第三章曲柄连杆机构
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汽车构造(第三版)习题册参考答案
第一章 汽车总体构造 第一节 汽车分类及结构一、填空1.动力、四个、四个、载运人员、货物2.乘用车、商用车辆3. 94. 115.客车、半挂牵引车、货车6.发动机、底盘、电气设备、车身7.发电机、蓄电池8.驾驶室、货厢9.滚动阻力、空气阻力、上坡阻力、加速阻力 10.ϕF ＝ϕN二、简答1.发动机是为汽车行使提供动力的装置。
其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。
2.底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。
3.一是发动机要有足够的功率；二是驱动轮与路面间要有足够的附着力。
第二节 汽车识别代码和技术参数一、名词解释1.汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
2.汽车满载时的总质量。
3.汽车最前端至前轴中心的距离。
4.汽车最后端至后轴中心的距离。
5.汽车满载时，最低点至地面的距离。
最小离地间隙越大，汽车越容易越过障碍物，但重心偏高，降低了稳定性。
6.汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。
转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。
7.汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。
二、简答1.（1）第一部分：世界制造厂识别代码（WMI）（2）第二部分：车辆说明部分（VDS）（3）第三部分：检验位（4）第四部分：车辆指示部分（VIS）2.（1）除挂车和摩托车外，标牌应固定在门铰链柱、门锁柱或与门锁柱接合的门边之一的柱子上，接近于驾驶员座位的地方；如果没有这样的地方可利用，则固定在仪表板的左侧。
如果那里也不能利用，则固定在车门内侧靠近驾驶员座位的地方。
（2）标牌的位置应当是除了外面的车门外，不移动车辆的任何零件就可以容易读出的地方。
（3）我国轿车的VIN码大多可以在仪表板左侧、风挡玻璃下面找到。
（4）美国规定应安装在仪表板左侧，在车外透过挡风玻璃可以清楚地看到而便于检查。
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
曲柄连杆机构讲课件
➢ 干式气缸套的特点：是气缸套装入气缸体后，其外 壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接 触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气 缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂， 内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热 不良。
气缸的排列方式：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。 气缸体还可以分成：直列式，V型和对置式三种。
曲柄连杆机构讲课件
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(1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列， 一般是垂直布置的。单列式气缸体 结构简单，加工容易，但发动机长 度和高度较大。一般六缸以下发动 机多采用单列式。例如捷达轿车、 富康轿车、红旗轿车所使用的发动 机均采用这种直列式气缸体。有的 汽车为了降低发动机的高度，把发 动机倾斜一个角度。
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。
曲柄连杆机构讲课件
上曲轴箱
曲柄连杆机构讲课件
曲柄连杆机构讲课件
3. 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。
高度小，总体布 置方便。轿车中 应用不多
曲柄连杆机构讲课件
气缸体：整体式气缸体和镶嵌式气缸体
类型
整体式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸体上
强度和刚度好，能承受大 负荷。成本高。
《曲柄连杆机构》课件
压缩机中的曲柄连杆机构
总结词
压缩机中的曲柄连杆机构是实现压缩气 体功能的关键部件，通过曲柄的旋转运 动带动连杆的往复运动，从而驱动活塞 在气缸内进行压缩气体的工作。
VS
详细描述
在压缩机中，曲柄连杆机构同样由曲轴、 连杆和活塞组成。曲轴的旋转运动通过连 杆传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复 运动，从而实现气体的压缩。这个机构的 设计和优化对于提高压缩机的性能和效率 同样至关重要。
类型与特点
总结词
根据结构和工作原理的不同，曲柄连杆机构可分为多种类型，如单缸、双缸和多缸等。
详细描述
曲柄连杆机构的类型和特点多种多样，根据其结构和工作原理的不同，可以分为单缸、双缸和多缸等多种类型。 不同类型的曲柄连杆机构具有不同的工作特性和应用场景，例如在摩托车、汽车和船舶等领域中都有广泛的应用 。
2023
PART 02
曲柄连杆机构的应用
REPORTING
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的关键部件，通过曲柄的旋转运动带动连杆的往复运动，从 而驱动活塞进行吸气、压缩、燃烧和排气工作。
详细描述
在内燃机中，曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活塞组成。曲轴是发动机的核心部件，通过曲轴的旋转运 动带动连杆，连杆再将往复运动传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复运动。这个机构的设计和优化 对于提高内燃机的性能和效率至关重要。
选择高强度、低摩擦系数的材料，提高机构的使用寿命和传动效率 。
降低曲柄连杆机构的能耗
1 2
优化曲柄连杆机构的运动特性
通过调整机构参数，降低机构在运动过程中的能 量损失。
应用节能技术
采用节能电机或采用能量回收技术，将机构在运 动过程中产生的能量进行回收利用。
《曲柄连杆机构》课件
详细描述
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
在曲柄连杆机构中，活塞在气缸内进行往复运动，由于连杆的摆动，使得活塞的直线运 动转变为曲轴的旋转运动。在这个过程中，曲轴的旋转运动将能量输出，驱动车辆或其 他机械运动。曲柄连杆机构的特点在于其能够将活塞的往复运动转变为旋转运动，从而
实现能量的高效转换。
分类与应用
总结词
曲柄连杆机构有多种分类方式，如按照曲轴 的形状可分为直列式和V型式，广泛应用于 汽车、摩托车等动力机械中。
缸体的材料选择也很重要，通常采用高强度合金钢或不锈钢制造，以提高其使用寿 命。
03
曲柄连杆机构的工作特性
运动特性
曲柄连杆机构是发动机中的重要 机构，它将活塞的直线运动转化 为曲轴的旋转运动，实现发动机
的做功过程。
曲柄连杆机构的运动特性包括曲 轴的旋转运动、活塞的往复直线
运动以及连杆的摆动运动等。
优化方法
采用数学建模、数值分析和计算机仿 真等方法进行优化设计。
优化流程
建立曲柄连杆机构的数学模型→确定 优化变量和约束条件→选择合适的优 化算法→进行优化计算→分析优化结 果→改进设计。
优化实例与结果分析
优化实例
以某实际应用的曲柄连杆机构为例，进行优化设计。
结果分析
通过对比优化前后的性能指标，分析优化效果。例如，运动性能提升、能耗降 低、振动减小等。同时，对优化后的曲柄连杆机构进行实验验证，确保优化结 果的可靠性和实用性。
05
曲柄连杆机构的常见问题与维护
常见问题与原因分析
01
02
03
04
曲柄连杆机构异响
由于润滑不良、装配间隙不当 或零件疲劳损坏等原因，可能 导致或曲轴轴瓦材料疲劳 极限较低可能导致曲轴轴瓦烧 蚀，影响曲柄连杆机构的正常 运转。
曲柄连杆机构课件
节能环保设计理念的应用
高效能设计
优化曲柄连杆机构的结构 设计，提高发动机的燃烧 效率，降低燃油消耗和排 放。
绿色制造工艺
采用环保的制造工艺，减 少对环境的污染，同时降 低生产成本。
可回收与再利用
设计可回收和再利用的曲 柄连杆机构，降低资源消 耗和环境污染，实现可持 续发展。
将电动机的旋转运动转化为输送带的往复运动，从而实现货物的输送。
03
曲柄连杆机构的优化设计
减小曲柄连杆机构的振动
1 2
优化曲柄连杆机构的结构设计
通过改进结构设计，降低机构运动时的振动。
选用高刚度材料
采用高刚度材料制造曲柄连杆机构，提高机构的 抗振性能。
3
合理配置平衡块
通过配置平衡块来平衡机构运动时的惯性力，减 少振动。
曲柄连杆机构课件
目录 Contents
• 曲柄连杆机构概述 • 曲柄连杆机构的应用 • 曲柄连杆机构的优化设计 • 曲柄连杆机构的常见问题与解决方案 • 曲柄连杆机构的发展趋势与展望
01
曲柄连杆机构概述
定义与组成
定义
曲柄连杆机构是发动机中的主要运动机构，它将活塞的往复运动转换为曲轴的旋 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，以驱动汽车的运 行。
根据曲柄连杆机构的工作需求，选择 具有合适强度、刚度和耐磨性的材料 。
考虑材料的加工性能
注重环保和可持续性
优先选择可再生、可回收或低环境影 响材料，促进可持续发展。
选用易于加工和制造的材料，降低制 造难度和成本。
04
曲柄连杆机构的常见问题与 解决方案
曲轴断裂问题
曲轴断裂是曲柄连杆机构中常见的问题之一，通常是由于曲轴承受过大的扭矩或 弯曲应力所导致的。
第三章机体零件与曲柄连杆机构
制成的气缸盖到最后必须在发动机冷的状态下拧紧，
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲
变形，裙部挤压变形；
★热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 气缸套下端带1-3道 橡胶封水圈），且 上端与气缸体内孔 配合紧，下端配合 松，以方便推入气 缸体内孔。
湿式缸套压配在气缸
体内孔时，上部凸肩
顶面高出气缸体顶面
0.05-0.15 mm，这样 紧固缸盖时，可将缸 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
这样，发动机热起来时会增加密封性，因为铝合金气缸 盖的热膨胀比钢螺栓的大；铸铁气缸盖则一般在发动机
热车时最后拧紧，因为装配时拧紧的螺栓在发动机工
作初始后不久会松弛。
思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若无据可查 时怎么办？
四、汽缸垫（链接录像）
1、功用：弥补不平度，防漏 2、型式： （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） （2）、实心弹性金属片（用于强化） （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） 3、“呲垫儿”： 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面 朝汽缸体
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲
变形，裙部挤压变形；
★热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。
机械变形
热变形
结论： 机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 壁厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 气缸套下端带1-3道 橡胶封水圈），且 上端与气缸体内孔 配合紧，下端配合 松，以方便推入气 缸体内孔。
湿式缸套压配在气缸
体内孔时，上部凸肩
顶面高出气缸体顶面
0.05-0.15 mm，这样 紧固缸盖时，可将缸 汽缸壁
2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热，影 响充气效率，降低发动机功率）
3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直喷 式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸盖 内部）。
（3）按冷却 方式分： a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上
汽车构造课件-第三章曲柄连杆机构
工作性能优化
优化曲柄连杆机构的工作性能，如提 高压缩比、增强燃油喷射效果等，以 提高发动机的功率和扭矩输出。
通过改进润滑系统、优化燃油喷射和 点火正时等措施，降低发动机的振动 和噪音，提高曲柄连杆机构的工作平 稳性和可靠性。
05 曲柄连杆机构的故障诊断 与维护
常见故障与原因分析
曲轴轴颈磨损
由于润滑不良或承受过 大的压力，导致曲轴轴
活塞在气缸内的运动规律与发动机的 工作循环密切相关，是实现发动机工 作过程的基础。
曲轴的旋转运动
曲轴是发动机中最重要的部件之一，其旋转运动 是实现能量转换的关键环节。
曲轴的旋转方向取决于发动机的工作循环，在四 冲程发动机中，曲轴的旋转方向在吸气和压缩冲 程中与活塞运动方向相反，而在做功和排气冲程 中与活塞运动方向相同。
曲轴通过连杆将活塞的往复运动转化为自身的旋 转运动，进而将热能转化为机械能。
曲轴的旋转速度决定了发动机的转速，是衡量发 动机性能的重要参数。
连杆的摆动与传递
连杆是连接活塞与曲轴的关键 部件，其摆动与传递是实现能
量转化的重要环节。
连杆通过上下摆动将活塞的往 复运动传递给曲轴，使曲轴能
够实现旋转运动。
飞轮等部件，下曲轴箱用于安装曲轴、
气压力和惯性力等载荷。
连杆等部件。
03 曲柄连杆机构的工作原理
活塞的运动规律
活塞在气缸内的运动是由连杆带动实 现的，其运动规律包括上下往复运动 和左右旋转运动。
活塞在气缸内的运动轨迹呈椭圆形， 其长轴与曲轴的旋转轴线平行，短轴 与曲轴的旋转轴线垂直。
活塞上行的速度较快，下行的速度较 慢，这是由于曲轴的旋转运动产生的 惯性力和重力作用的结果。
转。
活塞通常由活塞头、活塞裙和活 塞销座等组成，活塞头上有若干 个环槽，用于安装活塞环，以保
曲柄连杆机构-优质课件
2、活塞的选配要求有哪些？
1）活塞环的弹力检验 2）活塞环的漏光度检验 3）活塞环“三隙”的检验 端隙0.1----0.6mm 侧隙0.03---0.075mm 背隙0---0.35mm
5、连杆的检修 （1）连杆裂纹检修 （2）连杆大头内孔磨损检修：圆度和 圆柱度误差不大于0.025mm。 （3）连杆螺栓的检修 （4）连杆变形的检验： 弯曲、扭曲，用连杆校正仪进行。
3、飞轮的检修 （1）飞轮齿圈的检修：断齿或齿端耗损 严重，超过30℅或连续损坏4齿，应更换。 （2）飞轮工作平面的修整 飞轮工作平面的有严重烧蚀或磨损沟槽 深弃超过0.5mm,平面度误差为大于 0.2mm,飞轮厚度极限减薄量1mm。应更 换。
（3）飞轮螺栓孔的检修
小结： 作业： 1、曲轴的检修要求是什么？ 2、曲轴轴承的选配要求有哪些？修理 方法是什么？ 3、飞轮的检修方法是什么？
曲轴飞轮组的组成：曲轴、飞轮、扭转 减振器、皮带轮、正时齿轮等。 一、曲轴 曲轴的组成：
结构： 曲轴轴颈 平衡重 连杆轴颈 前端轴 后端轴
曲柄
曲拐
曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。
三、曲轴飞轮给的检修 曲轴的损伤：轴颈磨损、弯扭变形和裂 纹 1、曲轴的检修 （1）裂纹的检修：磁力探伤和染色法， 修复：细小裂纹可用磨削法。 （2）曲轴弯曲的检修：用百分表在V型 架上检测，用冷压校正和敲击校正。 （3）曲轴扭曲变形的检修：用百分表在 V型架上检测。用冷压校正和敲击校正。
3、连杆衬套的修配 (1)连杆衬套的更换：过 盈量0.1—0.2mm
4、活塞环的选配 （1）活塞环的损伤 磨损、弹性减弱和折断等。 （2）活塞环的选配 与气缸、活塞的修理尺寸一致，具有 规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环漏光度、端隙、侧隙、和背隙应符 合原厂规定。
03 曲柄连杆机构
活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是 燃烧室的组成部分。 活塞在高温、高压、热膨胀系数大。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
活塞一般视为由顶部、头部和裙部三部分构成。顶部是燃烧室的组成部分，用来承 受气体压力；头部指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，用于安装活塞环；裙部指从油 环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。
活塞裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功 行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部承受侧压力 的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
拖鞋式 半拖鞋式
发动机工作时，活塞在侧向力和气体力的作用下发生机械变形，受热膨胀时则发生热变 形。这两种变形的结果都会使裙部的形状和尺寸发生变化。
汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁和气缸盖低部构成，其形状主要取决于气缸盖下 方的凹陷空间，基本要求是结构紧凑、面容比小，进气阻力小，能产生进气涡流。常见 的形式有，楔形、浴盆形、半球形 、多球形 、篷形。
三、气缸衬垫
气缸衬垫（气缸垫）装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体 接触面之间的密封，防止漏气，漏水和漏油。按材料分为金属-石棉衬垫、金属-复 合材料衬垫和全金属衬垫。
气缸壁
成本 寿命
(1) 平底式：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，优点是机体高度小，重量轻，结 构紧凑，加工方便；缺点是刚度和强度较差。
(2) 龙门式：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，优点是弯曲刚度和扭转刚度都好， 能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，加工较困难。
(3) 隧道式：主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚 度和强度大，缺点是曲轴拆装不方便。
第三章机体组及曲柄连杆机构-2-9-59页PPT文档资料
油环刮油原理
异向外导 角油环
同向外导 角油环
异向外导 角油环
鼻式油环
双鼻式油环
油环断面形状
活塞销
材料
低碳钢或低碳合金钢
活塞与活塞销 半浮式
连4接方工式作条件
全浮式
圆柱形 组合形 两端截锥形
活塞与活塞销连接方式
全浮式
半浮式
活塞在 70~90ºC 水或油中加热，然后将销装入
3.3 连杆组
连杆小头
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
应用 广泛
注不 意宜 安作 装第 方一 向道 。环
。
反注 扭意 曲安 环装
的主 第要 一用 道于 环柴
油 机
开槽环 顶岸环 （见72）
泵油 无泵油 无泵油 无泵油 泵油
扭曲环断面扭转原理(自学）
梯形环工作示意图
油环（自学）
类型:槽孔式； 槽孔撑簧式； 钢带组合式
环槽护圈：
耐热、耐磨
活塞裙部： 头部以下部位
裙部表面的保护 1）镀锡或镀锌 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。
活 塞 受 力 情 况
为防止敲缸、抱死，保证正常工作，裙部结 构常采用的措施
迷宫式 密封
安装时，各环切口位置均匀错开，并 避开小孔和侧压力最大方向。
气环泵油作用:
气环断面类型
矩形环 平面环
锥形环 扭曲环 梯形环
桶面环
面接触 线接触 点接触 面接触 圆弧线接触
形状简单 上行布油
装入气缸后能扭 曲变形；
抗结胶
第三周曲柄连杆机构1-2
活塞连 杆组
曲轴飞 轮组
3
认识曲柄连杆机构主要零件
1.机体组的构成4来自认识曲柄连杆机构主要零件
2.活塞连杆组构成
5
认识曲柄连杆机构主要零件
3. 曲轴飞轮组零件构成
6
本小节结束
曲柄连杆机构基础
了解曲柄连杆机构的作用和构成
1
• 一、曲柄连杆机构作用
作用：燃料燃烧产生 的气体压力直接作用 在活塞顶上，推动活 塞作往复直线运动。 经活塞销、连杆和曲 轴，将活塞的往复运 动转换为曲轴的旋转 运动，并对外输出动 力。
2
• 二、曲柄连杆机构构成
机体组
曲柄连杆机构
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
第三章-曲柄连杆结构
发动机过冷或过热；
在燃烧室的型式、气缸内的涡流运动、压缩 终了的温度和压力、供油规律和喷射质量等 方面，设计上存在问题；
空气滤清器严重阻塞，使进气量不足。
2021/4/9
52
非均匀而粗暴的响声
个别缸供油时间太早，亦即供邮间隔不 均匀；
个别缸供油量大，亦即供油不均匀度超 过标准；
部位，准确的将其诊断出来。
2021/4/9
30
异响类型
机械异响 燃烧异响 空气动力异响 电磁异响
2021/4/9
31
异响的原因
1、机械异响：主要是运动副配合间隙太大和配合 面有损伤，运转中引起冲击和振动造成的。
2、燃烧异响：主要是发动机不正常燃烧造成的。
3、空气动力异响：主要是发动机进气口、排气口 和运转中的风扇处，因气流运动而造成的。
2021/4/9
35
曲轴主轴承响的原因
主轴承盖固定螺钉松动； 主轴承减磨合金烧毁或脱落； 主轴承和轴颈、轴向止推装置磨损过
甚，造成径向和轴向间隙过大； 曲轴弯曲； 机油压力太低或机油变质。
2021/4/9
36
连杆轴承响
现象： 当发动机突然加速时，有“当当当”连续明显、
轻而短促的金属敲击声，是连杆轴承响的主要特征； 轴承严重松旷时，怠速运转也能听到明显的响声， 且机油压力降低；发动机温度变化时响声不变化； 响声随发动机负荷增加而加剧；单缸断火时响声明 显减弱或消失，复火瞬间响声有出现或连续出现两 个响声。
配气凸轮外形加工不准或磨损过甚， 造成缓冲段效能下降，加重了挺杆对 气门脚的冲击；
气门脚处润滑不良。
2021/4/9
44
气门落座响的原因
气门杆与其导管配合间隙太大； 气门头部与其座圈接触不良； 气门座圈松动； 气门脚间隙太大。
【课件】第三章曲柄连杆机构PPT
以缸套外表面凸出圆环带A和B实现径向定 位，轴向定位是利用缸套上部凸缘与机体顶 部相应的支承面C，如图3-6所示。
图3-6 干缸套和湿缸套
【2019/11/2】
三、气缸盖（材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金铸造）
1、气缸盖结构（如图3-7所示）
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
1、气缸套分干缸套和湿缸套两种： ● 干式气缸套：气缸套的外表面不直接与 冷却水接触。优点是不易漏气漏水，缸体结 构刚度大，缸心距小，质量轻；缺点是冷却 效果较差，温度分布不均匀，容易发生局部 变形。 ● 湿式气缸套：气缸套外表面直接与冷却 水接触。优点是气缸体上没有封闭的水套， 铸造方便，冷却效果好，容易拆卸更换；缺 点是强度和刚度差，容易漏气漏水。 2、缸套定位：
● 一般式气缸体：安装油底壳的加工面与曲轴旋转中心轴线齐平，多用于中小型发动机。
● 龙门式气缸体：气缸体安装油底壳的加工面低于曲轴旋转中心轴线，多用于大中型发动机 ● 隧道式气缸体：主轴承座孔为整体式，装用滚动轴承，主要用在负荷较大的柴油机上。
【2019/11/2】
图3-3 机体的结构形式
2、按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成以下三种形式:如图3-4所示。 ● 直列式：发动机各气缸排成一直列，其特点是结构简单，加工容易，发动机的平衡性最好， 但发动机高度和长度大，多用于六缸以下的发动机。例如，一汽红旗CA7220、宝来、捷达和大 众波罗等型轿车。 ● V形：发动机气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角小于180º。气缸体的长度和高度缩 短了，刚度增加了；但发动机的宽度增加了，且形状复杂，加工较困难。多用于6缸以上大功率 发动机，如奥迪A6、广州08款雅阁轿车均装备V6发动机。 ● 对置式：气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角为180º。其优点是气缸体的高度小，重 心低，总体布置方便，风冷效果好，发动机平衡性较好，如保时捷2.5L6。
图3-6 干缸套和湿缸套
【2019/11/2】
三、气缸盖（材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金铸造）
1、气缸盖结构（如图3-7所示）
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
1、气缸套分干缸套和湿缸套两种： ● 干式气缸套：气缸套的外表面不直接与 冷却水接触。优点是不易漏气漏水，缸体结 构刚度大，缸心距小，质量轻；缺点是冷却 效果较差，温度分布不均匀，容易发生局部 变形。 ● 湿式气缸套：气缸套外表面直接与冷却 水接触。优点是气缸体上没有封闭的水套， 铸造方便，冷却效果好，容易拆卸更换；缺 点是强度和刚度差，容易漏气漏水。 2、缸套定位：
● 一般式气缸体：安装油底壳的加工面与曲轴旋转中心轴线齐平，多用于中小型发动机。
● 龙门式气缸体：气缸体安装油底壳的加工面低于曲轴旋转中心轴线，多用于大中型发动机 ● 隧道式气缸体：主轴承座孔为整体式，装用滚动轴承，主要用在负荷较大的柴油机上。
【2019/11/2】
图3-3 机体的结构形式
2、按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成以下三种形式:如图3-4所示。 ● 直列式：发动机各气缸排成一直列，其特点是结构简单，加工容易，发动机的平衡性最好， 但发动机高度和长度大，多用于六缸以下的发动机。例如，一汽红旗CA7220、宝来、捷达和大 众波罗等型轿车。 ● V形：发动机气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角小于180º。气缸体的长度和高度缩 短了，刚度增加了；但发动机的宽度增加了，且形状复杂，加工较困难。多用于6缸以上大功率 发动机，如奥迪A6、广州08款雅阁轿车均装备V6发动机。 ● 对置式：气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角为180º。其优点是气缸体的高度小，重 心低，总体布置方便，风冷效果好，发动机平衡性较好，如保时捷2.5L6。
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
第三章 曲柄连杆机构
制作：程金铭
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。 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） ）涂石墨 柴油机 柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 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， 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存 机油润滑。 机油润滑。
制作：程金铭
（1）按气缸体与 ） 油底壳安装平面位 置不同分为
名称 性能
油底壳安装平 面和曲轴旋转 中心在同一高 度。
应用
机体高度小、 机体高度小、重 492Q汽油 汽油 一般式 量轻、结构紧凑， 量轻、结构紧凑， 机，90系 系 平分式） 便于加工拆卸。 （平分式） 便于加工拆卸。 列柴油机。 列柴油机。 刚度和强度差。 刚度和强度差。 龙门式 捷达轿车、 捷达轿车、 强度和刚度较好。 强度和刚度较好。 富康轿车、 富康轿车、 工艺性差、 工艺性差、结构 桑塔纳轿 笨重、加工困难。 笨重、加工困难。 车 结构紧凑、 结构紧凑、刚度 负荷较大 和强度好。 和强度好。难加 的柴油机 工艺性差、 工、工艺性差、 上。 曲轴拆卸不方便。 曲轴拆卸不方便。 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。 孔为整体式。
制作：程金铭
三、工作条件
承受机械载荷： 承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 、气体压力、惯性力、离心力、 2、汽车行驶中产生的冲击力。 、汽车行驶中产生的冲击力。
制作：程金铭
§3.2 机体组
机体组组成： 机体组组成：
气缸垫 气缸盖 油道和水道 气缸体 曲轴箱
油底壳 气缸
制作：程金铭
连杆组件分解图
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。
第三章曲柄连杆机构
根据气缸体与油底壳安装平面位置不同，通常把气缸 体分为一般式、龙门式和隧道式三种。
第三章 曲柄连杆机构
为了能够使气缸内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。
第三章 曲柄连杆机构
二、气缸套
气缸直接镗在气缸体上称为整体式气缸，整体式气
缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，但这种气缸对
材料要求高，成本高。
干式气缸套
第三章 曲柄连杆机构
湿式气缸套
第三章 曲柄连杆机构
三、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。
第三章 曲柄连杆机构
四、汽油机燃烧室
第三章 曲柄连杆机构
五、气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其作用是保证气缸 盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
活塞环密封面
气环开口形状
第三章 曲柄连杆机构
气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、 锥面环、梯形环和桶面环。
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
2. 油环
第三章 曲柄连杆机构
三、活塞销
活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受 的气体压力传给连杆。
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
3. 连杆大头
（1）连杆大头的形式
1）平分
第三章 曲柄连杆机构
2）斜分
斜分式连杆及其定位方法
第三章 曲柄连杆机构
（2）连杆轴瓦 为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损, 连杆大头 孔内装有瓦片式滑动轴承， 简称连杆轴瓦。
连杆轴瓦 1—钢背 2—油槽 3—定位凸键 4—减磨合金杆轴瓦
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
为了能够使气缸内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。
第三章 曲柄连杆机构
二、气缸套
气缸直接镗在气缸体上称为整体式气缸，整体式气
缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，但这种气缸对
材料要求高，成本高。
干式气缸套
第三章 曲柄连杆机构
湿式气缸套
第三章 曲柄连杆机构
三、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。
第三章 曲柄连杆机构
四、汽油机燃烧室
第三章 曲柄连杆机构
五、气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其作用是保证气缸 盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
活塞环密封面
气环开口形状
第三章 曲柄连杆机构
气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、 锥面环、梯形环和桶面环。
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
2. 油环
第三章 曲柄连杆机构
三、活塞销
活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受 的气体压力传给连杆。
第三章 曲柄连杆机构
第三章 曲柄连杆机构
3. 连杆大头
（1）连杆大头的形式
1）平分
第三章 曲柄连杆机构
2）斜分
斜分式连杆及其定位方法
第三章 曲柄连杆机构
（2）连杆轴瓦 为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损, 连杆大头 孔内装有瓦片式滑动轴承， 简称连杆轴瓦。
连杆轴瓦 1—钢背 2—油槽 3—定位凸键 4—减磨合金杆轴瓦
第三章 曲柄连杆机构
单元3-曲柄连杆机构
单元3 曲柄连杆机构的认知
一、曲柄连杆机构的功用 曲柄连杆机构功用：是将往复活塞式内燃机燃料的化学能通过燃 烧放出热能，再转换为机械能的主要机构，并且通过曲柄连杆机构， 将活塞的往复直线运动，经过连杆的摆动转变为曲轴的旋转运动， 向外输出转矩。图源自-1 曲柄连杆机构在发动机中的位置
二、曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构组成：由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三个 部分组成。
图3-27 油环 a)普通油环 c)组合油环
图3-28 油环的刮油及涂油作用 a)活塞下行 b)活塞上行
三、活塞销的结构及类型
图3-29 活塞销的结构
四、连杆的结构及类型
图3-30 连杆
图3-31 平切口连杆
图3-32 斜切口连杆
图3-33 轴瓦的结构
图3-34 V形发动机连杆结构的种类 a)并列式 b)主副式 c)叉式
柴油机的燃烧室-统一式燃烧室
图3-14 统一式燃烧室的结构
柴油机的燃烧室-分隔式燃烧室
图3-15 分隔式燃烧室 a)涡流式燃烧室 b)预燃式燃烧室
四、气缸垫的结构
图3-16 气缸垫的结构
课题2 活塞连杆组的组成及主要部件的作用
图3-17 活塞连杆组
一、活塞的结构及类型 • 活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞 销将压力传给连杆，从而驱动曲轴旋转。 • 活塞可分为三部分：活塞顶、活塞头、活 塞裙。
图3-36 曲轴的组成
图3-37 曲轴的支承形式 a)全支承曲轴 b)非全支承曲轴
图3-38 曲轴的受力及平衡重的布置
a)曲轴的受力 b)平衡重的布置
图3-39 曲轴上的润滑油孔和润滑油道
二、发动机工作循环分析
多缸发动机的发火顺序应遵循一定的原则：
一、曲柄连杆机构的功用 曲柄连杆机构功用：是将往复活塞式内燃机燃料的化学能通过燃 烧放出热能，再转换为机械能的主要机构，并且通过曲柄连杆机构， 将活塞的往复直线运动，经过连杆的摆动转变为曲轴的旋转运动， 向外输出转矩。图源自-1 曲柄连杆机构在发动机中的位置
二、曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构组成：由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三个 部分组成。
图3-27 油环 a)普通油环 c)组合油环
图3-28 油环的刮油及涂油作用 a)活塞下行 b)活塞上行
三、活塞销的结构及类型
图3-29 活塞销的结构
四、连杆的结构及类型
图3-30 连杆
图3-31 平切口连杆
图3-32 斜切口连杆
图3-33 轴瓦的结构
图3-34 V形发动机连杆结构的种类 a)并列式 b)主副式 c)叉式
柴油机的燃烧室-统一式燃烧室
图3-14 统一式燃烧室的结构
柴油机的燃烧室-分隔式燃烧室
图3-15 分隔式燃烧室 a)涡流式燃烧室 b)预燃式燃烧室
四、气缸垫的结构
图3-16 气缸垫的结构
课题2 活塞连杆组的组成及主要部件的作用
图3-17 活塞连杆组
一、活塞的结构及类型 • 活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞 销将压力传给连杆，从而驱动曲轴旋转。 • 活塞可分为三部分：活塞顶、活塞头、活 塞裙。
图3-36 曲轴的组成
图3-37 曲轴的支承形式 a)全支承曲轴 b)非全支承曲轴
图3-38 曲轴的受力及平衡重的布置
a)曲轴的受力 b)平衡重的布置
图3-39 曲轴上的润滑油孔和润滑油道
二、发动机工作循环分析
多缸发动机的发火顺序应遵循一定的原则：
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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
第三章曲柄连杆机构
3、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。
第三章曲柄连杆机构
活塞顶分类
形状 平顶
凸顶
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。
第三章曲柄连杆机构
二、曲轴箱
1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压
桑塔纳发动机油底壳
第三章曲柄连杆机构
三、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：由于接触温度中心在同一高 度。
名称
性能
应用
一般式 （平分式）
机体高度小、重 量轻、结构紧凑， 便于加工拆卸。 刚度和强度差。
492Q汽油 机，90系 列柴油机。
龙门式 隧道式
强度和刚度较好。 工艺性差、结构 笨重、加工困难。
捷达轿车、 富康轿车、 桑塔纳轿 车
结构紧凑、刚度 和强度好。难加 工、工艺性差、 曲轴拆卸不方便。
第三章曲柄连杆机构
§3.2 机体组
机体组组成：
气缸盖
气缸体
气缸垫 油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
第三章曲柄连杆机构
一、气缸体与曲轴箱
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。
一汽奥迪100汽车发动机气缸体 2、气缸体的分类：
第三章曲柄连杆机构
（1）按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为
第三章 曲柄连杆机构
•机体组 •活塞连杆组 •曲轴飞轮组
第三章曲柄连杆机构
§3.1 概述
一、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
第三章曲柄连杆机构
三、工作条件
承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行驶中产生的冲击力。
连杆轴瓦 连杆盖
第三章曲柄连杆机构
（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。
凹顶
示意图
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。
第三章曲柄连杆机构
（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
气环槽
工作条件 最恶劣， 应离顶部 远些。
成气缸套，再装到 便于修理和更换气
一般材料制成的气 缸套，延长了气缸
缸体内。
体的使用寿命。
第三章曲柄连杆机构
（5）干缸套和湿缸套
名称
特点
外壁不直接与冷却 干缸套 水接触。壁厚
1~3mm。
示意图
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
性能如何？
湿缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
第三章曲柄连杆机构
高度小，总 体布置方便。
对置气缸式发动机
第三章曲柄连杆机构
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
1、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 2、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
类型 整体式
镶嵌式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸 体上
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。
用耐磨优质材料制 降低了制造成本，
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。
第三章曲柄连杆机构
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
第三章曲柄连杆机构
（二）活塞环
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里
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
捷达 奥迪
第三章曲柄连杆机构
（九）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。
2、材料：有弹性、耐热性、耐压性 3、安装时注意方向
第三章曲柄连杆机构
§3.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
（1）气环
作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞 顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带 走。
很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
第三章曲柄连杆机构
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
衬垫 安装火花塞
第三章曲柄连杆机构
二、燃烧室
名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程段、
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
活塞销孔
油环槽
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。
第三章曲柄连杆机构
（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，并承受侧压力，
防治破坏油膜。
第三章曲柄连杆机构
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。
第三章曲柄连杆机构
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形
负荷较大 的柴油机 上。
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。
第三章曲柄连杆机构
（2）根据冷却方式不同
1、水冷 2、风冷
散热片 风冷气缸体和气缸盖
第三章曲柄连杆机构
（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。
缩短了机体的长度和高 度，增加了刚度，减轻 了发动机的重量；形状 复杂，加工困难。
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
第三章曲柄连杆机构
3、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。
第三章曲柄连杆机构
活塞顶分类
形状 平顶
凸顶
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。
第三章曲柄连杆机构
二、曲轴箱
1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压
桑塔纳发动机油底壳
第三章曲柄连杆机构
三、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：由于接触温度中心在同一高 度。
名称
性能
应用
一般式 （平分式）
机体高度小、重 量轻、结构紧凑， 便于加工拆卸。 刚度和强度差。
492Q汽油 机，90系 列柴油机。
龙门式 隧道式
强度和刚度较好。 工艺性差、结构 笨重、加工困难。
捷达轿车、 富康轿车、 桑塔纳轿 车
结构紧凑、刚度 和强度好。难加 工、工艺性差、 曲轴拆卸不方便。
第三章曲柄连杆机构
§3.2 机体组
机体组组成：
气缸盖
气缸体
气缸垫 油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
第三章曲柄连杆机构
一、气缸体与曲轴箱
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。
一汽奥迪100汽车发动机气缸体 2、气缸体的分类：
第三章曲柄连杆机构
（1）按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为
第三章 曲柄连杆机构
•机体组 •活塞连杆组 •曲轴飞轮组
第三章曲柄连杆机构
§3.1 概述
一、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
第三章曲柄连杆机构
三、工作条件
承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行驶中产生的冲击力。
连杆轴瓦 连杆盖
第三章曲柄连杆机构
（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。
凹顶
示意图
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。
第三章曲柄连杆机构
（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
气环槽
工作条件 最恶劣， 应离顶部 远些。
成气缸套，再装到 便于修理和更换气
一般材料制成的气 缸套，延长了气缸
缸体内。
体的使用寿命。
第三章曲柄连杆机构
（5）干缸套和湿缸套
名称
特点
外壁不直接与冷却 干缸套 水接触。壁厚
1~3mm。
示意图
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
性能如何？
湿缸套
外壁直接与冷却水 接触。壁厚5~9mm。
第三章曲柄连杆机构
高度小，总 体布置方便。
对置气缸式发动机
第三章曲柄连杆机构
（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体
1、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 2、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
类型 整体式
镶嵌式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸 体上
强度和刚度好，能 承受大负荷。成本 高。
用耐磨优质材料制 降低了制造成本，
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。
第三章曲柄连杆机构
开槽活塞（汽油机）
圆槽
绝热槽 膨胀槽
第三章曲柄连杆机构
（二）活塞环
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里
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
捷达 奥迪
第三章曲柄连杆机构
（九）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。
2、材料：有弹性、耐热性、耐压性 3、安装时注意方向
第三章曲柄连杆机构
§3.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
（1）气环
作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞 顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带 走。
很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
第三章曲柄连杆机构
气缸盖罩 气缸盖 气缸垫
衬垫 安装火花塞
第三章曲柄连杆机构
二、燃烧室
名称
特点
示意图
结构紧凑、火焰行程段、
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
活塞销孔
油环槽
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。
第三章曲柄连杆机构
（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，并承受侧压力，
防治破坏油膜。
第三章曲柄连杆机构
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。
第三章曲柄连杆机构
（4）活塞形状
销座方向
桶形
不受压力的 部分，去掉 后可以减轻 质量。
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形
负荷较大 的柴油机 上。
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。
第三章曲柄连杆机构
（2）根据冷却方式不同
1、水冷 2、风冷
散热片 风冷气缸体和气缸盖
第三章曲柄连杆机构
（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。
缩短了机体的长度和高 度，增加了刚度，减轻 了发动机的重量；形状 复杂，加工困难。