第三章机体组及曲柄连杆机构

并 杆列
连
主副连杆
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叉片式连杆
3.4 曲轴飞轮组
曲轴
功用
•驱动内燃机各辅助系统工作 •对外输出动力 •控制各缸工作顺序
材料
•球墨铸铁铸造 •中碳钢/合金钢锻造 •表面精加工和热处理
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曲轴后端
曲轴构造
(功率输出端)
单元曲拐
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曲轴前端 （自由端）
减摩性能和热强度高。 材料：铝合金；添加共晶硅。
共晶硅铝合金 制造工艺：金属型铸造、锻造和液态模锻
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结构：
活塞
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I 顶部形状：
平顶
汽油机上
凸顶
二冲程汽油机
凹顶
柴油机
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活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 活塞头部作用： 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸; 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内; 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁
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扭曲环断面扭转原理(自学）
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梯形环工作示意图
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油环（自学）
类型:槽孔式；
钢制
槽孔撑簧式；
刮片
钢带组合式
普通油环
外圆柱面——环形
组合油环
槽，中间加工有孔，
作回油用。
制造成本高，
应用广泛
用于高速发动机
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3.2 活塞组
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活塞---发动机中工作条最严酷的零件
燃
作用：① 活塞顶部 + 缸盖 + 缸壁
烧
② 承受气体压力。
室
工作条件：
高温 高压 高速 化学腐蚀
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要求： 1 足够强度和刚度，合理的形状和壁厚。合理
的活塞裙部形状。质量尽可能小。 2 受热面小，散热好。 3 材料：热膨胀系数小，导热性好，比重小，
注：a) 槽底 部形状：圆孔
b) 柴油 机一般不采用 开槽方法
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活塞环
构造： 具有切口的弹性
环，自由状态 时，环外径大 于缸径
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活塞环分类及作用：
气环 油环
密封 传热 布油 刮油
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气环（一般 2 道）
环槽护圈：
耐热、耐磨
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活塞裙部： 头部以下部位
裙部表面的保护 1）镀锡或镀锌 油膜破坏时，起润Байду номын сангаас作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油
润滑。
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活 塞 受 力 情 况
单元曲拐：
一个曲柄销 两个曲柄臂 两个主轴径
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曲轴类型
按曲轴主轴颈数分
非全支承 全支承
3.3 连杆组
连杆小头
1 作用：
连
连杆构造
连杆体
杆 螺
（杆身 ）
栓
功2用要求：
传力；改变运动方向。
连杆大头
大头盖 第三章机体组及曲柄连杆机构
连杆组
工作条件 承受拉、压、弯曲等交变负荷作用
要求 强度、刚度、韧性好
材料
连杆体和连杆盖：
优质中碳钢或中碳合金钢
连杆螺栓： 优质合金钢 第三章机体组及曲柄连杆机构
杆身断面形状
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连杆大头的剖分面形式与定位方法
斜切口（30 — 60°） 第三章机体组及曲柄连杆机构
平切口
a.平切口定位方法
方式：用连杆螺栓上精加工的圆柱部分与螺栓孔中精加 工的圆孔部分来定位
b.斜切口定位方法
止口
套筒 第三章机体组及曲柄连杆机构
锯齿形
V型内燃机连杆
三种形式
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气环开口形状
直角口 (直切口)
斜口 (斜切口)
搭切口 (阶梯形)
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带防转销钉 槽
(封闭切口)
气环开口间隙大小：影响密封
过大，密封不良，漏气； 过小，热膨胀后会卡死。 • 开口间隙大小有严格规定。 • --------与缸径大小有关； • 一般 = 0.2~0.8 mm。
迷宫式 密封
安装时，各环切口位置均匀错开，并 避开小孔和侧压力最大方向。
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气环泵油作用:
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气环断面类型
矩形环 平面环
锥形环 扭曲环 梯形环
桶面环
面接触 线接触 点接触 面接触 圆弧线接触
形状简单 上行布油
装入气缸后能扭 曲变形；
抗结胶
加工容易 下行刮油 有锥形环优点 性好
材料：多采用合金铸铁制造 第一道 气环工作条件最恶劣，要求耐热
耐磨，高强度和冲击韧性。 第一道环镀铬或喷钼处理， 其余镀锡
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气环
密封机理
•在自身弹力作 用下，环外圆 面紧贴气缸壁， 形成第一密封 面
•在燃气作用下， 环下表面形成 第二密封面
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• 密封的效果与气环数目有关
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为防止敲缸、抱死，保证正常工作，裙部结 构常采用的措施
活塞裙部构造特点 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆
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活塞裙部构造
恒范钢片
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有些汽油机活塞在裙部开槽
开 使裙部具有一定弹性，减少冷态时配 槽 合间隙，热态时有一定退让性，不至 目 于发生拉缸或卡死 的
异向外导 角油环
鼻式油环
双鼻式油环
油环断面形状 第三章机体组及曲柄连杆机构
活塞销
材料
低碳钢或低碳合金钢
活塞与活塞销
连4接方工式作条件半浮式
全浮式
圆柱形 组合形
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两端截锥形
活塞与活塞销连接方式
全浮式
半浮式
活塞在 70~90ºC 水或第三油章机体中组及加曲柄连热杆机构，然后将销装入
轴向衬环 防窜油
径向衬环 有效刮油
钢带组合式油环
优：①接触比压高，刮油作用强（刮片薄） ②对气缸适应性好（刮片独立存在） ③质量轻，加工工艺好 ④回油通路长
缺：制造成本高（刮片外表面需镀铬） 装配麻烦。
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油环刮油原理 第三章机体组及曲柄连杆机构
异向外导 角油环
同向外导 角油环
加工困难
加工困
难
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凸圆弧加工困难 对气缸壁表面适应性 好； 密封性好； 磨合性好。 润滑良好；
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
向注
。意
应用 安 广泛 装
方
道不
环环宜反 。 作扭
第曲
一
装 注道 油 主 意环 机 要 安 的用 第于
一柴
开槽环 顶岸环 （见72）
泵油 无泵油 无泵油 无泵油 泵油