汽车发动机的曲柄连杆机构
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。
汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理与检修技巧
汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理与检修技巧汽车发动机是汽车的核心部件，也是汽车能够行驶的重要驱动力源。
而汽车发动机中的曲柄连杆机构则被认为是发动机的“心脏”，直接影响着其工作效率和可靠性。
对于维修机械师而言，了解汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理和检修技巧显得尤为重要。
一、曲柄连杆机构的工作原理1.曲轴我们需要了解到曲柄连杆机构中最重要的部件——曲轴构成及其工作原理。
曲轴是一根长条状的金属杆，其形状造型非常独特，每端都设有连杆销针孔和飞轮销槽。
曲轴的作用是将活塞通过连杆传递出来的往复运动转换成连续不断的旋转运动。
曲轴通过曲柄状的构造使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，而整个曲柄连杆机构的工作便是基于这个原理。
2.连杆连杆是曲柄连杆机构中的另一重要部分。
它与曲轴相连，并将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。
连杆由一个大头、一根杆体和一个小头所组成。
大头设有铜套，其套接在曲轴连杆销针孔上以便连接，而小头则是连杆和活塞销的外表面连接处。
对于传统的四行程发动机而言，高压气体从气门进入汽缸时，活塞开始向下缩短燃烧腔，通过连杆的作用将能量转移到曲轴上。
随着活塞的推动，曲轴将发动机转速分别传递到牵引轮、齿轮、让汽车行驶起来。
3.摇臂摇臂也是曲柄连杆机构中的一部分，其作用是将凸轮轴的旋转运动转换成活塞和气门的机械运动。
它们是被高度优化的杆状零件，通常用于活塞式内燃机的气门控制系统中。
摇臂林立，带有凸轮，当凸轮旋转时摇臂会收缩并推动气门，从而将燃料和氧气注入汽缸内。
二、曲柄连杆机构的检修技巧1.曲轴磨削曲轴经过一段时间的使用和磨损之后，可能会出现磨损或者磨减等情况。
为了保证曲轴的循环使用，需要进行曲轴磨削和磨减的操作。
曲轴磨削时需要对曲轴进行防护和切割处理。
操作完成后，曲轴需要进行特定的钻孔和清洗，以确保操作效果。
2.连杆组装曲柄连杆机构中的连杆需要进行组装，并且需要保证组装的精度和质量。
在组装过程中，需要检查锻造的连杆是否有裂痕，并通过煮沸检查来确定连杆是否具有高强度。
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。
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
一、曲轴断裂
故障表现：曲轴断裂是一个非常严重的故障，常见于金属疲劳导致的断裂。
诊断与排查：
1. 检查曲轴是否有裂纹或损伤，特别是在曲柄与轴颈的连接处。
2. 确保曲轴的平衡达到标准，不平衡可能导致额外的应力。
3. 检查曲轴轴承和轴颈的磨损情况，过度磨损可能导致曲轴断裂。
二、连杆弯曲或断裂
故障表现：连杆弯曲可能会导致发动机振动或噪音，而连杆断裂则会导致发动机停止工作。
诊断与排查：
1. 检查连杆的直线度和弯曲度，确保其符合标准。
2. 检查连杆的轴承和衬套的磨损情况，过度磨损可能导致连杆断裂。
3. 检查连杆螺栓和螺母的紧固情况，确保其牢固。
三、活塞卡滞
故障表现：活塞卡滞会导致发动机运行不平稳，严重时可能导致发动机停机。
诊断与排查：
1. 检查活塞与缸套之间的间隙，确保其符合标准。
2. 检查活塞环的安装和磨损情况，确保其正常工作。
3. 检查机油的清洁度和粘度，不合适的机油可能导致活塞卡滞。
四、活塞环磨损
故障表现：活塞环磨损会导致发动机漏气和机油消耗增加。
诊断与排查：
1. 检查活塞环的磨损情况，特别是开口间隙和漏光度。
2. 检查活塞环的材料和硬度，确保其符合标准。
3. 检查缸套的磨损情况，过度磨损可能导致活塞环断裂。
五、缸体磨损
故障表现：缸体磨损会导致发动机漏气和压缩比下降。
诊断与排查：
1. 使用内窥镜检查缸体的磨损情况，特别是缸套和气缸壁。
《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
汽车发动机的构造与维修(第二版)_电子演示文稿_曲柄连杆机构构造与维修
一、连杆组件：
连杆体 连杆盖 连杆螺栓 连杆轴瓦
二、连杆体构成:
小端
杆身 大端
连杆组件图
2.2 活塞连杆组构造和维修
三、定位方式：
连杆螺栓定位 锯齿形定位
套销定位
止口定位
四、连杆的安装：
配对安装 标记安装
2.2 活塞连杆组构造和维修
活塞销偏置图 请点击图片观看该图片对应的教学动画
2.2 活塞连杆组构造和维修
六、活塞的安装方向
活塞顶面上有方向标记：如箭头，缺口等，安装须注意。
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.2 活塞环
一、分类与功用
1.分类: 油环
气环
2.气环功用: 保证活塞与气缸壁的密封 防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱 将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁由冷却水或空气带走 3.油环的作用: 刮除气缸壁多余机油，铺涂均匀油膜，防止机油串入气缸燃烧
（2）湿式缸套的缺点
缸体的刚度差，易产生穴蚀，且易漏气漏水 主要用于高负荷发动机和铝合金缸体发动机
2.5 机体的构造和检修
三、气缸的排列形式
气缸的排列形式图
2.5 机体的构造和检修
四、曲轴箱的形式
曲轴箱的形式图
2.5 机体的构造和检修
五、下曲轴箱
下曲轴箱图
2.5 机体的构造和检修
（3）磨损的检验
曲轴轴颈磨损的检修先检视轴颈有无磨痕和损伤，再测量主轴颈和 连杆轴颈的圆度误差和圆柱度误差。
对曲轴短轴颈的磨损以检验圆度误差为主，对长轴颈则必须检验圆
度和圆柱度误差。
曲轴弯曲检查图 点击观看视频：曲轴弯曲的检验.wmv 将百分表触头垂直地抵在中间主轴颈上，慢慢转动曲轴一圈，百分表指 针所示的最大摆差。
汽车发动机构造与维修(七)曲柄连杆机构
装置是否正常工作。
活塞维修实例分析
活塞环断裂
活塞环断裂可能是由于材料缺陷或使用不当导致的。需要更换活 塞环，并检查活塞的制造质量和使用情况。
活塞烧蚀
如果活塞出现烧蚀现象，需要检查燃烧室内的积碳和机油质量， 并采取相应措施进行清理和更换机油。
活塞裙部磨损
活塞裙部磨损可能导致运转不平稳，需要更换活塞并检查曲轴和 连杆的运转情况。
观察曲轴和连杆的表面是否有磨损、 划痕或裂纹，曲轴轴颈和连杆轴颈的 配合间隙是否正常。
检查活塞和活塞环
检查活塞环的弹性和密封性，检查活 塞裙部的磨损情况，以及活塞环与气 缸的配合间隙。
检查气缸体和气缸盖
检查气缸体和气缸盖是否有裂纹、变 形或损伤，气缸压力是否正常。
检查曲轴箱
检查曲轴箱内的油面高度、机油质量 和清洁度，以及通风管道是否畅通。
修。
04
曲柄连杆机构常见故障与排除
曲轴常见故障与排除
01
02
03
曲轴裂纹
曲轴裂纹通常是由于金属 疲劳或制造缺陷引起的。 排除方法包括更换曲轴或 对裂纹进行焊接修复。
曲轴轴承异响
轴承损坏或润滑不良可能 导致曲轴轴承异响。排除 方法包括更换轴承或改善 润滑条件。
曲轴轴颈磨损
曲轴轴颈磨损会影响曲轴 的旋转精度和发动机性能。 排除方法包括更换磨损的 轴颈或整个曲轴。
活塞是发动机中的重要部件之一，它 可以在气缸内上下往复运动，并起到 密封气缸的作用。
活塞头部有环槽和安装活塞环的位置， 活塞裙部则是与气缸壁接触的部分， 而活塞销座则是安装活塞销的位置。
活塞通常由活塞头部、活塞裙部和活 塞销座组成。
缸体的构造
缸体是发动机中的基础部 件之一，它支撑和固定所 有的运动部件，如活塞、 连杆和曲轴等。
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识解读
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识发动机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。
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：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴1、机体组1-1、汽缸体是发动机机体组的重要组成部分，在气缸盖和油底壳之间，严格的来说，该部分要称为气缸体--曲轴箱！因为它上部是一个或若干个汽缸，下半部分是支承曲轴的曲轴箱！这两部分一般都铸造在一起，我们通常简称汽缸体。
因其工作条件高温高压、且活塞在其中往复运动，摩擦很大，所以气缸体必须能耐高温、耐腐蚀、耐磨损。
一般的说，为了满足以上要求可以采取以下几个措施：气缸体材料、加工精度、结构。
在冷却方面，气缸体一般有水冷、风冷。
像我们摩托车上的发动机就是风冷，一般汽车上的都是以水冷为主，但也装有风扇辅助降温1-2、汽缸垫气缸垫位于气缸盖与气缸体之间又称气缸床. 其功用是填补气缸体和气缸盖之间的微观孔隙,保证结合面处有良好的密封性,进而保证燃烧室的密封防止气缸漏气和水套漏水。
常见的金属---石棉气缸垫，这种石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮。
这种钢垫厚度为1.2~2mm，有很好的弹性和耐热性，能反复使用，但强度较差，厚度和质量也不均匀。
当发现以下现象时，就要考虑汽缸是否烧损：①汽缸盖与汽缸体接缝处有局部漏气现象，特别是排气管口附近常会出现此情况。
②工作时水箱冒水泡，气泡越多，说明漏气越严重。
不过这一现象当汽缸垫破损不太厉害时，往往不易察觉。
为此可在汽缸体与汽缸盖接缝处的周围抹些机油，然后观察接合处是否也有气泡冒出，如冒气泡就说明汽缸垫漏气。
通常情况下汽缸垫并没有破损，在此时，可以将汽缸垫在火焰上均匀地烤一下，由于加热之后石棉纸膨胀复原，在装回到机器上后就不再漏气了。
这种修理方法可以多次反复使用，从而延长汽缸垫的使用期限。
汽车发动机技术基础-曲柄连杆机构
气缸套有
干式气缸套 湿式气缸套
12、湿干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁直不接直与接冷与却冷 却水水接接触触，，气而缸和套气仅缸在体上的 、壁下面各直有接一接圆触环，地壁带厚和较气薄缸，体一接般触为，1壁～厚一 3般m为m5。～它9m具m有。整它体散式热气良缸好体，的冷优却点均，匀强，度加和工刚容度易都，较通好常，只但需加要工精比 较加复工杂内，表内面、，外而表与面水都接需 触要的进外行表精面加不工需，要拆加装工不，方拆便装，方散便热，不但良缺。点 是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象。应该 采取一些防漏措施。
工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体 接触，曲轴的旋转速度又很高，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。
总体组成
1、机体组 2、活塞连杆组—— 3、曲轴飞轮组
结构特点——4、拖板式活塞或短活塞
有些活塞为了减轻重量，在裙部开孔或把裙部不受侧压力的两 边切去一部分，以减小惯性力，减小销座附近的热变形量，形成拖 板式活塞或短活塞，拖板式结构裙部弹性好，质量小，活塞与气缸 的配合间隙较小，适用于高速发动机。
结构特点——5、嵌入钢片
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。
第二章 曲柄连杆机构
概述
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。
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（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。
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等部分组成。
1. 机体组：包括气缸体、气缸盖、气缸垫、气缸罩盖和油底壳等部分。
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机体，它把发动机的各个机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系。
2. 活塞连杆组：包括活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆轴瓦、连杆盖和连杆螺栓等部分。
活塞连杆组将活塞的往复运动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转矩，以驱动汽车车轮转动，是发动机的传动件，把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。
3. 曲轴飞轮组：包括曲轴、飞轮、扭转减震器、曲轴主轴承、曲轴皮带轮和正时齿轮等部分。
曲轴飞轮组的作用是把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其他需要动力的机构输出扭矩，同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。
总之，曲柄连杆机构是发动机的核心部分，承担着将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的任务，从而为汽车提供动力。
了解曲柄连杆机构在汽车发动机中的作用及维护方法
曲柄连杆机构是汽车发动机的核心部件之一，它起着转化往复运动为旋转运动的作用。
本文将探讨曲柄连杆机构在汽车发动机中的作用及维护方法。
一、曲柄连杆机构的作用1、转换作用曲柄连杆机构将来自活塞的往复运动转化为连续不断的旋转运动，使发动机能够产生持续不断的动力输出。
2、平衡作用汽车发动机在运转过程中会产生向上和向下的惯性力，如果不通过曲柄连杆机构来平衡这种力，就会导致发动机的震动和噪音增加，或者对车辆的行驶稳定性产生影响。
3、冷却作用曲柄连杆机构中的曲柄和连杆能够将油润滑到发动机的各个部位，同时也起到了冷却的作用，使发动机能够保持适当的工作温度。
4、强度作用曲柄连杆机构中的各个部件需要承受高速转动带来的巨大力量，在设计和制造中要注重强度，确保其能够正常运转。
二、曲柄连杆机构的维护方法1、保持正常使用正常使用是曲柄连杆机构长期稳定运转的基础。
在使用过程中，要注意防止瞬间高转速造成的过载和冲击，避免发动机过负荷工作等，这些情况都会加速曲柄连杆机构的磨损。
2、定期检查维护如果你想让曲柄连杆机构更长时间地稳定运转，就需要定期检查和维护曲柄连杆机构。
例如定期更换滑动轴承、曲轴主轴承、连杆大端轴承等零部件，清理曲柄连杆机构内部的污垢和杂质，确保机械部件的正常运转。
3、添加适当润滑剂润滑剂是曲柄连杆机构正常运转所必需的，特别是油润滑在高速转动的曲柄和连杆部位需要充分润滑。
在使用过程中一定要及时添加适当的润滑剂，这样才能有效地降低曲柄连杆机构的磨损，保持正常的使用寿命。
在汽车发动机中，曲柄连杆机构承担了非常重要的作用，它决定了发动机的性能和寿命。
我们在使用过程中一定要保证正常使用、定期维护和适当添加润滑剂，这样才能让汽车发动机的曲柄连杆机构更加稳定地运转，延长其使用寿命。
汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构
2.3 活塞连杆组
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
2.3 活塞连杆组
（2）油环：刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，并在汽缸壁
2.3 活塞连杆组
隔断由活塞顶传向第一 道活塞环的热流。
2.3 活塞连杆组
增加环 槽的耐 磨性。
增加活塞的 强度，提高 第一道环槽 的耐磨性。
2.3 活塞连杆组
（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：对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承
受侧向力，防止破坏油 膜。
2.2 机体组
• 在风冷汽缸的外壁铸制散热片，以增加散热面积， 增强散热能力。
2.2 机体组
• 二、汽缸盖 功用：密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃
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汽，所以承受的热
负荷很大。
2.2 机体组
2.2 机体组
• 水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体
活塞顶与高温燃汽直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿汽缸壁面高速滑动，由于润 滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。 •2 • 广泛采用铝合金，只在极少数汽车发动机上采用铸铁 或耐热钢。
2.3 活塞连杆组
•3
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。
《曲柄连杆机构》课件
可靠性原则
确保曲柄连杆机构在各种工况下都能稳定、 可靠地工作。
经济性原则
在满足功能和效率的前提下，尽可能降低曲 柄连杆机构的设计和制造成本。
曲柄连杆机构的优化方法
数学建模
建立曲柄连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析和优化设计。
拓扑优化
改变曲柄连杆机构的内部结构，以实现更好 的刚度和强度。
尺寸优化
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
REPORTING
按连杆数目分类
三杆曲柄连杆机构
包括一个曲柄、一个连杆和一根轴。 这种机构结构简单，常用于一些简单 的机械装置中。
四杆曲柄连杆机构
由四个构件组成，包括一个曲柄、一 个连杆、一根轴和一根导杆。这种机 构在汽车等复杂机械中应用广泛，可 以实现复杂的运动轨迹。
按曲轴的形式分类
直列式曲柄连杆机构
曲轴的各曲拐按直线排列，这种机构结构紧凑，适用于小缸径发动机。
对易损件如轴承、密封圈等进行定期更换 。
对曲柄连杆机构的参数进行定期检查和调 整，确保机构运行正常。
PART 05
曲柄连杆机构的发展趋势 与展望
曲柄连杆机构的新材料、新工艺、新技术
总结词
介绍曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面的创新和突破，以及这些创新对机构性能和 效率的影响。
详细描述
随着科技的不断发展，曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面也在不断创新和突破。例 如，采用高强度轻质材料可以减小机构的质量和惯性，提高其动态响应性能；采用先进 的表面处理技术可以提高机构的耐磨性和耐腐蚀性，延长其使用寿命；采用智能传感器
观察法
观察曲柄连杆机构的外观和运行状况 ，判断是否存在故障。
汽车发动机构造与维修-第三章曲柄连杆机构
第一节 机体组
二、气缸盖
二、气缸盖 气缸盖作用：用来密封气缸的上部，与 活塞、气缸等共同构成燃烧室。
气缸盖示意图 1－排气门 2－进气门 3－排气道 4－火花塞座 孔 5－进气门 6－凸轮轴座孔
第一节 机体组
二、气缸盖
别克气缸盖示意图 1－前凸轮轴盖 2－气缸盖螺栓 3－ 孔塞 4－气门导管 5－凸轮轴轴承 盖 6－火花塞座孔7－后凸轮轴轴承 盖 8－防冻塞 9－机油油道盖 10－ 排气管安装螺栓 11－节温器 12－ 气门 13－凸轮轴座孔
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
二、活塞环 活塞环按其主要功用可分为气环和油环两类。
活塞环三隙 1－活塞环工作状态2－活塞环自由状态3－工作面4 －内表面5－活塞6－活塞环7－气缸壁 Δ1－开口间隙Δ2－侧隙Δ3－背隙d－内径B－宽度 油环 气环
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
1.气环 气环也叫压缩环，用来密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气 体窜入油底壳，以及将活塞头部的热量传给气缸壁，再由冷却水或空气 带走。另外还起到刮油、布油的辅助作用。
拔掉火花塞 拔掉分电器电插头
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
技术提示
在拆卸火花塞或喷油器前， 要用压缩空气吹净火花塞或喷 油器周围的赃物。在吹赃物的 过程中，眼睛要进行防护或躲 开，防止赃物进入眼睛中。在 装火花塞或喷油器时，不要忘 记安装密封垫，密封垫应更换 新件。要保证螺纹扣对正，扭 紧力矩合适。
飞轮上的转速信号轮 正时标记
第四节 曲柄连杆机构的维护
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
拔掉喷油器电插头
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲轴磨损 曲轴是发动机的 核心部件之一， 若曲轴磨损严重， 会影响发动机的 动力输出和运转
平稳性
飞轮损坏 飞轮是储存和释放动力的关键部件，若飞轮损坏，会
影响发动机的动力输出和运转平稳性
连杆弯曲或断裂 连杆是连接活塞和 曲轴的重要部件， 若连杆弯曲或断裂， 会导致活塞无法正 常运动，严重时会
导致发动机损坏
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.2 维护与保养
为了延长曲柄连杆机构的使用寿命和提高发动机的性能 ，以下是一些建议的维护与保养措施
定期更换机油：机油是发动机的润滑剂，定期更换 机油有助于减少机件的摩擦和磨损 检查机体组：定期检查机体组各部位是否松动、变 形或损坏，如有异常应及时修复 检查活塞环：定期检查活塞环是否磨损严重、老化 或断裂，如有问题应及时更换 检查气缸：定期对气缸进行测量和检查，如发现气 缸磨损超限应更换气缸套或进行修理
3
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构由于长时间处于高温、高压和高摩擦 的工作环境中，容易出现磨损和变形等问题
因此，日常维护和保养非常重要
这些问题的出现会影响发动机的正常运转，严重时 会导致发动机损坏或失效
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.1 常见故障
活塞环磨损：活塞环是活塞连杆组中重要的部件之一，它的主要作用是密封燃烧室内 的气体。若活塞环磨损严重，会导致燃烧室内气体泄漏，影响发动机的动力输出和燃 油经济性
曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成
曲柄连杆机构的组成
1.1 机体组
高职汽车构造课件第3章发动机之曲柄连杆机构
活塞裙部的变形
防止活塞的变形的结构措施
（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） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
（1）
（2）
（3）
偏置销座
1. 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～ 2mm。 2. 作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。 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。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在 气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力 大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。
• （3）气环的断面形状
图 气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环
• 矩形活塞环的泵油作用及危害
• 原因：（1）存在侧隙和背隙； （2） 环运动时在环槽中 靠上靠下。 现象：当活塞带着环下行（进气 行程）时，环靠在环槽的上方， 环从缸壁上刮下的润滑油充入环 槽下方；当活塞又带着环上行（ 压缩行程）时，环又靠在环槽的 下方，同时将油挤压到环槽上， 如此反复，就将润滑油泵到活塞 顶。 • 危害：（1）增加了润滑油的消 耗； （2） 火花塞沾油不跳火； （3） 燃烧室积炭增多，燃 烧性能变坏； （4） 环槽内形成积炭，挤 压活塞环而失去密封性； （5） 加剧了气缸的磨损。
•
3.气缸垫 1）作用： 保证气缸体与气缸盖间的密封，防 止漏水、漏气。 2） 构造 （1） 金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔 、油道口周围卷边加强，内填石棉 （常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热 ）。 （2） 金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板（图 e）为骨架，外覆石棉，只在缸口 、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：（见图e）由单 层或多层金属片（铜、铝或低碳钢 ）制成，用于某些强化发动机。 3） 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。
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汽车发动机的曲柄连杆机构【概述】曲柄连杆机构是汽车发动机实现工作循环，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，曲柄连杆机构在做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。
发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，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。
【组成】曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，即机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
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、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。
发动机的机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动部件相互之间的准确位置关系。
气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其腔为曲轴运动的空间。
在气缸体部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。
一、气缸体的工作条件、要求及材料（1）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀、适当冷却•发动机中最大的零件•承受拉、压、弯、扭等机械负荷•承受高温燃气很大的热负荷•发动机大部分零件安装在机体上（2）力求结构紧凑、质量轻•尽量减小整机的重量（发动机最大的零件）•加强肋（减小质量、保证刚度与强度）（3）机体材料•一般高强度灰铸铁或球墨铸铁、合金铸铁•为了减轻质量、加强散热采用铝合金二、气缸体的分类（一）按结构形式根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为一般式、龙门式和隧道式三种形式。
（1）一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差（2）龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
（3）隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。
其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。
（二）按冷却方式分为了能够使气缸表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。
冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。
（1）水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。
（2）风冷发动机是以空气作为冷却介质的发动机。
它在气缸及缸盖的外壁铸造出一些散热片，并用冷却风扇使空气高速吹过散热片表面，带走发动机散出的热量, 使发动机冷却。
（三）按气缸的排列形式现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。
按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V 型和对置式三种。
三、气缸套气缸套主要分为干式气缸套和湿式气缸套两种。
（1）干式气缸套：即气缸套的外表面不直接与冷水接触。
主要用于中、小型发动机。
（2）湿式气缸套：即气缸套的外表面与冷却水直接接触。
主要用于大负荷或铝合金气缸体的发动机。
曲轴箱（油底壳）缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。
上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳图。
油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。
油底壳装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。
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。
在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。
气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。
它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。
水冷发动机的气缸盖部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。
利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
一、气缸盖的结构缸盖上装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。
汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。
顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。
二、燃烧室形式气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室形状直接影响发动机的动力性、经济性和排放指标，所以对燃烧室有两个基本要求：（1）结构要紧凑，冷去面积要小，以减少热量损失，缩短火焰传播距离。
（2）充气效率高，混合气在压缩过程中具有一定的涡流运动，以提高混合气的混合质量为燃烧速度，保证混合气及时、完全地燃烧。
由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。
汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。
汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹部空间形成。
常见的三种形式为半球形燃烧室、楔形燃烧室和盆形燃烧室。
（1）半球形燃烧室半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。
这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛地应用。
（2）锲形燃烧室楔形燃烧室结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。
气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
（3）盆形燃烧室盆形燃烧室，气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。
捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。
三、气缸盖的安装拆卸：从两边向中间分2~3次逐步拧松。
安装：从中间向两边分2~3次逐步拧紧。
气缸垫气缸垫装于气缸体和气缸盖之间，其作用是保证气缸体和气缸盖之间的密封性，防止气缸漏气、水套漏水和润滑油泄漏。
气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。
目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫，由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。
有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。
活塞连杆组活塞连杆组是发动机中的主要运动组件。
其作用是将活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动以及将作用在活塞顶上的气体压力转变为曲轴承的转矩。
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。
活塞活塞的作用是与气缸盖和气缸壁共同组成燃烧室，承受气缸中燃烧气体的压力，并将通过活塞销传给连杆，以推动曲轴的旋转。
一、活塞的工作条件活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。
活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。
活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
二、活塞的结构活塞由活塞顶部、头部和裙部三大部分组成。
（1）活塞顶部根据活塞顶部形状的不同可分为平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成形顶活塞。
（2）活塞头部活塞环槽以上的部分称为活塞头部。
上面加工有若干道用来安装气环与油环的环槽，上面的2~3道安装气环，下面的1~2道安装油环。
在油环槽的底面钻有许多径向小孔，可使油环刮下来的润滑油通过小孔流回油底壳。
全裙式裙部（3）活塞裙部活塞环以下的部分称为活塞裙部。
活塞裙部的作用是在气缸为活塞的运动导拖板时裙部向并承受侧压力。
活塞裙部有两种：全裙式裙部和拖板式裙部。
（4）活塞销座孔活塞销座孔的作用是安装活塞销，并将气体的压力传给连杆。
两座孔外端加工有卡环槽，用来安装卡环以限制活塞销的轴向窜动。
活塞在运动过程中受到侧压力的作用，而一般发动机的活塞销座孔轴线与活塞轴线垂直相交，这样的布置形式会使敲缸噪声大；将其偏移1~2mm，这样大减小的敲缸声。
活塞环活塞环装配在活塞环槽中，与活塞连杆组一起装于气缸体。
活塞环是保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并且要把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，由冷却水带走。
其中密封作用是主要的，因为密封是传热的前提。
如果密封性不好，高温燃气将直接从气缸表面流入曲轴箱。
这样不但由于环面和气缸壁面贴合不严而不能很好散热，而且由于外圆表面吸收附加热量而导致活塞和气环烧坏；油环起布油和刮油的作用，下行时刮除气缸壁上多余的机油，上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。
这样既可以防止机油窜入气缸燃烧掉，又可以减少活塞、活塞环与气缸壁的摩擦阻力，此外，油环还能起到封气的辅助作用。
活塞环的工作条环境极其恶劣，是寿命最短的零件之一。
为延长其使用寿命，通常第一道气环外圆面进行多孔镀铬处理。
其余的采用镀锡或磷化处理，以改善其磨合性。
（1）气环气环为一带切口的环状态结构，在自由状态下时其外形尺寸略大于气缸径。
气环的主要作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中高温、高压燃气窜入曲轴箱，并将活塞头部的大部分热量传给气缸壁，避免活塞过热。
（2）油环油环的作用是活塞上行时，使飞溅在气缸壁上的润滑油均匀颁布，有利于活塞、活塞环和气缸壁的润滑；活塞下行时，刮除气缸壁上多余的润滑油，防止润滑油窜入气缸燃烧。
活塞销活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并将活塞所承受的气体作用力传给连杆。
活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件较差，因此必须具有足够的刚度、强度和良好的耐磨性，质量尽可能小。
连杆组连杆组的作用是将活塞承受的力传给曲轴，将活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动。