曲柄连杆机构的组成和作用
曲柄连杆机构的组成和主要作用
曲柄连杆机构的组成和主要作用曲柄连杆机构的组成和主要作用1. 引言曲柄连杆机构是一种常见且重要的机械传动装置，被广泛应用于各种机械设备中。
它由曲柄、连杆和活塞三部分组成，通过这三个部件的联动与协作，实现了能量转换和运动传递的功能。
本文将从组成和主要作用两方面详细介绍曲柄连杆机构。
2. 组成2.1 曲柄曲柄是曲柄连杆机构的核心组成部分，通常是一个旋转的轴。
它具有一个固定的中心位置，并通过与其他部件的连接来完成动力传递。
曲柄的主要作用是将旋转运动转化为往复直线运动或反之。
它通常呈现出螺旋状或弧形，使得连杆能够随曲柄的旋转而产生往复运动。
2.2 连杆连杆是曲柄连杆机构的连接部件，连接曲柄与活塞。
它通常由一根刚性杆件组成，在曲柄的旋转作用下，连杆产生往复运动。
连杆的长度和形状设计决定了活塞行程的大小和运动轨迹的特性。
连杆还可通过改变其角度来调整活塞的速度和力的传递。
2.3 活塞活塞是曲柄连杆机构的末端部件，负责在连杆的带动下沿直线方向运动。
它通常是一个圆柱形的密封器件，用于在气缸或缸体内形成气密密封。
通过与连杆的连接，活塞能够将曲柄旋转运动的能量转化为直线运动的能量，并将其传递给执行部件，从而实现了更高级别的机械运动。
3. 主要作用3.1 能量转换曲柄连杆机构的主要作用之一是实现能量的转换。
曲柄通过旋转运动将输入的能量转化为连杆的往复运动，再由连杆传递给活塞。
活塞通过直线运动将能量传递给执行部件，如发动机中的气缸，从而推动车辆或驱动其它机械设备。
曲柄连杆机构在能量转换中起到了至关重要的作用。
3.2 运动转换曲柄连杆机构还具有运动转换的作用。
通过曲柄的旋转运动，连杆可将旋转运动转化为直线往复运动，也可以将直线往复运动转化为旋转运动。
这种运动转换的能力使得曲柄连杆机构在各种机械设备中非常有用，例如内燃机、发电机、泵浦等。
它能够将不同形式的运动转化为客户需要的特定运动形式。
4. 个人观点和理解曲柄连杆机构作为一种传统的机械传动装置，在工程领域中已存在了很长时间。
第二章曲柄连杆机构09
0
不同形式的载荷，为了保证工作
可行减少磨损，在结构上要采取
相应的措施。
第二节 机体组（气缸体曲轴箱组）
机体组：包括机体、气缸盖、缸垫、气缸盖罩、主轴承盖、 以及油底壳。
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 是冷却系和润滑系 的组成部分。
往复惯性力与离心力作用的后果：加剧发动机的振动（上下振动，水平振动）, 增加发动机曲柄连杆机构的各部件及所有轴颈、轴承的磨损。
3、摩擦力：存在于作相对运动而又相互接触的零件表面之间。如气缸壁与
活塞间等。
*上述各力作用于曲柄连杆机构
及机体的各有关零件上，使它们 受到压缩、拉伸、弯曲、扭转等
加0
速
减 vmax
3、多缸发动机的气缸排列形式： 直列式：发动机的各气缸成一字型排列。 双列式：V型 Φ<180° ； P型 Φ=180°。
结构简单、加工容 易，但发动机长度 和高度较大。
缩短了机体的长度 和高度，增加了宽 度，减轻了发动机 的重量；形状复杂， 加工困难。
高度小，总体 布置方便。多 用于赛车。
对置气缸式发动机
状 5)篷形燃烧室，是近年来在高性能多气门轿车发动机上广
泛应用的燃烧室。
柴油机的分隔式燃烧室有两种类型： 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。
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。燃油迎着气流方向喷射，并在副燃烧室顶部 预先发火燃烧，故称副燃烧室为预燃室。
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，其主要作用是将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞组成，其中曲柄是一个旋转的轴，连杆是连接曲柄和活塞的杆状物，活塞则是一个可在直线方向上运动的零件。
曲柄连杆机构的工作原理可以简单地概括为：曲柄的旋转运动通过连杆传递到活塞上，使活塞在直线方向上做往复运动。
曲柄连杆机构的工作原理可以从以下几个方面来详细阐述：1. 曲柄的旋转运动曲柄是曲柄连杆机构的核心部件，其作用是将旋转运动转化为直线运动。
曲柄的旋转运动可以通过电机、发动机等动力源来提供。
当曲柄开始旋转时，连杆就会跟随着曲柄的运动而做出相应的运动。
2. 连杆的运动连杆是连接曲柄和活塞的杆状物，其作用是将曲柄的旋转运动转化为连杆的直线运动。
当曲柄开始旋转时，连杆就会跟随着曲柄的运动而做出相应的运动。
连杆的运动轨迹是一个椭圆形，其两个端点分别与曲柄和活塞相连。
3. 活塞的运动活塞是曲柄连杆机构中的一个重要部件，其作用是将连杆的直线运动转化为活塞的往复运动。
当连杆开始运动时，活塞就会跟随着连杆的运动而做出相应的往复运动。
活塞的运动轨迹是一个直线，其运动方向与连杆的方向相同。
4. 工作循环曲柄连杆机构的工作循环可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气阶段，活塞向下运动，使气门打开，进入空气和燃料混合物。
在压缩阶段，活塞向上运动，将气门关闭，并将混合物压缩到燃烧室中。
在燃烧阶段，混合物被点燃，产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
在排气阶段，活塞向上运动，将废气排出燃烧室。
总之，曲柄连杆机构是一种重要的机械传动装置，其工作原理是将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
曲柄、连杆和活塞是曲柄连杆机构的三个核心部件，它们之间的协调运动使得机构能够完成各种工作任务。
了解曲柄连杆机构的工作原理对于机械工程师和机械制造工作者来说是非常重要的，因为它们可以通过对机构的设计和优化来提高机械设备的性能和效率。
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
3《汽车构造》电子教案曲柄连杆机构
3《汽车构造》电子教案-曲柄连杆机构教案章节一：曲柄连杆机构概述教学目标：1. 让学生了解曲柄连杆机构的作用和组成。
2. 让学生掌握曲柄连杆机构的工作原理。
教学内容：1. 曲柄连杆机构的作用：将往复直线运动转化为旋转运动，实现内燃机的做功。
2. 曲柄连杆机构的组成：曲轴、连杆、活塞、气缸、轴承等。
3. 曲柄连杆机构的工作原理：通过活塞在气缸内的往复直线运动，驱动连杆旋转，从而实现曲轴的旋转。
教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实物图片和动画演示。
2. 引导学生参与讨论，提问解答。
教学评价：1. 学生能准确描述曲柄连杆机构的作用和组成。
2. 学生能理解并解释曲柄连杆机构的工作原理。
教案章节二：曲轴的设计与制造教学目标：1. 让学生了解曲轴的设计要求和制造工艺。
2. 让学生掌握曲轴的结构特点和强度计算。
教学内容：1. 曲轴的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。
2. 曲轴的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。
3. 曲轴的结构特点：曲轴轴线、曲拐、曲柄等。
4. 曲轴的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。
教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。
2. 案例分析，让学生参与讨论。
教学评价：1. 学生能描述曲轴的设计要求和制造工艺。
2. 学生能分析曲轴的结构特点和强度计算。
教案章节三：连杆的设计与制造教学目标：1. 让学生了解连杆的设计要求和制造工艺。
2. 让学生掌握连杆的结构特点和强度计算。
教学内容：1. 连杆的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。
2. 连杆的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。
3. 连杆的结构特点：连杆小头、连杆大头、连杆身等。
4. 连杆的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。
教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。
2. 案例分析，让学生参与讨论。
教学评价：1. 学生能描述连杆的设计要求和制造工艺。
2. 学生能分析连杆的结构特点和强度计算。
《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
第二章第3节曲柄连杆机构
二、连杆connecting rod
1.连杆的工作条件和要求
作用：传递气体力和惯性力；连接活塞（十字头）与曲 轴；转变运动（往复回转）。
受力：气体力（具有冲击性）；惯性力；与piston pin/crosshead pin/crank pin产生摩擦。
要求：
耐疲劳、抗冲击，具有足够刚度和强度；
的作用。
2.连杆的构造
1）十字头式连杆（RTA型）
小端：十字头端。由轴承盖、轴承座、薄壁轴瓦和螺栓 组成。薄壁轴瓦提高耐磨性。
杆身：由锻钢制造。杆身与大端剖分（称船用大端）， 剖分面上装有压缩比调整垫片。
大端:曲柄销轴承.由轴承盖、轴承座、垫片及螺栓杆 组成。没有轴瓦，白合金直接浇铸在轴承盖及座上 （可增大轴颈，利于散热），在浇铸白合金处开有燕 尾槽（使其结合牢固）。
两种：一种是活塞杆穿过十字头上的孔用 螺帽固定，另一种利用活塞杆下部凸缘 和螺栓与十字头连接。第一种形式由于 活塞杆穿过十字头，连杆小端采用分岔 形式，使十字头轴承工作可靠性降低， 现在已基本不用。而第二种形式由于连 杆小端采用全支撑式结构，扩大了轴承 的承载面积，改善了轴承的受力状况， 使十字头轴承的工作可靠性大大提高。
No Image
1
2
图2-24 十字 头的构造
3 1-活塞杆；
4
2-连杆小端轴 承盖；
3-十字头销；
5
4-滑块；
5-连杆小端轴 承座；
6 6-连杆杆身
（2）L-MC/MCE机型 导板与横隔板制为一体，提高刚度（RTA
机上使用螺栓bolt把在一起）。
向十字头输送滑油的是十字头销上托架 带动的套管，而非铰链。
小端一般与杆身锻在一起。顶部加厚， 提高抗弯能力，减小变形。保证润滑间 隙，提高工作可靠性。小端孔中压入青 铜衬套。
曲柄连杆机构概述
曲柄连杆机构受力分析
3．离心力——是指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运 动产生的离心惯性力，简称离心力，用FC表示。
离心力在垂直方向上的分力Fcy，与惯性力Fj的 方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、下振动 。
而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向 的振动。
此外，离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又 一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构在工作时做变速运动，受力情况相当复杂，气体压力、往复 惯性力、旋转运动的离心力、相对运动件接触表面的摩擦力等都作用在曲柄连 杆机构上。
（1）气体压力
（2）往复惯性力
（3）旋转运动的离心力
（4）相对接处表—在发动机工作循环的每个行程中，气
曲柄连杆机构受力分析
4．摩擦力——任何一对互相压紧并做 相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。 在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环与气缸 壁之间，以及曲轴、连杆轴承与轴颈之间 都存在摩擦力，摩擦力是造成零件配合表 面磨损的根源。
感谢您的观看
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的作用 曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构的作用
将燃烧的油气混合气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动 而对外输出动力。
曲柄连杆机构的组成
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的环境中工作的。 高温：最高可达 2500K以上 ； 高压：最高可达 5MPa—10MPa； 高速：最高可达 3000 r/min—6000 r/min； 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件；
《曲柄连杆机构》PPT课件
精选课件ppt
17
火花塞布置在燃 烧室中央，火焰 行程短，燃烧速 率高；充气效率 高。
富康、桑塔纳、 夏利等轿车。
精选课件ppt
18
优点：结构简单、紧凑、 散热面积小，热损失 小，在压缩终了时能 形成挤气涡流，进气 阻力小。
缺点：但火焰的传播距 离较长，存在着较大 的激冷面积，对HC排 放不利。
恒范钢片式活塞的结 构特点就是这样的，由 于恒范钢为含镍33%～ 36%的低碳铁镍合金， 其膨胀系数仅为铝合金 的1/10，而销座通过恒 范钢片与裙部相连，牵 制了裙部的热膨胀变形 量。
精选课件ppt
31
6、活塞在工作时的保护措施
（1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性； 主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。
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，它要承受
高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
精选课件ppt
6
气缸体的检测与维修
一、气缸体的构造 二、气缸盖和气缸衬垫 三、油底壳 四、气缸体的检查与维修
精选课件ppt
32
精选课件ppt
33
二 活塞环
汽环——密封和导 热；
油环——布油和刮 油的作用，下行时刮 除汽缸壁上多余的机 油，上行时在汽缸壁 上铺涂一层均匀的油 膜。还能起到封汽的 辅助作用。
精选课件ppt
34
工作条件
活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的 条件下工作，尤其是第一道环最为困难。活塞环工 作时受到汽缸中高温高压燃汽的作用，温度很高(特 别是第一道环温度可高达600K)，活塞环在汽缸内 随活塞一起作高速运动，加上高温下机油可能变质， 使环的润滑条件变坏，难以保证良好的润滑，因而 磨损严重。
简述曲柄连杆机构的作用及组成。
简述曲柄连杆机构的作用及组成。
曲柄连杆机构是一种机械传动装置，由曲柄、连杆和活塞构成。
其作用是将往复直线运动转换为旋转运动或将旋转运动转换为往复直线运动，常用于内燃机、汽车、船舶等机械中。
其组成包括：
1.曲柄：是一个能够转动的轴，通常呈圆形或者正方形，它通过连杆连接活塞，将往复的直线运动转换成为旋转运动。
2.连杆：是连接曲柄和活塞的机构，可以将曲柄旋转运动转换成为直线往复运动，或者将活塞的直线往复运动转换成为曲柄的旋转运动。
3.活塞：是内燃机、汽车、船舶等机械中的一个重要部件。
它是一个长方形的柱形零件，通过与连杆的连接来实现对曲柄的传动。
以上三个部件构成曲柄连杆机构，是机械中重要的传动装置。
第04章曲柄连杆机构介绍
第四章曲柄连杆机构第一节概述一、功用与组成曲柄连杆机构是内燃机完成工作循环、实现能量转换的传动机构。
它在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动；而在进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变为活塞的往复直线运动。
因此曲柄连杆机构的功用是：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。
曲柄连杆机构由以下3部分组成：机体组主要包括气缸盖、气缸垫、气缸体、气缸套、曲轴箱和油底壳等不动件。
活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。
曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器、平衡轴等机构。
二、工作条件及受力分析曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。
在发动机作功时，气缸内的最高温度可达2 500k以上，最高压力可达5 MPa～9MPa，现代汽车发动机最高转速可达3 000r／min～6 000r／min，则活塞每秒钟要行经约100~200个行程，可见其线速度是很大的。
此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖，活塞等)还将受到化学腐蚀。
由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此它在工作时的受力情况是很复杂的。
在此只对受力情况作简单分析。
曲柄连杆机构受的力主要有气体压力，往复惯性力，旋转运动件的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力。
1．气体压力在每个工作循环的四个行程中，气缸内气体压力始终存在而且是不断变化的。
作功行程压力最高，其瞬间最高压力汽油机可达3MPa～5MPa；柴油机可达5MPa～9MPa，这意味着作用在曲柄连杆机构上的瞬间冲击力可达数万牛顿(N)。
下面分析各机件作功行程的受力情况。
如图4-1a所示，气体压力对气缸盖和活塞顶作用有大小相等，方向相反的力，分别用P'和P p表示。
作用力P p经活塞传到活塞销上，分解为N p和S p两个力。
N p垂直于集中力p气缸壁，它使活塞的一个侧面压向气缸壁，称为侧压力。
第2章曲柄连杆机构
特 点
示意图
矩形环 工艺简单、导热性好。但会出现泵油作用，造
锥面环 但锥角难加工。
向下刮油，上滑时在油膜上浮起，减少磨损。
随侧压力的方向改变，环的侧隙也变化，使环 梯形环 槽中的积碳挤出。但上、下面加工工艺较复杂。 通常用做第一道环。
二、工作条件
1.热力负荷：因高温会使发动机零件失去工作能力。如烧伤、膨胀变形等。
2.机械负荷：气体压力、惯性力、摩擦力。 3.高速、化学腐蚀： 废气中的（CO, NO , HC）与机件接触使之受到腐蚀。
三、曲柄连杆机构的受力情况 1 、气体作用力（气压力）：作功行程作用在活塞顶部的气压力 最大，其次是压缩行程。 (1) 作功行程： 均布的合力Fp
缸体可用价格较低的优质灰铸铁。
气缸套型式：
干缸套：外表面不与冷却水直接接触
湿缸套：外表面与冷却水直接接触。
缸套装入座孔后，通常高出缸体0.05~0.15mm。 这样当紧固气缸盖螺栓时，可将气缸盖衬垫压得更紧，保证密封。
干式缸套和湿式缸套的特点比较 名 称 结构特点 优、缺点比较
外壁不直接与冷却水接触。 强度和刚度都较好。但加工复杂， 干式缸套 壁厚1~3mm。 拆装不便，散热不良。
B、为防止环槽磨损可铸入用奥氏体铸 铁（耐热、耐磨）做成的环槽护圈。
环 槽 护 圈
(3) 活塞裙部作用：为往复运动导向，承受气压力。
结构形状：a.活塞裙部的横断面做成与其变形相适应。
若冷态时为 圆
受热 膨胀
椭圆
冷态下设计成椭 圆，热膨胀为圆， 椭圆度0.15~0.35
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要紧运动机构。
其功用是将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变成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仍是柴油机普遍采纳铝合金活塞，只在极少数汽车发动机上采纳铸铁或耐热钢活塞。
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份称为活塞头部。
在活塞头部加工有效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转变要尽可能圆滑，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太高。
曲柄连杆机构的功用及组成活塞组三
钢活塞
汽车工程系
9
陶瓷活塞
具有良好的综合性能:高温强度高、耐磨性强、隔热 性好、密度低、刚度好。
用它代替金属材料能大幅度提高热机效率、降低能源 消耗，达到轻量化效果。
汽车工程系
返回 10
活塞构造
汽车工程系
参考图2-20
11
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
活塞头部-纤维增强合金圆环
汽车工程系
返回 20
活塞裙部
部位
油环槽下端面起至活塞底面的部分
作用
为活塞在气缸内作往复运动导向 承受侧压力
要求
良好的导向 均匀的、适宜的间隙 足够的实际承压面积
活塞裙部承受膨胀侧向力的一面称主推力面， 承受压缩侧向力的一面称次推力面。
汽车工程系
39
气环种类-扭曲环
将内圆面的上边缘或外圆面的下边缘切掉一部分， 则称这种环为正扭曲环；
若将内圆面的下边缘切掉一部分，为反扭曲环。 在环面上切去部分金属称为切台。
汽车工程系
40
环不能窜动，不会泵 油，减轻了对环槽的 冲击
在进气、压缩、排气 行程中扭曲，与锥形 环类似
在作功行程高压作用 下，与矩形环相同
汽车工程系
41
气环种类-梯形环
断面呈梯形 随活塞侧压力方向变化，侧
隙和径向间隙都发生变化， 将环槽中的积炭挤出。故抗 粘结性好，延长环的使用寿 命 一般用于柴油机活塞第一道 环 缺点加工困难，精度要求高
汽车工程系
42
气环种类-桶面环
桶面环的外圆为外凸圆弧形， 是近年来兴起的一种新型结构
23
汽车工程系
2.曲柄连杆机构
连杆大头的连接形式
平切式
斜切式
杆身采用工字型断面，其表面经过强力喷丸处理在杆身 上打有质量分组标记和顺序号，连杆质量共分9个等级， 分别用C、D、E、F、G、H、J、K、L等9个英文字母表 示，每个级别质量相差29g，各个级别间连杆不能互换。
连杆轴瓦
油环的刮油作用
油环的刮油作用
当活塞环严重磨损、失去弹力或密封面烧蚀 而失去密封作用时，将造发动机起动困难、动 力下降、曲轴箱压力升高、排气冒蓝烟、燃烧 室及活塞表面严重积碳等不良现象，严重者造 成活塞环卡在环槽内，划伤缸壁，甚至折断。
3、活塞销
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。 WD 615的活塞销材料为15Cr或15Cr，活塞销采 用“全浮式”安装法。
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720
排
压 进 功 压
压
功 排
进
排 压 进
功
进
功
排
2、飞轮
功用：
将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来， 用以在其他行程中克服阻力，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转矩尽可能均匀，并使发动机有可 能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。
形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。
活塞销
全浮式：活 塞销能在连 杆衬套和活 塞销座中自 由摆动，使 磨损均匀。
连杆
半浮式： 活塞中部 与连杆小 头采用紧 固螺栓连 接，活塞 销只能在 两端销座 内作自由 摆动。多 用于小轿 车
4、连杆
作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力 传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运 动。
- 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)。
1.曲柄连杆机构的组成和作用;
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
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。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
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。
2.活塞组、连杆组和曲轴组的组成、作用及连部件特征、作用和制造材料；
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。
活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往
复运动时密闭气缸。
上面的几道活塞环称为气环，用来圭寸闭气缸，防止气缸内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。
活塞销
呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。
连杆大头端分成两
半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。
连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复
运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
曲轴飞轮组主要由曲轴、买办和扭转减振器等组成。
曲轴一般采用优质中碳钢或中碳合金钢等强度、冲击韧性和耐磨性较好的材料模锻而成。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功，通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。
飞轮能储存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。
为了平衡惯性力和减轻内燃机的振动，在曲轴的曲柄上还适当装置平衡质量。