一、受力分析及缸体

1、膨胀冲程：
Fp p S
Fp为活塞顶所承受的气体作用力，将其假设为一作 用在活塞销上的集中力，S为活塞顶面积，p为气体压 力。
(2)连杆：
F Fp p1 cos
式中β为连杆摆动角。
（3）活塞侧壁及汽缸壁：产生侧压力
FP2 Fptg
作用结果：侧压力可引起活塞的摆动
及活塞侧面与汽缸壁的摩擦与磨损。
（4）曲轴与轴承：气体压力沿连杆传到连杆 轴径处，使此处受压，又可分解为法向力R和 切向力S。
cos( ) R Fp cos
sin( ) S Fp cos
膨胀冲程
压缩冲程
特点：
（1）作用力小； （2）侧压力方向与膨胀冲程相反； （3）切向力S′为阻力。
由于曲柄连杆机构运动速度的大小和方向都是不 断变化的，所以要产生惯性力。为了分析方便，将 惯性力简化为往复惯性力和离心惯性力。
1、往复惯性力：是指活塞组件和连杆小头在汽缸 内作往复运动所产生的惯性力，用Pj表示。其大小 与机件的质量及加速度成正比，其方向总与加速度 的方向相反。
3、结论：
5、为保证运动零件的运动正常，汽缸 体在加工时应保证一定的加工精度。
•（2）采用多缸发动机，合理安排其作功顺序；
• 各缸着火间隔角应相等，保证运转平稳性；
• 曲轴的形状和曲拐的布置，取决于缸数、气缸 排列方式和发火次序。在布置多缸发动机的发火 次序时，为减轻主轴承载荷和避免进气重叠现象 发生，应使连续作功的两缸相距尽可能远些。
1）四缸机曲轴的曲拐布置和工作顺序：
1、保证汽缸体刚度、强度的结构措施wenku.baidu.com
（1）对多缸水冷式发动机，其缸体采用整体 铸造。
（2）相邻两气缸之间设有隔板和加强筋。
•3、采用龙门式或隧道式主轴承座孔的结构。
（1）水冷：冷却介质为水，水冷式发动机汽 缸体的中空夹层形成水套，储存冷却水，通 过水的循环流动，带走一部分热量，以增加 散热面积。
(三)要求
1、具有足够的强度、刚度 ； 2、良好的耐热性、耐磨性和耐蚀性 ； 3、冷却散热效果好； 4、结构紧凑，重量轻 5、具有必要的加工精度及粗糙度等。
(四)材料
一般用灰铸铁，风冷式发动机为保证刚度和强 度的同时，又能提高其散热效果，多制成双金 属缸体，即在铸铁或钢的汽缸套外面渗铝后再 铸上铝合金散热片。
（2）风冷：冷却介质为空气，风冷式发 动机汽缸体与曲轴箱分开铸造，而且汽缸 体与汽缸盖外表面铸有铝质散热片，以增 加散热面积。
在汽缸体内设置油道，利用润滑油来减 轻磨损，设置油道的方法有：
钻孔、铸入油管、安装油管。
为减轻汽缸壁的磨损，在汽缸壁上留有 与汽缸母线成60度~67度的绗磨或滚碾 纹路，以便储存润滑油。
机体组主要由汽缸体、曲轴箱、油 底壳、汽缸套、汽缸盖和汽缸垫等
组成 。
一、汽缸体
（一） 结构型式与功用 1、结构型式
汽缸体是汽缸的壳体，曲轴箱是支撑曲轴作旋转运动 的壳体，二者组成了柴油机的机体。其结构型式有整 体式和分体式两种。
整体式结构是将汽缸体与上曲轴箱铸成一体，仍统称 为汽缸体，通常用于水冷式柴油机。
四缸机作功行程间隔角应为720 °/4＝180°。其 曲轴将4个曲拐布置在同一平面内，且前后对称，即 1、4缸曲拐在曲轴轴线的同一侧，2、3缸曲拐在曲 轴轴线的另一侧。发动机的各缸工作次序有两种： 1—3—4—2 —1或1—2—4—3 —1 。我国的四缸发 动机都按1—3—4—2次序作功。
2）六缸机曲轴的曲拐布置和工作顺序：
1、功用：实现内燃机的工作循环，完
成能量的转换（化学能—热能—压力 能—机械能），并以曲轴旋转的形式 （曲轴具有一定的转速以及扭矩）向外 输出动力。
3、主要运动零件的基本运动形式：
（1）活塞：往复直线运动，还有摆动和颤 动等； （2）曲轴：旋转运动，还有振动等； （3）连杆：平面运动，即平动＋转动，将 活塞的往复直线运动与曲轴的旋转运动进行 相互转换。
分体式结构是将汽缸体与曲轴箱分开铸造再用螺栓连 接起来。多用于风冷式柴油机。
汽缸体是汽缸的壳体，由此形成容纳活塞并引 导活塞作往复运动的汽缸。 整体式汽缸体或分 体式的曲轴箱是组装柴油机的基础件，并由它 来保持柴油机各运动件相互之间的位置关系。
(二)工作条件
1、承受有较大的机械负荷； 2、承受较复杂的热负荷——燃烧气体给予汽 缸壁的热量，主要通过汽缸体来散失。
六缸机的作功间隔角应为720°／6=120 ° 。 其曲轴的6个曲拐分别布置在夹角为120 ° 的三个 平面内，前后对称，其中1、6缸，2、5缸和3、4缸 曲拐分别在曲轴轴线的同一侧共平面。
各缸作功次序为1—5—3 —6—2 —4 —1， 或为1— 4 — 2—6—3—5 — 1。
•2、惯性力的平衡：
• 由于惯性力作用，会产生附加载荷，引起机体振动，
影响发动机的可靠性及使用寿命，因此要考虑平衡措 施。
• 单缸机由于自身平衡性能最差，所以通常采用较为 复杂的平衡轴机构进行平衡；两缸机和三缸机虽然平 衡性能稍好，但是，也必须采取平衡措施，以达到平 衡惯性力矩，一种是在曲轴上设置平衡重块；书22页
•四缸机和六缸机的自身平衡性最好，可以不采取平衡 措施。但是为了消减曲轴局部上的附加弯矩作用，有 些发动机的曲轴上也设置平衡重块。
（1）在曲轴旋转一周中，其离心惯性力的水平 分力的作用方向改变一次；
（2）在曲轴旋转一周中，其离心惯性力的垂直 分力的作用方向也改变一次，且与往复惯性力 的作用方向一致，两者叠加，更进一步加剧了 发动机的上下振动。
1、曲轴旋转不平稳的原因：
2、提高平稳性的措施：
（1）在曲轴的后端装置一个飞轮；