曲柄连杆机构的构造与工作原理
汽车构造(曲柄连杆机构)
裙部表面的保护
1）镀锡
油膜破坏时，起润滑作用；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。
（4）活塞裙部形状
销座方向
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形 工作时向里变形
工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多， 所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形， 短轴在销座轴方向。
制造时 变形后
开槽活塞（汽油机）
二、活塞环
（一）气环
1.作用： （1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁； （3）辅助刮油、布油。
活塞环安装三隙
侧隙
背隙
端隙
气环的密封
气环的泵油作用
气环的泵油作用
气环断面形状：
（2）刮油油片环（轴普向通衬环环组径合向环衬）环
3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用 在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使 活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过 上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触 处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换 向。
（四）连杆
功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动
为曲轴的旋转运动。 组成：
二、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。 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。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
气缸盖的分解图
捷达轿车气缸盖总成
二、燃烧室
（三）气缸垫
1、功用：安装在气缸盖 和气缸体之间，保证 气缸盖与气缸体接触 面的密封，防止漏气、 漏水和漏油。
Pc
曲柄连杆机构的构造和工作原理
向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。
41
第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理
结构措施 （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。 （3）销座处凹陷0.5～1.0 mm。 （4）裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或“∏”形槽），其中横
燃烧室
楔形燃烧室 1)气门斜置，气流导流较好，充气效率高； 2)有挤气—冷激面，可形成挤气涡流； 3)燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO排放稍高。
26
第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理
盆形燃烧室 1）气门平行于气缸轴线； 2）有挤气—冷激面，可形成挤气涡流； 3）盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差，燃烧速度较低，CO和 HC排放较高而NO排放较低。
气缸垫
作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气。 构造： (1)金属—石棉垫 (2)金属骨架—石棉垫 (3)纯金属垫 安装注意：金属皮的金属—石棉垫，缸口金属卷边一面应 朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面 造成压痕变形。
29
第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理
• 汽缸垫
第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理
气环的断面形状
（1）矩形环 结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。
（2）锥形环 1）特点 与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油
作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。 2）安装注意：锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）；
（3）扭曲环
将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。
（3） 背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背
面与环槽底部的间隙。一般为0.5～1mm。
曲柄连杆机构的构造说课课件
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
曲柄连杆机构的定义：由曲轴、连杆和活塞等组成，用于将曲轴的旋转运动转化为活塞的往 复运动。
曲柄连杆机构的作用：实现发动机的工作循环，完成能量的转换和传递。
曲柄连杆机构的工作原理：在发动机工作过程中，曲轴通过连杆将旋转运动传递给活塞，使 活塞进行往复运动，完成吸气、压缩、做功和排气等过程。
优化等。
未来发展方向： 探讨曲柄连杆机 构优化设计未来 的发展方向和趋 势，如智能化、 数字化、轻量化
等。
PART FIVE
曲柄连杆机构制造 的材料选择：高强 度钢材、合金钢、 不锈钢等
材料处理：热处 理、表面处理、 机械加工等
材料质量检测： 确保材料质量符 合设计要求
材料库存管理：确 保材料存储环境干 燥、通风，避免材 料锈蚀或损坏
统
医疗器械：曲 柄连杆机构用 于手术台和医 疗设备的运动
控制
PART FOUR
优化目标：提高曲柄连杆机构的性能，降低能耗，增加使用寿命
优化原则：保证曲柄连杆机构的工作可靠性和安全性，同时考虑制造 成本和可维护性
优化目标：提高曲柄连杆机构的性 能和效率
优化方法：有限元分析、多体动力 学仿真、遗传算法等
在进行维护和保养时，应遵循制造商的指导手册，并使用正确的工具和零件。
曲柄连杆机构异响
曲轴轴向窜动
活塞敲缸响
连杆螺栓断裂
曲柄连杆机构故障 现象：气缸压力不 足，启动困难
故障原因：曲轴轴 颈磨损严重，连杆 轴瓦磨损超限
维修方案：更换曲 轴轴颈和连杆轴瓦 ，调整气门间隙
曲柄连杆机构(农机发动机构造与维修课件)
2、前端断裂 (小头端断裂) 曲轴前端断裂现象：靠近小头端方向的曲柄断开，如
图6所示。原因：皮带轮-减振器总成失效 (减振效果差, 减振橡胶破损或脱出。皮带轮平衡差)；小头端负荷增加, 如加长皮带轮或在原皮带轮上叠加皮带轮等；使用了假冒 皮带轮-减振器.
图6 曲轴前端断裂
3、烧化瓦引起的曲轴断裂 现象：轴颈烧化瓦严重，造成断轴；轴颈表面有明显拉痕 ；轴颈局部变黑，断口疲劳纹理不明显，如图2-48所示 。 原因：烧瓦、化瓦没有及时停车。
环有气环和油环两种。 气环的作用是：密封和导热；
油环的作用是：刮油和布油。 气环根据截面形状不同有多种，如图2-6 所示。
图2-6 活塞环的断面形状
a）矩形环 b）锥面环 c）正扭曲内切环 d）反扭曲内切环 e）梯形环 f）桶面环
矩形环也叫平环，多用于发动机第一道环， 其表面多采用多孔镀铬，增加硬度耐磨。
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
图2-1 活塞连杆及曲轴飞轮组的组成 1-气缸套 2-气缸体 3-活塞 4-活塞销 5-连杆 6-曲轴主轴颈 7-曲轴 8-连杆轴颈 9-曲柄 10-飞轮
第一节 机体组
机体零件包括：气缸体、气缸套、气缸垫、气缸盖和油 底壳等主要零件将这些零件用螺栓、螺母连结成一整体。
图2 活塞倾斜运行
3、活塞销孔周围损伤 现象：销孔周围出现抛击状（类似熔化 状）损伤痕迹，气缸壁相应被损伤，如 图3所示。
原因：该损伤是由于活塞销挡圈脱落或断 裂所引起，其原因可能是：安装了旧的受 损的挡圈；挡圈在槽中刚度不够或位置不 对；连杆弯曲；曲轴轴向间隙过大；连杆 轴颈或曲轴回转中心与气缸不垂直等。 图3 活塞销孔周围损伤
内燃机构造及原理.pdf
第四节 曲轴飞轮组
组成：由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和附件组 成。
一、 曲轴 1、 作用：承受连杆传来的力，并将此力转换成绕其自
身的轴线的力矩。 2、 结构： 1） 前端：正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动
机还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小 发动机）。 2） 后端：飞轮端（功率输出端）。 3） 曲轴轴颈、曲柄（臂）、曲柄销（连杆轴颈）、平 衡重等。
第二次密封：由下窜入背隙的气体压力形成， 加强了第一密封面的密封性。
5、气环的切口形状 四种：1）直切口 2）斜切口
3）搭切口 4）封闭切口 6、常见气环的断面形状 1）矩形断面（气环横剖面为矩形） 结构简单，加工容易，成本较低，报废率 少，贴合性、结合性、磨合性较差，耐磨性也 较差，密封效果不好，泵机油现象严重。（图 2-30） 2）微锥面环 环的磨合性和贴合性大大提高，此环多用在 第二、三道上，起强化密封的作用。
3、材料 常用：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金）
强化发动机：高级铸铁、耐热钢（主要为了 提高其强度）
新型：金属陶瓷（有组合式的（陶瓷用于活 塞顶部），也有整体式的）
总之，对于转速较高的发动机来说，活塞 材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速 机，现在多用灰铸铁。
4、加工制造方法 1）铸造 2）锻造 3）液态模锻 5、结构 1）顶部： 汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机
A、原因 （图2-20）
A）沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受 热膨胀后，此处的膨胀量就最大。
B）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的 作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯 曲变形。
C）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变 形也沿活塞销的轴线方向。
曲柄连杆机构的工作原理
曲柄连杆机构的工作原理曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置，它由曲轴、连杆和活塞组成，广泛应用于内燃机、柴油机、压缩机等领域。
其工作原理是利用曲轴的旋转运动将直线运动转化为旋转运动，从而驱动活塞做往复运动，完成能量的转换和传递。
曲柄连杆机构的工作原理主要包括曲轴的旋转运动和连杆的往复运动两个方面。
首先，曲轴的旋转运动是曲柄连杆机构的核心。
曲轴是一根能够绕轴线旋转的轴，它通过发动机的动力输出轴或者其他外部动力源的驱动，实现旋转运动。
当曲轴旋转时，它会带动连杆进行往复运动，从而驱动活塞做往复运动。
其次，连杆的往复运动是曲柄连杆机构的关键。
连杆是连接曲轴和活塞的零件，它能够在曲轴的带动下做往复运动。
当曲轴旋转时，连杆会随之做往复运动，将旋转运动转化为直线运动，从而带动活塞做往复运动。
这样，曲柄连杆机构就能够完成能量的转换和传递，实现各种机械装置的工作。
曲柄连杆机构的工作原理可以用一个简单的例子来说明，在内燃机中，曲轴受到发动机的动力输出轴的驱动，开始旋转运动。
连杆随之做往复运动，将旋转运动转化为直线运动，从而带动活塞做往复运动。
活塞在气缸内的往复运动就能够完成吸气、压缩、爆燃和排气等工作，从而驱动发动机的工作。
总的来说，曲柄连杆机构的工作原理是利用曲轴的旋转运动和连杆的往复运动，将旋转运动转化为直线运动，完成能量的转换和传递。
这种机构不仅在内燃机、柴油机、压缩机等领域得到广泛应用，而且在其他机械装置中也有着重要的作用。
通过对曲柄连杆机构的工作原理的深入理解，可以更好地掌握机械传动的原理和应用，为相关领域的研究和应用提供理论支持和技术指导。
汽车技术构造教程——曲柄连杆机构
曲柄连杆机构一、曲柄连杆机构的功用及组成曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。
其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。
曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成。
二、活塞组(一)活塞1．活塞的功用及工作条件活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。
此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
活塞是发动机中工作条件最严酷的零件。
作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。
活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。
活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。
2．活塞材料现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用铝合金活塞，只在极少数汽车发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。
3．活塞构造活塞可视为由顶部、头部和裙部等3部分构成。
1)活塞顶部。
汽油机活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。
大多数汽油机采用平顶活塞，其优点是受热面积小，加工简单。
采用凹顶活塞，可以通过改变活塞顶上凹坑的尺寸来调节发动机的压缩比。
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。
由活塞顶至油环槽下端面之间的部分称为活塞头部。
在活塞头部加工有用来安装气环和油环的气环槽和油环槽。
在油环槽底部还加工有回油孔或横向切槽，油环从气缸壁上刮下来的多余机油，经回油孔或横向切槽流回油底壳。
活塞头部应该足够厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑，过渡圆角R应足够大，以减小热流阻力，便于热量从活塞顶经活塞环传给气缸壁，使活塞顶部的温度不致过高。
《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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
曲柄连杆机构的组成
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。 机体组：气缸盖、气缸垫、气缸体、油底壳 活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆 曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
曲柄连杆机构 的工作原理
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完 成能量转换的主要运动零件。在作功行程 中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运 动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并 从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和 排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋 转运动转化成活塞的直线运动。
功用
曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量 转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。 工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往 复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力， 而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程 中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运 动。总的来说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。
力
机构的组成 工 作 条 件 ： 高 （3）摩擦力
（ 1）机体组:：温、高压、高速、
气缸盖、气缸 有化学腐蚀。
垫、气缸体、 受 力 分 析 ： 气
油底壳
体作用力、往复
（2）活塞连 惯性力、离心力、
杆组：活塞、 摩擦力、外界阻
活 塞 环 、 活 塞 力。
销、连杆
谢谢大家！
Thank you for your attention
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
工作条件和受力分析
工作条件：高温、高压、高速、有化学腐 蚀。
受力分析：气体作用力、往复惯性力、离 心力、摩擦力、外界阻力。
受力分析
气体作用力 往复惯性力与离心力 摩擦力
气体作用力
作功行程气体压力、压缩行程气体压力
气体力作用于活塞顶上，在活塞的四个行程中始 终存在，但只有作功行程中的气体力是发动机对 外作功的原动力。气体力通过连杆、曲柄销传到 主轴承。气体力同时也作用于气缸盖上，并通过 气缸盖螺栓传给机体。作用于活塞上和气缸盖上 的气体力大小相等、方向相反，在机体中相互抵 消而不传至机体外的支承上，但使机体受到拉伸。
曲柄连杆机构的构造与工作原理
掌握曲柄连杆机构的构造 理解曲柄连杆机构的工作原理
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传
递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作 循环，完成能量转换的主要运动部分。在 作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活 塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械 能，对外输出动力；在其它冲程中，则依 靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动 活塞上下运动，为下一次作功创造条件。
摩擦力
任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间 必定存在摩擦力，物体所受摩擦力的大小与正压 力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的方 向相反。
曲柄连杆机 （ 3）曲轴飞轮 （1）气体作
构的构造与工 组：曲轴、飞轮、用力
作原理
扭转减振器
（2）往复惯
1．功用
3．工作条件和 性力与离心
2．曲柄连杆 受力分析
往复惯性力与离心力
曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动 质量组成的当量系统。往复运动质量包括活塞组 零件质量和连杆小头集中质量，它沿气缸轴线作 往复变速直线运动，产生往复惯性力；旋转运动 质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量，它绕曲 轴轴线旋转，产生旋转惯性力，也称离心力。往 复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发 动机支承。