2 曲柄连杆机构.概要

气缸结构形式也有3种，即无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式。
湿气缸套式机体，其气缸套外壁与冷却液直接接触。用合金铸铁制造的湿式
气缸套的壁厚一般为5～液泄漏。湿式气缸套上部的密封是利用气缸套装入 机体后，气缸套顶面高出机体顶面0.05～0.15mm。
机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的 冷却，以免机体损坏和变形。机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，
以减小整机的尺寸和质量。
2．机体材料：高强度灰铸铁或铝合金铸造。 3．机体构造
机体的布置型式
（1）单列式（直列式）发动机
结构：单列式（直列式）发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置，但为了降低发 动机高度，有时也布置成倾斜的或水平的。 特点：单列式（直列式）发动机的结构简单，加工容易，但高度和长度较大，一般6缸以 下的发动机多采用单列式。 （2）双列式发动机：
气缸套
原理：气缸工作表面由于经常与高温、高压燃气相接触，且有活塞在其中作高速 往复运动，所以必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。为了满足以上要求，近年来广 泛采用镶入缸体内的气缸套，形成工作表面。

干缸套
结构：干缸套（合金铸铁2~3mm，钢1~1.5mm，或铝合金）压入铸铁机体缸套 座孔，与铝合金机体铸在一起或压入，并不直接与冷却液接触。
在多缸发动机中，全部气缸共用一个气缸盖的，称为整体式气缸盖；若 每两缸一盖或三缸一盖，则该气缸盖为分块式气缸盖；若每缸一盖，则为单
体式气缸盖。风冷发动机均为单体式气缸盖。
结构特点： （1）油底壳内装有稳油挡 板，以防止汽车颠簸时油面 波动过大； （2）油底壳底部还装有磁 性放油螺塞； （3）在上下曲轴箱接合面 之间装有衬垫，防止润滑油 泄漏。
往复惯性力和离心力
活塞和连杆小头： 曲柄、曲柄销和连杆大头：
摩擦力
基本部件
1、机体组：气缸体、气缸盖和油底壳。 2、曲轴飞轮组：曲轴及主轴承、飞轮；曲轴由主轴径、连杆轴径、曲柄及 平衡重组成； 曲轴：把气体作用力转化为力矩。 飞轮： 将作功行程中输入曲轴的功、能的一部分贮存起来，用以在其它 行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角 速度和输出扭矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超负荷，此 外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系中摩擦离合器的驱动件。 3、活塞连杆组：连杆及连杆轴承、活塞销、活塞、活塞环。
第二章 曲柄连杆机构
内容提要
主要作用：完成热能向机械能的转换； 工作条件：零件在高温、高压、高速条件下工作，且伴随化学腐蚀； 主要零件：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 受力情况：复杂。有气体作用力、运动质量惯性力、摩擦力以及外界阻力 等。
第一节 曲柄连杆机构中的作用力及力矩
气体作用力
作功行程中，气体作用力推动活塞向下运动 ，产生曲轴旋转运动的力矩T 压缩行程中，气体作用力阻碍活塞向上运动 ，产生旋转运动的阻力矩T′
风冷发动机气缸体结构。由于金属对空气的换热系数仅是金属对水的换热 系数的1/33。因此必须在风冷气缸的外壁铸制散热片，以增加散热面积，
增强散热能力。
按曲轴箱结构形式的不同机体有平底式、龙门式和隧道式3种。
气缸盖
气缸盖的功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。 气缸盖与气缸体通过螺栓连接，应在安装时注意螺栓的拧紧力矩和顺序，按由中央对称地 向四周扩展的顺序，并经多次逐渐达到规定扭矩。 气缸盖的分类 （1）单体式气缸盖：指在多缸发动机的一列中，只覆盖一个气缸的气缸盖。单体气缸盖多用 于大缸径发动机和风冷发动机。 （2）分块式气缸盖：块状气缸盖是指在多缸发动机的一列中，能覆盖部分气缸（两个以上） 的气缸盖。 （3）整体式气缸盖：指在多缸发动机的一列中，能覆盖全部气缸的气缸盖。多用于小缸径发 动机。 气缸盖的材料：优质灰铸铁或合金铸铁铸造，轿车用的汽油机则多采用铝合金气缸盖 气缸垫的功用：密封气缸，防止漏气、漏水和漏油。
特点：机体刚度大、气缸中心距小、质量轻、加工工艺简单，但传热较差、温度 分布不均匀、容易发生局部变形。

湿缸套
结构：湿缸套外壁和冷却液直接接触，一般采用合金铸铁材料，壁厚5~8mm。 缸套需要径向和轴向定位，轴向定位可在缸套底上部、中部或下部，还需要密 封以防冷却液泄漏。 特点：湿缸套的优点是机体上没有封闭的水套，容易铸造，传热好，温度分布比 较均匀，维修方便；缺点是气缸体的刚度差，易于漏气、漏水。湿缸套广泛应 用于汽车柴油机上。
第二节 机体组
机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装 配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气 缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分
机体
1．机体的工作条件及要求
机体是气缸体与曲轴箱的连铸体。发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭 等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的 热负荷。

V形发动机
结构：双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角小于180°，称为V型发动机。 特点：V型发动机缩短了发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度，重量也有所减轻， 但加大了发动机的宽度，且形状复杂，加工困难，一半多用于缸数多的大功率发动机 上。

对置式发动机
结构：双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角等于180°，称为对置式发动机。 特点：对置式发动机高度比其他形式小得多，在某些情况下，使得汽车，特别是轿车和 大型客车的总布置更方便。
油底壳
油底壳的主要功用： 贮存机油并封闭曲轴箱。一般 采用薄钢板冲压而成，其形状 决定于发动机的总体布置和机 油的容量。
燃烧室
在汽油机气缸盖底
面通常铸有形状各
异的凹坑，习惯上 称这些凹坑为燃烧 室。汽油机的燃烧 室主要有右图所示 的几种
柴油机燃烧室
1)涡流室燃烧室：其主、副燃烧室之间的连接通道与副燃烧室切向连接，在压缩行 程中，空气从主燃烧室经连接通道进入副燃烧室，在其中形成强烈的有组织的压缩 涡流，因此称副燃烧室为涡流室。燃油顺气流方向喷射 2)预燃室燃烧室：其主、副燃烧室之间的连接通道不与副燃烧室切向连接，且截面 积较小。在压缩行程中，空气在副燃烧室内形成强烈的无组织的紊流。燃油逆气流 方向喷射，并在副燃烧室顶部预先发火燃烧，故称副燃烧室为预燃室。