第二章曲柄连杆机构案例

7
（2）根据冷却方式不同分： 水冷、风冷
冷却水
散热片
8
（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 重量；形状复杂， 加工困难。
高度小，总体 布置方便。
9
（4）干式气缸套和湿式气缸套
名称 特 点 示意图
强度和刚度 都较好，加 工复杂，拆 装不便，散 热不良。
时的敲击声，且使裙部减小磨损； 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程
中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
27
（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 材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层） （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。
头部
工作条件最 恶劣，应离 顶部远些。
作用：
1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、防止可燃混合气 漏到曲轴箱内. 2、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
21
（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， 防止破坏油膜。
第二章 曲柄连杆机构
概述 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
1
§2.1
一、曲柄连杆机构的功用
概 述
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
2
§2.2 机 体 组
机体组组成：
3
机体组组成： 气缸盖
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 活塞应具 备的特点 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力
D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙部
E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数
18
4、结构 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。
裙 部
22
活 塞 裙 部 的 椭 圆 变 形
23
5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密 封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：
（1）预先做成阶梯形、锥形
活塞沿高度方向的温度很 不均匀，活塞的温度是上部 高、下部低，膨胀量也相应 是上部大、下部小。为了使 工作时活塞上下直径趋于相 等，即为圆柱形，就必须预 先把活塞制成上小下大的阶 梯形、锥形。
19
（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。
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。
20
（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
恒范钢片式活塞的结构 特点就是这样的，由于恒 范钢为含镍33%～36% 的低碳铁镍合金，其膨胀 系数仅为铝合金的1/10， 而销座通过恒范钢片与裙 部相连，牵制了裙部的热 膨胀变形量。
26
6、活塞在工作时的保护措施
（1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性；
主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。 （2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向
（2）预先做成椭圆形 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋 近正圆。
24
（3）活塞裙部开槽
横向绝热槽 减少裙部受热 有的兼作油环回油孔 留有膨胀余地 活塞强度降低 绝热槽
纵向膨胀槽
膨胀槽
25
（4）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。
11
2、气缸盖罩和气缸垫
气缸盖罩
注意：缸体与缸盖的紧固
衬垫
气缸盖 安装火花塞
气缸垫：功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。
12
13
3、燃烧室
汽油机燃烧室形状
14
三、油底壳
1、概念： 贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。 2、使用特点： 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 3、材料： 薄钢板冲压
干缸套
外壁不直接与冷却水接 触。壁厚1～3mm。
散热良好、ห้องสมุดไป่ตู้却 均匀、加工容易。 强度和刚度不如 干缸套，易漏水。
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。 壁厚5～9mm。
10
二、气缸盖、气缸垫和气缸盖罩
1、气缸盖(书）
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。
气环
切口
28
气环的密封原理： 将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
6
性能与应用比较
名 称 一般式 性 能 应 用 492Q汽油机，90 系列柴油机。 机体高度小、重量轻、结 构紧凑，便于加工拆卸。 刚度和强度差。
龙门式
强度和刚度较好。工艺性 捷达轿车、富康轿 差、结构笨重、加工困难。 车、桑塔纳轿车
隧道式
结构紧凑、刚度和强度好。 负荷较大的柴油机 难加工、工艺性差、曲轴 上。 拆卸不方便。
15
四、发动机的支承（书）
1个
2个 2个 三点支承 2个 四点支承
16
§2.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓 连杆轴瓦 连杆盖
17
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。 高温、高压、高速、高惯性力 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
气缸盖罩 气缸垫 油道和水道
气缸体
曲轴箱
气缸
油底壳
4
一、气缸体
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
5
2、气缸体分类
（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度
一般式
龙门式
隧道式
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