第二章曲柄两杆机构

第二章曲柄两杆机构
交通工程学院
§3.3 活塞连杆组
气环
油环ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ活塞销 活塞 衬套 连杆
连杆螺栓
连杆轴瓦
连杆盖
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一、活 塞
1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。
2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～ 700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s， 承受很 大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机） 的压力，使之变形，破坏配合联结。
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2、气缸盖罩和气缸垫
气缸盖罩
气缸盖
衬垫 安装火花塞
气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面
的密封，防止漏气，漏水和漏油。
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3、燃烧室
名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程短、
半球形 燃烧速率高、热损失小、
热效率高
应用
桑塔纳 夏利 富康
楔形
结构简单、紧凑、散热 面积小、热损失少；火 花塞置于燃烧室最高处， 火焰传播距离长
3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
活塞应 具备的 特点
A 刚度和强度应足够大，传力可靠。 B 导热性能好，耐高压、高温、磨损 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力 D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙 E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数
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4、结构
（1）活塞顶部
功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。
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（3）根据气缸的排列方式
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高 度较大。
高度小，总 体布置方便。
缩短了机体的 长度和高度， 增加了刚度， 减轻了发动机 重量；形状复 杂，加工困难。
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（4）干式气缸套和湿式气缸套
名称
特点
示意图
干式 外壁不直接与冷却水 缸套 接触。壁厚1～3mm。
梯形、锥形。
（2）预先做成椭圆形
椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋 近正圆。
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（3）活塞裙部开槽
横向绝热槽 纵向膨胀槽
减少裙部受热 有的兼作油环回油孔 留有膨胀余地 活塞强度降低
绝热槽
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膨胀槽
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（4）为了减小铝合金 活塞裙部的热膨胀量， 有些汽油机活塞在活塞 裙部或销座内嵌入钢片。
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多缸发动机的曲柄连杆机构演示
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§3.2 机 体 组
机体组组成：
气缸盖罩
气缸盖 气缸体
气缸垫 油道和水道 曲轴箱
气缸
油底壳
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一、气缸体
1、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
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切诺基
盆形
工艺性好、成本低、进 排气效果不如半球形燃 烧室
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捷达 奥迪
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汽油机燃烧室形状
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三、油底壳
1、概念： 贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。
2、使用特点： 油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装
有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动 机的磨损。 3、材料： 薄钢板冲压 。
强度和刚度较好。工艺 性差、结构笨重、加工 困难。
应用
492Q汽油机， 90系列柴油机。
捷达、速腾、 宾悦、桑塔纳 等轿车
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。
负荷较大的柴 油机上 。
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（2）根据冷却方式不同分：水冷、风冷
冷却水
散热片
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（2）活塞头部 位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
头部
工作条件最
恶劣，应离
顶部远些。
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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（3）活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压
湿式 外壁直接与冷却水接 缸套 触。壁厚5～9mm。
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度 和刚度不如干 缸套，易漏水。
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三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩
1、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。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 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。
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概述 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
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§2.1 概 述
一、曲柄连杆机构的功用 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运
动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变 为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
二、组成 1、机体组
2、活塞连杆组
3、曲轴飞轮组
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力，防治破坏油膜。
裙 部
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活 塞 裙 部 的 椭 圆 变 形 演 示
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5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密 封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：
（1）预先做成阶梯形、锥形
活塞沿高度方向的温度很 不均匀，活塞的温度是上部 高、下部低，膨胀量也相应 是上部大、下部小。为了使 工作时活塞上下直径趋于相 等，即为圆柱形，就必须预 先把活塞制成上小下大的阶
2、气缸体分类
（1）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
一般式
龙门式
隧道式
油底壳安装平
面低于曲轴的
旋转中心
气缸体上曲 轴的主轴承 孔为整体式
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性能与应用比较
名称 一般式
龙门式
性能
机体高度小、重量轻、 结构紧凑，便于加工拆 卸。刚度和强度差。
顶部：构成燃烧室，承 受气体压力。
头部:安装活塞环，制作 较厚。
裙部：导向，传力。承受侧压 力销座孔处制有加强筋。
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（1）活塞顶部
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布较均匀，
多用在汽油机上。
凸起呈球状、顶部 强度高，起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；提高压缩比， 防止碰气门。