它
是造成配合表面
磨损的根源。
因为较小，故分析时忽略
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组 气缸体的分类 1、根据气缸的排列方式 （1）直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用 于八缸以上发动机。 （3）对置式：是V型的特殊形式。
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汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
缩短了机体的 长度和高度， 增加了刚度， 减轻了发动机 的重量；形状 复杂，加工困
一、组 成： ❖ 机体组 ❖ 活塞连杆组 ❖ 曲轴飞轮组
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汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
气缸盖
气缸
气缸垫 油道和水道
气缸体
油底壳
曲轴箱
1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底 3 壳、气缸套、气缸盖和气缸垫
汽车发动机构造与维修 第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
油底壳安 装平面低 于曲轴的
20 旋转中心。
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.2 机体组
名称
性能
应用
一般式 （平分式）
机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于 加工拆卸。刚度和强度差。
492Q汽油机，90 系列柴油机。（中 小型）
龙门式
强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、捷达轿车、富康轿
加工困难。（大中型发动机）
中作往复直线运动所产生的惯
Pj
性力。
其大小：与机件的质量及加速
度成正比；
其方向：总是与加速度的方向
相反。
11 往复惯性力使发动机产生上下震动
汽车发动机构造与维修
第3章 曲柄连杆机构
§3.1 曲柄连杆机构的组成
规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加 速运动，惯性力向上；后半程是减速运动， 惯性力向下