单元二曲柄连杆机构结构及检修

单元二 曲柄连杆机构的结构与检修
2.2机体组的构造与维修 2.2.1气缸体与曲轴箱
（1）气缸体的结构形式 气缸体有三种结构形式，即平分式、龙门式和隧道式，如图2-6所示。 平分式气缸体其发动机的曲轴轴线与气缸体下平面在同一平面上。其特点
是便于机械加工，但刚度较差，曲轴前后端的密封性较差，多用于中小型发 动机。
龙门式气缸体其发动机的曲轴轴线高于气缸体下平面。其特点是结构刚度 和强度较好，密封简单可靠，维修方便，但工艺性较差，大中型发动机采用。
隧道式气缸体主轴承孔不分开，其特点是结构刚度最大，其质量也最大， 主轴承的同轴度易保证，但拆装比较麻烦，多用于主轴承采用滚动轴承的组 合式曲轴。
单元二 曲柄连杆机构的结构与检修
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2.1概述 2.1.2曲柄连杆机构受力分析
2、往复惯性力 往复运动的物体，当运动速度变化时，将产生往复惯性力。曲柄连杆机构中的活塞
组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动，其速度很高且数值变化，当活塞从上止点向 下止点运动时，速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐 渐减小至零。即前半行程是加速运动，惯性力向上，以Fj表示，如图2-3a)所示。后半 行程是减速运动，惯性力向下，以Fjˊ表示，如图2-3b)所示。同理，当活塞向上运动时， 前半行程是加速运动，惯性力向下，后半行程是减速运动，惯性力向上。
惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有Biblioteka Baidu颈承受周期性的附加载荷，加快轴承磨损； 未被平衡的变化的惯性力传到气缸体后，还会引起发动机振动。
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2.1概述 2.1.2曲柄连杆机构受力分析
3、离心力 物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。在曲柄连杆机构中，偏离
曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时，将产生离心力Fc， 其方向沿曲柄向外，如图2.3所示。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj 的方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、下振动。而水平方向的分力Fcx则 使发动机产生水平方向的振动。此外，离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又 一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。 4、摩擦力
2.2机体组的构造与维修 2.2.1气缸体与曲轴箱
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2.2机体组的构造与维修 2.2.1气缸体与曲轴箱
（2）气缸的排列方式 发动机气缸排列方式基本上有三种：直列式、V型和对置式，如图2-7所示。图2-7
气缸的排列方式 直列式发动机的各个气缸排成一列，所有气缸共用一根曲轴和一个缸盖，气缸一般
任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。在曲柄连杆 机构中，活塞、活塞环、气缸壁之间；曲轴、连杆轴承与轴颈之间都存在摩擦 力，它是造成零件配合表面磨损的根源。
上述各种力作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上，使它们受到压缩、 拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为保证发动机工作可靠，减少磨损，在 结构上应采取相应措施。
在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶部的气体 压力FPˊ也可分解为两个分力FP1ˊ和FP2ˊ，如图2-2b）所示。而FP1ˊ又分解为Rˊ和Sˊ 两个分力。Rˊ使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；Sˊ对曲轴造成一个旋转阻力矩Tˊ， 企图阻止曲轴旋转。而FP2ˊ则将活塞压向气缸的另一侧壁。 在发动机工作循环的任何工作行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的， 再加上连杆的左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支撑表面上的 压力和作用点不断变化，造成各处磨损不均匀。
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2.2机体组的构造与维修 2.2.1气缸体与曲轴箱
1、气缸体与曲轴箱的构造 气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动
件相互之间的准确位置关系。水冷式发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一 体，简称气缸体，如图2-4所示。
气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸。 下半部为支承曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制 有主轴承座孔。为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前后壁和中间 隔板上钻有分油道。
单元二曲柄连杆机构结构及检修
单元二 曲柄连杆机构的结构与检修 2.1概述 2.1.1曲柄连杆机构的作用和组成
图2-1 桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机曲柄连杆机构的组成
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2.1概述 2.1.2曲柄连杆机构受力分析
1、气体作用力 在发动机工作循环的每个行程中，气体作用力始终存在且不断变化。作功
气缸体的上、下平面用以安装气缸盖和下曲轴箱，是气缸修理的加工基准。
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2.2机体组的构造与维修 2.2.1气缸体与曲轴箱
下曲轴箱也称油底壳，如图2-5所示。主要用于贮存机油并密封曲 轴箱，同时也可起到机油散热作用。油底壳一般采用薄钢板冲压而成， 其形状取决于发动机总体结构和机油容量。为保证发动机纵向倾斜时 机油泵仍能吸到机油，油底壳中部做得较深，并在最深处装有放油螺 塞，有的放油螺塞是磁性的，能吸附机油中的金属屑，以减少发动机 运动件的磨损。油底壳内还设有挡油板，防止汽车振动时油面波动过 大。为防止漏油，一般都有密封垫，也有的采用密封胶密封。
行程最高，压缩行程次之，进气和排气行程较小，对机件影响不大，故这里 主要分析作功和压缩两行程中的气体作用力。
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2.1概述 2.1.2曲柄连杆机构受力分析
在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力，燃烧气体产生的高压直接作用 在活塞顶部，如图2-2a）所示。活塞所受总压力为FP，它传到活塞销上可分解为FP1 和FP2。分力FP1通过活塞传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。FP1还可分解 为两个分力R和S。沿曲柄方向的分力R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；与曲柄垂 直的分力S除了使主轴颈与主轴承间产生压紧力外，还对曲轴形成转矩T，推动曲轴旋 转。FP2把活塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体翻倒的趋势，故机 体下部的两侧应支撑在车架上。