2曲柄连杆机构详解
合集下载
项目二--曲柄连杆机构精讲PPT课件
3、气缸体磨损的检修
1、气缸体变形的检修——测平面度
1、气缸体变形的检修——测平面度 最大翘曲变形0.05mm
55mm＋0.01m ＝55.010mm
55.5mm＋0.45mm＝55.950mm
3、气缸体磨损的检修——计算圆柱度、圆度
想一想？ 测量发动机气缸的磨
损量我们用千分尺能做到 吗？不能做到我们要用 什么方法才能做到呢？
（2）实物认知பைடு நூலகம்
气缸垫
气缸盖
气缸体
油道和水道 曲轴箱
气缸
油底壳
、活塞连杆组： （1）组成 由活塞、活塞环、活塞销和连杆 （2）实物认知
气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等
皮带轮
正时齿轮
飞轮
起动爪
曲轴
主轴瓦
飞轮螺栓
（二）功用：
作功冲程： 将燃料燃烧时产生的热能 转变为活塞往复运动的机 械能，再转变为曲轴旋转 运动而对外输出动力
4）干式缸套和湿式缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1） 2） 3）
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
1） 2） 3） 4）
示意图
性能 如何？
4）干缸套和湿缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1）壁厚较薄（1mm～ 3mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合；
3） 不易漏水漏气。
由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
气缸盖 气缸体
气缸垫 油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
1、 气缸体汽缸体.MPG （1）结构： 气缸体和上曲轴箱常铸成一体。 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，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋， 冷却水套和润滑油道等。
1、气缸体变形的检修——测平面度
1、气缸体变形的检修——测平面度 最大翘曲变形0.05mm
55mm＋0.01m ＝55.010mm
55.5mm＋0.45mm＝55.950mm
3、气缸体磨损的检修——计算圆柱度、圆度
想一想？ 测量发动机气缸的磨
损量我们用千分尺能做到 吗？不能做到我们要用 什么方法才能做到呢？
（2）实物认知பைடு நூலகம்
气缸垫
气缸盖
气缸体
油道和水道 曲轴箱
气缸
油底壳
、活塞连杆组： （1）组成 由活塞、活塞环、活塞销和连杆 （2）实物认知
气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等
皮带轮
正时齿轮
飞轮
起动爪
曲轴
主轴瓦
飞轮螺栓
（二）功用：
作功冲程： 将燃料燃烧时产生的热能 转变为活塞往复运动的机 械能，再转变为曲轴旋转 运动而对外输出动力
4）干式缸套和湿式缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1） 2） 3）
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
1） 2） 3） 4）
示意图
性能 如何？
4）干缸套和湿缸套汽缸套.MPG
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1）壁厚较薄（1mm～ 3mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合；
3） 不易漏水漏气。
由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
气缸盖 气缸体
气缸垫 油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
1、 气缸体汽缸体.MPG （1）结构： 气缸体和上曲轴箱常铸成一体。 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，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋， 冷却水套和润滑油道等。
第二章 曲柄连杆机构
6）桶间梯形环：现代高速柴油机广泛使用。 7）开槽环：开槽内储存对润滑油有较强吸附能力 的多孔性氧化铁。有利于润滑、磨合和密封。 8）顶岸环：有利于密封，有利于降低HC排放。
（二）油环 1、作用 1）刮掉缸壁上多余的机油，并且均匀分布缸壁 上的机油。 2）辅助密封。 2、分类（图2-33） 1）普通油环（整体式油环） 2）组合式钢片油环
一、机体
1、工作条件和材料 1）气缸工作条件： 气缸受到高温、高压的冲击；受到腐蚀； 活塞在气缸里作高速运动而受到磨损等。 2）要求：足够的强度、刚度，耐磨损、腐蚀， 结构紧凑，质量轻。 3）材料：高强度灰铸铁 或铝合金。 但是为了降低成本，通常是机体用灰铸铁， 气缸孔用优质合金铸铁，而采用气缸套。
（ 3 ）活塞销座 A、作用：支承活塞销，将活塞顶部气体作用 力经过活塞销传给连杆。 B、活塞销偏移布置（图2-25） 目的：为了减少活塞在上下往复运动时敲击 气缸的噪音与磨损。 （4）裙部的表面处理 汽油机：常用镀锡方法 柴油机：一般是磷化，还有的用涂石墨。
6、活塞在气缸内的安装注意事项 1）按照活塞顶部的指定标记安装（注意喷 油方向、气门方向） 2）同台发动机的活塞质量差不能超过10g， 并与相同尺寸公差的缸盖配合。 3）开纵向槽的活塞面尽量安装在不受侧压 力（主、次推力面）的一面，以免活塞 在运动时划伤气缸壁。
三、活塞销 （一）作用 1、连接活塞与连杆小头。 2、将活塞承受的气体力传给连杆。 （二）材料 多用低碳钢和低碳合金钢。 同时要求其芯部具有一定的韧性。为了减轻质量， 常将其做成空心圆柱形。 （三）内孔形状 1）圆柱形（加工容易，但质量较大） 2）组合形（介于前后两者之间） 3）两段截锥形（质量较小，但加工较难）
第二章 曲柄连杆机构
作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞 的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量 传输出去。 本章主要内容： 1、 曲柄连杆机构的受力及运动分析 2、 机体组 3、 活塞连杆组 4、 曲轴飞轮组
课题二 曲柄连杆机构
曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部位。 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部位。 • 上曲轴箱与气缸体铸成一体， 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， 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。 故又称为油底壳。
气缸体 机体组主要组成： 机体组主要组成： 曲轴箱（油底壳） 曲轴箱（油底壳） 气缸盖、 气缸盖、气缸垫 发动机的支承
一、汽缸体与曲轴箱
• 1.结构形式与功用 • 气缸体是汽缸的壳体，曲轴箱是曲轴作旋转运动 的壳体，油底壳三者组成了柴油机的壳体 。 • 结构形式：整体式 分体式 • 整体式是将汽缸体与曲轴箱铸造一体，称为汽缸 体。常用于水冷式柴油机（如图1—2--3 • 分体式是将气缸体与曲轴箱分开铸造，用螺栓连 接起来。常用于风冷式柴油机（如图1--2--4
曲柄连杆机构由以下三部分组成 组成
• 1、机体组(主要包括汽缸 、机体组 主要包括汽缸 曲轴箱、油底壳、 体、曲轴箱、油底壳、汽 缸套、 缸套、汽缸盖和汽缸垫等 不动件) 不动件 • • • 2、活塞连杆组 、活塞连杆组—— • • • 3、曲轴飞轮组（主要包 、曲轴飞轮组（ 括曲轴、 括曲轴、飞轮和扭转减震 器等机件） 器等机件）
四、发动机支承
• 1、三点支承 、 • 前二后一 • 前二 发动机 • 后一 变速箱处 • 前一后二 均为发动机 • 2、四点支承 、 • 前二后二 发动机在车架上采用弹性支承， 发动机在车架上采用弹性支承，并设有纵向拉杆以防止 制动、 制动、加速的纵向位移
机体组的检修
运动及受力分析
气体压力 侧压力
无效扭矩 有效力
有效扭矩
结论：运动件受力周期性变化，曲轴受扭矩、弯矩，元件磨损不均匀。
第二节、机体组
《汽车构造》课件 《汽车构造》电子课件 项目二--曲柄连杆机构
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。机体组主要由气 缸盖罩、气缸盖、气缸垫、 气缸体、油底壳等组成，如 图所示。
项目二 曲柄连杆机构
二、机体组
1、气缸盖罩
气缸盖罩位于气缸盖上部，一般由薄钢板冲压而成，上设注油孔等。气缸盖罩的作用 是遮盖并密封气缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝在外面。 此外，气缸盖罩还能隔离机油和空气。
2、活塞环
普通油环
一般是用合金铸铁制造，其外 圆面的中间切有一道凹槽，在 凹槽底部加工出很多穿通的排 油小孔或狭缝。
2）油环
组合油环
由上、下刮片和产生径向、轴向弹力 作用的衬簧组成。这种油环刮片很薄， 对气缸壁的比压大，刮油作用强；上 下刮片各自独立，对气缸的适应性好； 质量小；回油通路大。因此，组合油 环在高速发动机上应用广泛。
间隙。
（5）活塞与 气缸壁间的摩 擦因数较小。
项目二 曲柄连杆机构
一、活塞和活塞环
1、活塞
3）活塞的结构
整个活塞可分为活塞顶、活塞头和活塞裙三部分，如图所示。
活塞顶：
它的作用是承受气体压力，防止漏气，将热量通过活塞环传 给气缸壁。
活塞头：
是指活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分。活塞头切有 若干环槽，用来安装活塞环。上面的2～3道槽用来安装气环， 下面的一道槽用来安装油环。油环槽的底部钻有若干小孔， 以使油环从气缸壁上刮下的多余润滑油经此流回油底壳。
活塞销的材料一般为低合金渗碳钢，对于高负荷发 动机，一般采用渗氮钢。
项目二 曲柄连杆机构
二、活塞销
3、活塞销的结构和连接方式
全浮式活塞销：
能在连杆小头衬套孔和活塞销 座孔内作自由转动，可减少活 塞销磨损，且沿圆周磨损均匀。 为防止活塞销轴向窜动而损坏 气缸壁，在活塞销座两端装有 弹性卡环来限位。
项目二 曲柄连杆机构
二、机体组
1、气缸盖罩
气缸盖罩位于气缸盖上部，一般由薄钢板冲压而成，上设注油孔等。气缸盖罩的作用 是遮盖并密封气缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝在外面。 此外，气缸盖罩还能隔离机油和空气。
2、活塞环
普通油环
一般是用合金铸铁制造，其外 圆面的中间切有一道凹槽，在 凹槽底部加工出很多穿通的排 油小孔或狭缝。
2）油环
组合油环
由上、下刮片和产生径向、轴向弹力 作用的衬簧组成。这种油环刮片很薄， 对气缸壁的比压大，刮油作用强；上 下刮片各自独立，对气缸的适应性好； 质量小；回油通路大。因此，组合油 环在高速发动机上应用广泛。
间隙。
（5）活塞与 气缸壁间的摩 擦因数较小。
项目二 曲柄连杆机构
一、活塞和活塞环
1、活塞
3）活塞的结构
整个活塞可分为活塞顶、活塞头和活塞裙三部分，如图所示。
活塞顶：
它的作用是承受气体压力，防止漏气，将热量通过活塞环传 给气缸壁。
活塞头：
是指活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分。活塞头切有 若干环槽，用来安装活塞环。上面的2～3道槽用来安装气环， 下面的一道槽用来安装油环。油环槽的底部钻有若干小孔， 以使油环从气缸壁上刮下的多余润滑油经此流回油底壳。
活塞销的材料一般为低合金渗碳钢，对于高负荷发 动机，一般采用渗氮钢。
项目二 曲柄连杆机构
二、活塞销
3、活塞销的结构和连接方式
全浮式活塞销：
能在连杆小头衬套孔和活塞销 座孔内作自由转动，可减少活 塞销磨损，且沿圆周磨损均匀。 为防止活塞销轴向窜动而损坏 气缸壁，在活塞销座两端装有 弹性卡环来限位。
曲柄连杆机构名词解释_概述及解释说明
曲柄连杆机构名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述曲柄连杆机构是一种常见的机械传动结构，它由曲柄和连杆组成，通过运动副的连接使得曲柄产生往复旋转运动，并将这种运动转化为连杆的直线往复运动。
该机构在许多领域中得到广泛应用，如汽车发动机、农业机械和工业设备等。
本文将对曲柄连杆机构进行全面的名词解释和详细的说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍曲柄连杆机构的相关内容：第2部分：曲柄连杆机构的定义和原理。
我们将介绍曲柄连杆机构的基本概念以及其组成部分，并详细解释其工作原理和运动特点，以便读者能够更好地理解该机构。
第3部分：曲柄连杆机构的分类与应用领域。
在此部分中，我们将对不同类型的曲柄连杆机构进行分类介绍，并通过案例分析展示其在汽车发动机等领域中的具体应用。
第4部分：曲柄连杆机构设计与优化方法研究进展。
我们将介绍曲柄连杆机构的设计流程和基本原则，并列举当前常用的设计软件和工具。
此外，我们还将探讨曲柄连杆机构优化方法的研究现状和未来发展趋势。
第5部分：结论。
在这一部分，我们将对全文进行小结，并指出本研究存在的不足之处以及进一步研究的方向。
同时，我们还将展望曲柄连杆机构在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在对曲柄连杆机构进行深入解析，帮助读者全面了解其定义、原理、分类和应用领域，并介绍相关的设计与优化方法。
通过掌握这些知识，读者能够更好地理解曲柄连杆机构在实际应用中的意义和作用，并为相关领域中的工程设计和科学研究提供参考依据。
2. 曲柄连杆机构的定义和原理：曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置，由曲柄、连杆和活塞组成。
它通过转动曲柄轴使连杆运动，从而实现能量的转换和传递。
2.1 曲柄连杆机构的概念和基本组成部分：曲柄连杆机构主要由三个基本部分组成：曲柄、连杆和活塞。
- 曲柄：曲柄一般为一个旋转轴，又称为枢轴或者主轴。
它被固定在机器的机壳上，并具有一个离心浇铸或锻造得到的非对称几何形状。
- 连杆：连杆是连接曲柄与活塞的元件，其长度可以控制活塞的运动幅度。
总结曲柄连杆机构知识点
总结曲柄连杆机构知识点一、曲柄连杆机构的结构原理1.曲柄连杆机构的基本结构及工作原理曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞组成，是将旋转运动转换为直线运动的重要机构。
当曲柄进行旋转运动时，连杆受到曲柄的驱动而进行周期性的往复运动，从而带动活塞在缸体内做往复运动。
曲柄连杆机构常用于内燃机中，将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，从而驱动汽缸内的工作介质进行工作。
2.曲柄连杆机构的分类曲柄连杆机构根据曲柄与连杆的相对位置和连接方式可以分为直线型曲柄连杆机构、旋转型曲柄连杆机构、曲柄与连杆垂直的曲柄连杆机构等。
这些不同类型的曲柄连杆机构在结构上有所差异，但其基本工作原理是相似的，都是通过曲柄的旋转运动将活塞做往复运动。
3.曲柄连杆机构的优缺点曲柄连杆机构具有结构简单、运动平稳、传动效率高等优点，适用于很多工程领域。
但是也存在一些缺点，比如体积较大、重量较重、制造成本高等，因此在一些特殊情况下可能不适用。
二、曲柄连杆机构的运动分析1.曲柄连杆机构的运动轨迹分析曲柄连杆机构中曲柄的运动轨迹是一个圆周，而连杆的运动轨迹是一个椭圆。
在曲柄连杆机构中，连杆在曲柄的带动下进行往复运动，其运动轨迹是连杆机构设计中需要重点考虑的问题之一。
2.曲柄连杆机构的速度和加速度分析曲柄连杆机构中的速度和加速度分析是设计和计算的重要内容。
通过对曲柄连杆机构的速度和加速度进行分析，可以确定连杆的运动规律，为机构的设计和优化提供依据。
3.曲柄连杆机构的动力分析曲柄连杆机构的动力分析是指针对机构的动力传递和能量转换进行的分析。
通过对曲柄连杆机构的动力分析，可以确定机构的工作性能和能量损失情况，为机构的优化设计提供技术支持。
三、曲柄连杆机构的设计计算1.曲柄连杆机构设计的基本原则曲柄连杆机构的设计需要遵循一定的原则，包括结构合理、运动平稳、传动效率高等。
在设计曲柄连杆机构时，需要充分考虑这些原则，确保机构能够满足工程需求。
2.曲柄连杆机构设计的计算方法曲柄连杆机构的设计计算方法主要包括曲柄长度的设计、连杆长度的设计、活塞行程的设计等。
第二章-曲柄连杆机构
（轴向定位）
套与冷却水直接接触，薄厚（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
气缸套
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。
水套
（径向定位）
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，可将缸垫压得更紧，以密封燃气。
机的气缸体象风冷发动机的气缸体一样，将气缸体与上曲轴箱（其内腔为曲
轴运动的空间）分开铸造，而把油底壳称之为下曲轴箱。气缸体内孔一般镶
2入（（、1（气 一 三、气2缸 ） ）材缸级套 作 材料工加， 用 料作工（（其和：表精12内工1））2面度、、表艺气气制）内外面：缸缸造孔部形套体工：（（成：：艺（12（气优灰））12（ （缸质）铸各散）12工合铁机热活） ）形作金或构塞精 珩成表铸铝和运镗 磨气面铁合系动（缸。或金统导网工合的向纹作金装状容钢配）积基2磨（体、1损二、避））改时免要善间拉求漏磨短缸：气合（1234:条金、、、、功件属耐度耐耐足率，熔高和高磨腐够下磨着温强压损蚀的降合、度刚
维修成本增加。（现代发动机大部分采用）
c、组合气缸盖：如两缸一盖，便于系列化。 （2）按所用燃料分
a、汽油机：（1）气缸盖中心加工有装火花塞的孔
（2）进、排气道一般铸在气缸盖的一侧（进气管布置在排
气管的上部，利用废气加热进气管壁面油膜，促进雾
化),但现代汽油机采用半球形燃烧室时则进、排气道铸
在气缸盖的两侧
湿式缸套优点是：气缸套冷却好；制造成本
气缸体 橡胶封水圈
（径向定位）
低；气缸体铸造工艺性好；缸心距短，曲轴不易弯
曲。 湿式缸套缺点是：气缸体刚性差，容易变形，
第二章 曲柄连杆机构
飞轮的主要功用是①使柴油机回转角速度趋于均匀。 ②协助柴油机起动。（根据柴油机的起动和盘车的 不同方式，飞轮轮缘上有的装有飞轮齿圈或涡轮） ③保证柴油机空车运转的稳定性。④飞轮轮缘上还 刻有各缸上止点等定时标记，作为定时调整的基准。 柴油机的飞轮通常用铸铁、铸钢或锻钢制成轮缘形 结构，使其大部分质量集中在轮缘处，以较小的质 量获得尽可能大的转动惯量。
7．典型曲轴介绍 由若干个曲柄、自由端（首端）和功率输出端（尾端） 三部分组成。 （1）曲柄臂和主轴颈及曲柄销之间的连接处采用车 入式圆角，经冷滚压加工，以提高疲劳强度。 （2）自由端法兰可连接轴向减振器。 （3）推力轴和曲轴为一体，可缩短柴油机长度。 （4）推力环用于传递推力和轴向定位。 （5）飞轮
①按说明书规定的预紧力上紧。 ②按工艺要求装配轴承间隙。 ③不得扭伤、碰伤螺纹和螺栓。 ④注意防松。
7．十字头轴承工作条件分析和提高可靠性措施
a)6ESCZ76/160型柴油机的十字头 1-十字头销；2-十字头滑块；3-十字头 端盖板；4-固定块；5-活塞杆螺母；6十字头轴承座；7-十字头轴承盖
b)L-MC/MCE型柴油机十字头 1-连杆小端轴承盖；2-连杆小端轴瓦；3-滑 块；4-导轨；5-耳轴；6-十字头销本体；7调整垫片；8-连杆螺栓；9-连杆小端下瓦； 10-连杆小端轴承座；11-杆身
8． 曲轴常见故障 曲轴常见故障有磨损、腐蚀、裂纹、折断和红套滑移等。 （1）曲轴的裂纹与折断： ①疲劳损坏的断面特征： 弯曲疲劳损坏是由交变弯曲应力引起的，其断面与轴 线成垂直，裂纹线为波浪线。 扭曲疲劳损坏是由交变扭曲应力引起的，其断面与轴 线成45°，裂纹线为螺旋线。 ②疲劳损坏的部位：
弯曲疲劳裂纹首先发生在曲柄销圆角或主轴颈圆 角处，然后向曲柄臂发展，一般发生在长期运转中。 原因：轴颈不均匀磨损或轴承不均匀磨损，使主轴承 有高低；机座或船体变形；材料有缺陷，加工工艺不 善、轴上有缺陷； 扭曲疲劳裂纹发生在油孔或圆角处，轴颈的疲劳 裂纹多从油孔开始，然后向与轴线成45°角方向发展， 出现两条对称裂纹。圆角处的扭曲疲劳裂纹，多从圆 角部位向轴颈发展。扭曲疲劳损坏一般发生在运转初 期。原因：油孔处有缺陷；飞车或超负荷；共振；材 料有缺陷；滑油受污染对油孔处腐蚀等。
《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。
第二章 曲柄连杆机构
汽车构造
烟台大学
12
气缸排列方式
汽车构造
（1）单列式 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，
（2）V型 气缸排成两列，左右两列气缸中心线的夹角＜180°。特点是缩短了机体长度 和高度，增加了气缸体的刚度，减轻了发动机的重量，但加大了发动机的宽度。 一般用于6 缸以上的发动机。
烟台大学
汽车构造
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸体和气缸盖进行适 当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。
水冷发动机的气缸体和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖 的冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，从而起到冷却作 用。
风冷发动机的气缸和气缸盖周围外表面铸有许多散热片，以增加散热面积， 保证散热良好。
于曲轴的旋转中心。它的优点 是强度和刚度较好，能承受较 大的机械负荷，缺点是工艺性 较差、结构笨重、加工较困难。 采用这种气缸体的发动机较多， 如捷达轿车、富康轿车、桑塔 纳轿车的发动机都采用这种形 式的气缸体。
一般式
龙门式
隧道式
（3）隧道式气缸体 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，缺点是加工精度要求高、工艺性较 差、曲轴拆装不方便。它主要用在一些负 荷较大的柴油机上。
烟台大学
1
第一节 概述
汽车构造
组成：机体组, 活塞连杆组, 曲柄飞轮组 工作条件: 高温,高压,高速,化学腐蚀 汽油机:3-6.5MPa,2200-2800K, 4000-6000rpm 柴油机:6-9MPa,2000-2500k, 2500-3000rpm 燃油:柴油,汽油; 润滑油:机油 活塞每秒钟行径100-200行程 作用力:气体作用力,惯性力,摩擦力 力->平衡->设计制造->构造,形状,尺寸
第二章曲柄连杆机构机械原理
由于侧隙、径向间隙 和端隙都很小，气体在通 道内的流动阻力很大，致 使气体压力p迅速下降， 最后漏入曲轴箱内的气体 就很少（0.2%~1%）。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 气环的泵油作用演示
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞环泵油作用的危害及措施
危害： ➢ 增加了润滑油的消耗； ➢ 火花塞沾油不跳火； ➢ 燃烧室积碳增多，燃烧性能变坏； ➢ 环槽内形成积碳，挤压活塞环而失去密封性； ➢ 加剧了气缸的磨损。
1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
§2.2曲柄连杆机构的受力及运动分析
一、运动分析 活塞组、连杆小头：上下往复运动； 连杆大头、杆身、连杆盖：主要做左右摆动，同时伴有上下
往复运动； 曲轴、飞轮：主要做旋转运动。 以上各零部件均是做变速运动、周期性的。
发动机 构造与
（2） 活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低， 壁上厚下薄；
（3） 裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方 向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用 的结果。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 防止变形的措施
（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。
其型式有 全裙式：裙部为一薄壁圆筒。 拖板式：将非承压面的裙部全部去掉。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞裙部变形
发动机 构造与
原理
活塞的第变二形章及采取曲的柄相连应杆措机施构
变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。
变形规律：
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 气环的泵油作用演示
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞环泵油作用的危害及措施
危害： ➢ 增加了润滑油的消耗； ➢ 火花塞沾油不跳火； ➢ 燃烧室积碳增多，燃烧性能变坏； ➢ 环槽内形成积碳，挤压活塞环而失去密封性； ➢ 加剧了气缸的磨损。
1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
§2.2曲柄连杆机构的受力及运动分析
一、运动分析 活塞组、连杆小头：上下往复运动； 连杆大头、杆身、连杆盖：主要做左右摆动，同时伴有上下
往复运动； 曲轴、飞轮：主要做旋转运动。 以上各零部件均是做变速运动、周期性的。
发动机 构造与
（2） 活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低， 壁上厚下薄；
（3） 裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方 向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用 的结果。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构 防止变形的措施
（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。
其型式有 全裙式：裙部为一薄壁圆筒。 拖板式：将非承压面的裙部全部去掉。
发动机 构造与
原理
第二章 曲柄连杆机构
活塞裙部变形
发动机 构造与
原理
活塞的第变二形章及采取曲的柄相连应杆措机施构
变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。
变形规律：
第2章曲柄连杆机构
成积碳。 由于左右不对称，产生M，使环的边缘与槽上、 扭曲环 下端面接触，防止泵油，加强密封。 内园环槽向上， 装配注意 通常用做第二、三道环。 外园环槽向下。
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
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
2曲柄连杆机构
平衡块
曲 轴
前端和后端 带轮
飞 轮
正时齿轮
橡胶式 硅
组 扭转减震器 油式 摩擦
片式
飞轮： 掌握飞轮的作用
干缸套
外壁不直接与冷却水接 触。壁厚1～3mm。
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。 壁厚5～9mm。
强度和刚 度都较好， 加工复杂， 拆装不便， 散热不良。
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。
三、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩
1、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。
540～720
压
功
进
排
2
四缸四行程发动机的曲拐布置
②直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置
发火顺序：1-5-3-6-2-4
曲轴转角 （度）
0
60
～ 120
180 180
180 240 ～ 300
360 360
360 420 ～ 480
540 540
540 600 ～ 660
720 720
一缸 功 排 进 压
橡胶式
摩擦片式
硅油式
橡胶摩擦式曲轴扭转减振器结构图
惯性盘
橡胶垫
皮带盘
曲轴前端 皮带轮毂
当曲轴发生扭转振动 时，力图保持等速转 动的惯性盘便与橡胶 层发生了内摩擦，从 而消耗了扭转振动的 能量，消减了扭振。
减振器圆盘
五、飞轮
（一）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。
2.曲柄连杆机构
连杆小头 杆身 连 杆组件 分 连杆 大头 解 图
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。
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。