曲柄连杆机构

要求：活塞质量小，强度高，热膨胀系数小， 导热性好和耐磨损。 活塞的材料：铝合金
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活塞的基本构造
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活塞顶部
汽油机：
1、平顶：汽油机多采用。 2、凸顶 3、凹顶
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柴油机：各种型式凹坑
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活塞头部
头部：活塞环槽以上部位。 环槽：气环槽和油环槽。 隔热槽：降低第一道环的温度。 护圈：高锰奥氏体铸铁。
2、工作条件要求：刚 度、强度、耐磨、 耐腐蚀
3、材料：铸铁或铝合 金
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4、构造： （1）机体的结构形式：
平底式：曲轴中心线与曲轴箱上下结合面一致 龙门式：曲轴箱上下结合面低于曲轴中心线 隧道式：主轴承座、盖一体
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（2）气缸的排列型式：直列式、V型式、水平对置式
• 材料：薄钢板冲压 而成。
• 外形：其形状决定 于发动机总体布置 和机油的容量，内 部有隔板。
• 底部有放油螺塞。
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五、发动机的支承
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第三节 活塞连杆组
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一、功用及组成
• 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。 • 其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转
4. 汽油机保证火焰传播距离最短，以防止发生 不正常燃烧；柴油机燃烧室形状应与燃油喷 射、空气涡流运动进行良好的配合。
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汽 油 机 燃 烧 室 的 形 状
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5、柴油机燃烧室 （1）直喷式燃烧室：ω型、球形
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（2）分隔式燃烧室：涡流室燃烧室、预燃室燃烧室
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。
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二、活塞组
1、活塞
活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力， 并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴 旋转。活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共同组 成燃烧室。 活塞的工作条件：高温、高压、高速
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活塞的冷却
• 自由喷射冷却法 • 振荡冷却法 • 强制冷却法
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活塞的表面处理
• 根据不同的目的和要求，进行不同的活塞表面
• 1)活塞顶进行硬模阳极氧化处理，形成高硬度 的耐热层，增大热阻，减少活塞顶部的吸热量。
• 2)活塞裙部镀锡或镀锌，可以避免在润滑不良 的情况下运转时出现拉缸现象，也可以起到加
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活塞销座的偏置结构
• 在许多高速发动机中，活塞销孔轴线朝主推力面 一侧偏离活塞轴线1～2mm（向做功行程中受侧压 力的一方偏移1-2mm）。压缩压力将使活塞在接 近上止点时发生倾斜，活塞在越过上止点时，将 逐渐地由次推力面转变为由主推力面贴紧气缸壁， 从而消减了活塞对气缸的拍击。
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• 干缸套：不 直接与冷却 水接触，壁 厚一般为 1~3mm。
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• 湿缸套：与冷却水直接接触，壁厚一般为 5~8mm。
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二、气缸盖
1、功用： 气缸盖的主要功用是密封气缸上部，并与活
塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。
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2、气缸盖的工作条件和材料：
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活塞裙部 • 活塞的工作条件对裙部产生的影响
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采取的措施
• 预先将活塞裙部加工成椭圆形; • 预先将活塞裙部做成锥形、阶梯形或桶形; • 拖鞋式裙部; • 预先在活塞裙部开槽; • 裙部铸恒范钢; • 自动热补偿活塞; • 镶筒形钢片的活塞.
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• 对燃烧室的基本要求 汽油机常用燃烧室形状的分类
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对燃烧室的基本要求
1. 结构尽可能紧凑，表面积要小，以减少热量 损失，提高发动机的热效率；
2. 增大进气门直径或进气道通过面积，以增加 进气量，进而提高发动机转矩和功率；
3. 要使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运 动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得 到及时和充分的燃烧。
• 3)在活塞裙部涂覆石墨，石墨涂层可以加速磨 合过程，可使裙部磨损均匀，在润滑不良的情
工作条件： 机械负荷、热负荷
材料： 要求导热性好、机械强度与热强度高、 铸造性能好，因此，一般采用铝合金、 灰铸铁、合金铸铁。
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3、气缸盖的结构型式：
整体式、分块式、单体式
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4、燃烧室
汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部 空间组成。燃烧室形状对发动机的工作影响很大。
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对曲柄连杆机构进行受力分析
1. 气体作用力 2. 往复惯性力与离心力 3. 摩擦力（摩擦力主要
取决于运动零件的制 造质量与润滑情况， 其数值相对较小，在 对机构进行受力分析 时可忽略。）
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2.2 机体组
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一、机体
1、功用：装配基体； 构成气缸；冷却、 润滑系统组成部分
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（3）气缸的结构形式
气缸是燃料燃烧作功的 场所，活塞在其间高速 往复运动，所以必须耐 高温、耐磨损、耐腐蚀。 其结构形式有无气缸套、 干式气缸套和湿式气缸 套3种。
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无气缸套：
• 气缸体为铸铁材料
• 气缸体为铝合金材 料：进行多孔镀铬。
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第二章 机体组与曲柄连杆机构
2.1 概述
• 曲柄连杆机构的功用，是把燃气作用在活塞顶上的力转变 为曲轴的转矩，对外输出机械能。
• 曲柄连杆机构的工作特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。 • 曲柄连杆机构在高压下作变速运动，因此它在工作中的受
力情况很复杂，其中有气体作用力、运动质量惯性力、摩 擦力以及外界阻力等。
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三、气缸衬垫
1、功用：密封，防止三漏：漏水、漏油、漏气 2、要求：足够的强度；耐高温、耐高压、耐腐 蚀；有一定的弹性
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3、种类： （1）金属-石棉衬垫 （2）金属-复合材料衬垫 （3）全金属衬垫
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四、油底壳
• 主要功用是贮存机 油并封闭曲轴箱。