第二章 曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构

第一节概述

一、功用：实现内燃机的工作循环，完成能量的转换，并以曲轴旋转的形式向外输出动力。

二、组成：

曲柄连杆机构由以下三部分组成：

1．机体组主要包括汽缸体、曲轴箱、油底壳、汽缸套、汽缸盖和汽缸垫等不动件；

2．活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件；3．曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器、平衡轴等机构。

三、主要运动零件的基本运动形式：

１、活塞：往复直线运动，另外还有摆动、颤动等。

２、曲轴：旋转运动，还有振动等。

３、连杆：平面运动——平动＋转动，即将活塞的往复直线运动与曲轴旋转运动进行相互转换。

四、运动及受力分析

研究零件的受力情况，是研究摩擦和磨损规律的基础，也是研究零件损坏规律的基础。

曲柄连杆机构是在高温、高压和高速以及有化学腐蚀的条件下工作的，虽然各零件的工作条件不同，但机构中各传动件的受力情况是相互牵连的，因此，对其受力情况作简单分析。

受力种类：气体压力、往复惯性力、旋转运动件的离心力以及相

对运动件接触表面的摩擦力，对外输出动力时在曲轴上的工作阻力矩以及由于振动引起的附加力和力矩等。

１、气体压力：

在整个工作循环中气体压力始终存在，但是进、排气两行程中的气体压力虽然都阻碍曲轴的旋转，但由于作用力很小，故可忽略。这里主要研究作功、压缩两行程中的气体作用。

(1)作功行程

综上所述，燃气的总压力F P最终表现为：侧压力F P2、连杆轴颈与轴承的压紧力Fs、主轴颈与轴承的压紧力R和驱动矩T的作用。随F P力大小及连杆与曲轴运动位置的变化，上述力和力矩的大小也在不断变化。

(2)压缩行程：

通过上述气体压力的作用分析可以看出：由于曲轴运转两圈中只有半圈做功冲程中有驱动力矩，且大小又在变化，其他一圈半都存在着阻力矩阻碍曲轴的旋转，故曲轴运转不平稳。由于侧压力作用使活塞β

βαβ

βαcos )sin(cos )cos(+=+=p p F T F R

和汽缸壁两侧磨损大，由于压紧各轴颈和轴承的力的大小、方向和作用点都在变化，因此使曲轴各主轴颈、连杆轴颈及其轴承磨损不均匀。

2、惯性力：

首先复习惯性力：其一，凡非匀速运动的物体均要产生惯性力，速度为矢量；其二，惯性力大小和方向的判断；直线运动物体的惯性力，其方向在减速运动时和运动方向一致，在加速运动时和运动方向相反，小与物体的质量及加速度的大小成正比。圆周运动物体的惯性力，即离心力，方向始终背离圆心向外．大小与物体的质量、旋转半径及角速度的平方成正比。

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：

活塞及连杆小头在气缸内作往复直线运动时，速度变化急剧，当到达上、下止点的速度为零，临近行程中间时速度最大。因此当活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上；后半行程是减速运动，惯性力向下；同理，当活塞向上运动时，前半行程惯性力向下；后半行程惯性力向上。可见，不管活塞是向上还是向下运动，只要活塞处于气缸上半部时，惯性力总是向上的，而处于气缸下半部时，惯性力总是向下的。

活塞、活塞销及连杆小头的质量愈大，曲轴转速愈高，则往复惯性力也愈大。它使曲柄连杆机构零件受到周期性的附加载荷，并引起

发动机的上下振动。

(2)旋转惯性力：

曲轴的连杆轴颈、曲柄臂和连杆大头部是绕曲轴中心线作旋转运动的，因此必然产生旋转惯性力。若把它分解为水平方向和垂直方向的两分力，则垂直方向的分力总是和往复惯性力的方向一致，将加剧发动机的上下振动，而水平方向的分力则使发动机产生水平方向的振动。另外旋转惯性力也使各零件受到周期性附加载荷。

第二节内燃机的旋转平稳性和惯性力的平衡由受力分析知，由于分解后得到的切向力呈周期性变化，使发动机转速时快时慢，另一方面，惯性力的作用使发动机产生振动并受到附加载荷，为解决问题可从以下方面考虑：

一、旋转平稳性

解决曲轴旋转平稳性的方法有：

1、安装飞轮。由于飞轮质量较大，装于曲轴一端，利用它的惯

性作用，在作功行程中贮存部分动能，使曲抽转速不致太快；而在其它3个行程中释放动能，又使曲轴转速不致太慢，从而使曲轴旋转较为平稳。

2、把多缸发动机各缸的作功行程均匀错开。即在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，各缸作功行程的间隔(以曲轴转角表示)应力求均匀。若多缸发动机的气缸数为i，则四行程发动机各缸的着火间隔应为720／i，二行程发动机各缸的着火间隔应为360/i。

二、惯性力平衡：

惯性力的不平衡，可加重各零件的载荷，引起振动，可以采用适当的汽缸数量、气缸排列形式、曲拐的布置等，且可在曲轴上设置平衡重加以平衡。

第三节机体组件

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：

1、概述：

（1）结构型式与功用：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。

（2）工作条件：汽缸体曲轴箱承受有较大的机械负荷，不仅包括前

述的各种力，还有公路工程机械行驶时柴油机本身质量引起的各种冲击力。汽缸体还要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。还有振动和摩擦，以及腐蚀。

（3）要求：要求汽缸体、曲轴箱具有足够的强度、刚度和良好的耐热性、耐蚀性等。冷却效果好，结构紧凑，重量轻，具有必要的加工精度和粗糙度等。

（4）材料：一般用灰铸铁，也有采用铝合金材料。

2、汽缸体结构分析：

（1）保证汽缸体刚度和强度的结构措施：

1）对于多缸、水冷式发动机，其缸体采用整体铸造；

2）两缸之间设置隔板和加强筋；

3）采用合理的结构形式；采用龙门式汽缸体。

汽缸体按照主轴承座孔的型式不同，有三种结构：

其一：一般式（平分式、无裙式）：平分式主轴承座孔中心线位于曲轴箱分界面上，其特点是制造方便，但刚度小，且前后端呈半圆形，与油底壳接合面的密封较困难。多用于中、小型柴油机。

其二：龙门式（拱桥式）：龙门式主轴承座孔中心线高于曲轴轴线分界面，其特点是结构刚度较大且油底壳前后端为一平面，其密封简单、可靠，被大、中型柴油机所广泛采用。

上述两种型式的主轴承座孔均为分开式，内孔和端面的加工是在主轴承盖上用定位销或定位套(平分式)，或主轴承盖两侧平面(龙门式)定位并用螺栓固定后进行的，因而轴承盖既不可换位也不可换向。为

避免错装，在主轴承盖上都有位置和方向标记。

其三：隧道式：主轴承座孔不分开。其特点是结构刚度最大，主轴承同轴度易保证。但与其配套使用的曲轴刚度较差，易引起内燃机强烈振动,故已少用。

（2）缸体的冷却散热：

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，带走部分热量，增加散热面积。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，而且在汽缸体与气缸盖外表面铸有铝质散热片，以增加散热面积。（3）缸体的润滑：在汽缸体内设置油道，利用润滑油来减轻磨损。（4）为防止汽缸壁过度磨损，汽缸壁应有较高的加工精度及较低的粗糙度，但过低的粗糙度由于油膜形成困难，反而加速汽缸壁的磨损，因此在汽缸壁上留有与汽缸母线成60~67度的绗磨或滚碾的纹路，以储存润滑油。

（5）汽缸体的加工精度：

汽缸套孔的圆柱度；凸轮轴承孔的同轴度；主轴承孔的同轴度；汽缸体上下平面的平面度；气缸中心线与主轴承孔中心线的垂直度；汽缸体后端面与主轴承孔中心线的垂直度；凸轮轴承孔的中心线与主轴承孔中心线的平行度等。

（6）为了安装其他零部件，汽缸体上加工有若干孔、凸台、平面和螺栓孔等。

二、汽缸套

1、采用汽缸套的目的

（1）节约优质材料

（2）使用铝合金的汽缸体耐磨性差，必须采用镶入汽缸套的结构（3）为修理方便。

2、汽缸套的种类及其结构与优缺点

根据缸套是否直接与冷却水接触，缸套分为干式和湿式两种。（1）干式缸套：

特点：外表面不直接与冷却水接触，其壁厚一般为1～3mm。为了获得与缸体间足够的实际接触面积，以保证缸套的散热和定位，缸套的外表面和与其配合的汽缸体承孔的内表面都有一定的加工精度，二者一般采用过盈配合。

干式缸套不易漏水漏气故障，缸体结构刚度大、缸心距小、内燃机质量轻，不存在穴蚀；但散热效果差，修理更换不方便。（2）湿式缸套：

特点：其外表面直接与冷却水接触。它较干式缸套的壁厚大，其厚一般为5～9mm。

湿式缸套的优点是缸体铸造较容易，又便于维修，且散热效果好。缺点是缸体刚度较差，易产生穴蚀、漏水和漏气，它主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体柴油机。

3、湿式汽缸套的防漏措施

（1）良好的定位

缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的与汽缸体间为动配合的圆环带A和B；轴向定位是利用上部凸缘的下平面C。因此，缸套的上述部位和汽缸体承孔的相应配合部位应有较高的加工精度。（2）汽缸套下部靠一～三个耐热耐油橡胶密封圈密封(见图1-2-9)。其密封

形式有涨封式和压封式两种，其中使用较广泛的为图1-2-9a所示的涨封式。

（3）大多数湿式汽缸套装入汽缸体后，其顶面高出缸体一定高度，一般为0.05～0.15mm(见图1-2-8b)。汽缸盖螺栓拧紧后缸套与缸垫的该部分承受较大的压紧力，具有防止汽缸漏气、水套漏水和保证缸套定位的作用

（4）在缸盖压紧后，若发现各缸安装高度不一致时，可在缸套上部凸缘C(见图1-2-8b)的下平面处垫有金属垫片(对铸铁缸体用钢垫或铝垫，对铝合金的缸体应用铝垫，以防止电化学腐蚀) 予以调整，还可提高防漏可靠性。

三、汽缸盖1、概述

（1）功用与工作条件

功用：用来密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃烧室。

工作条件：承受较大的热负荷及机械负荷。2、要求：

（1）应具有足够的强度和刚度；

（2）应能根据混合气形成和燃烧方式布置出合理的燃烧室形式，且气门和气道布置合理，力求使内燃机性能良好；

（3）结构简单，铸造工艺良好，冷却适当，缸盖温度场分布均匀，尽可能减小热应力。3、结构

（1）型式：

单体缸盖：只覆盖一个汽缸，用于D≥140mm；

块状缸盖：能覆盖部分（二个以上）汽缸，一般用于125﹤D﹤140mm；整体缸盖：整列汽缸共用，一般D﹤105mm。

（2）结构分析：

汽缸盖的结构随气门的布置、冷却方式以及燃烧室的形状而异。顶置气门式汽缸盖设有冷却水套(水冷式柴油机)或散热片(风冷式柴油机)、燃烧室、进排气道及气门导管孔和进排气门座等，柴油机的汽缸盖设有安装喷油器的座孔。

4、保证汽缸盖密封的措施

（1）缸盖下平面有较高的平面度要求；

（2）用一定数量的缸盖螺栓均匀紧固缸盖；

1）拧紧顺序：应从中央向四周、分2—3次逐步地按规定扭矩拧紧。

拆卸时则在冷态按相反方向进行。

2）拧紧时刻：铸铁缸盖要在柴油机达到正常工作温度后再进行第二次拧紧。

四、汽缸垫

1、概述

（1）作用：用来缸体与汽缸盖间的密封，以防止漏水、漏气现象的发生。

（2）工作条件：直接接触高温高压气体及冷却水，易被烧蚀。（3）要求：强度高、耐热、耐腐蚀，弹性好，易拆装，能重复使用，且寿命长。

（4）种类：

1）金属石棉垫，即普通缸垫

2）纯金属垫：由单层或多层金属片(铜、铝或低碳钢)制成的，为了加强密封，在缸口、水孔、油道口处，冲有弹性凸筋。多用于强化程度较高的发动机。

3）涂耐热密封胶

2、结构分析

（1）基本结构

中心部分：混有粘结剂和加强填料（如掺入铜屑或铜丝，以加强导热，平衡缸体与缸盖的温度)

外层：外包铜皮和钢皮，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强（2）安装方向——卷边朝向缸体还是缸盖？

因汽缸垫缸口处有卷边，使其高出一层，对与它接触的平面造成单面压痕变形，因此卷边应朝向易修整的接触面或硬平面，其原则为：保护体积大、软质及贵重的零件。

例：１）缸盖和缸体均为铸铁材料，朝向缸盖（体积小，易修整）２）铝合金缸盖，铸铁缸体，朝向缸体（硬平面）

３）两者均为铝合金，朝向缸套（湿式缸套的凸缘，硬平面）

五、油底壳（下曲轴箱）

1、功用：封闭曲轴箱的下部，防止赃物进入，并收集、储存、沉淀和冷却润滑油。

2、结构：由于油底壳受力很小，一般用薄钢板冲压而成，也有铸铁或铝合金油铸造的。为了加强对润滑油的冷却，某些铸造油底壳在外表面机油散热片。油底壳一侧有用来检查润滑油面高度的油尺，油面高度应在油尺上的两条横线之间。

3、类型：

（1）湿式油底壳：可储存润滑系所需的循环油量，一般加工有深池部分，防止机械斜坡时吸油困难。

（2）干式油底壳：仅用于收集润滑油，通过输油泵将油送到专设的机油箱内，再由机油箱向润滑系供油。

第四节活塞连杆组活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆及连杆轴承等主要零件组成。一、活塞

１、概述

（1）作用：

1）与汽缸盖、汽缸壁等共同组成燃烧室；

2）承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。（2）组成：

活塞可分为顶部、环槽部、裙部和活塞销座四部分，顶部与环槽部合在一起又可统称为头部。

1）顶部：顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。为了提高其刚度和强度，并加强散热能力，背面多有加强筋。根据不同的目的和要求，活塞顶部制成各种不同的形状。

2）头部（环槽部或防漏部）：活塞的环槽部切有若干环槽，用以安装活塞环。它是活塞的防漏部分，两环槽之间称环岸。环槽的形状与活塞环断面形状相适应，通常为矩形或梯形。3）裙部：裙部是用来为活塞导向和承受侧压力的。因而有一定的长度，以保证可靠的导向；

又要有足够的承压面积。4）活塞销座：销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分，位于活塞裙部的上部，为厚壁圆筒结构，用以安装活塞销。（3）工作条件：

1）气体压力大、工作温度高：燃烧过程中，最高瞬时压力可达５～１０Mpa；最高燃烧温度达２０００K。

2）高速运动：平均速度高，约７～８m/s甚至达１１～１２m/s，且加速度高，能达３０m/s２。

3）润滑条件差：主要依靠飞溅润滑，可靠性差。

4）冷却条件差：活塞顶的热量一部分由润滑油和冷混合气带走，但主要是通过汽缸壁间接的传给冷却水。

（4）要求：

1）要有足够的强度和刚度；

2）质量要尽量小，以保持最小的惯性力；

3）导热性好，有充分的散热能力；耐热性好，高温下性能稳定或下降的少；受热率低，单位质量在单位时间内吸收的热量少；

4）活塞与汽缸壁间应有较小的摩擦系数；

5）温度变化时尺寸和形状变化要小；

6）和汽缸壁间要保持适当的、尽可能小的间隙。间隙过大会导致敲缸、窜气、上油等故障；间隙过小会因活塞膨胀导致拉缸和困缸。（5）材料：

柴油机活塞目前广泛采用的材料是铝合金。

优点：质量小(约为同样结构的铸铁活塞的50％～70％)，导热性好(约

为铸铁的三倍)；

缺点：热膨胀系数较大，温度升高时强度和硬度下降较快。２、结构分析

（1）总体结构分析

１）外形呈倒置杯形，顶部、头部及销座处均含有一定的金属量，以提高其承载能力，增加刚度和强度。

２）在顶部、头部和销座之间设置加强筋，提高刚度和强度，并增强散热能力。

３）在顶部、头部和销座之间采用圆弧连接，可避免应力集中。（2）顶面形状

由于活塞顶面是燃烧室一部分，因此其顶面形状主要取决于燃烧室的选择和设计。仅从活塞的设计角度而言，为了减轻活塞的热负荷和应力集中，希望采用受热面积最小，加工最简单的顶面形状，即平顶。大多数的汽油机采用平定活塞，其燃烧室的主要部分在汽缸盖上。而非直喷式柴油机的活塞也采用平顶或接近平顶；直喷式柴油机的活塞由于混合气的形成需要，在其顶面加工有各种形状的凹坑作为燃烧室。

活塞顶面形状有：平顶、凹顶和凸顶三种。

（3）环槽部：切有若干环槽，用以安装活塞环，是活塞的防漏部，两环槽之间称为环岸。

环槽的形状与环的形状相适应，多为矩形或梯形。气环槽在上，油环槽在下，一般２～３道气环，１～２道油环。

（4）裙部：指活塞头部最低一个环槽以下的那部分活塞，其作用是为活塞导向并承受由于连杆摆动所产生的侧压力。其要求为既要有一定的长度，以保证可靠的导向，又要有足够的面积，以防止单位面积压力过大，破坏润滑油膜，加大磨损。

裙部的基本结构为一薄壁圆筒，又分为全裙式、半拖板式和拖板式三种。

（5）活塞销座：用来安装活塞销。为厚壁圆筒结构，中间断开，便于安装连杆，两边对称，受力均匀，销座通常用肋片与活塞内壁相连，提高刚度。为了限制全浮活塞销的轴向窜动，活塞在销座孔内接近外端面处车有卡环槽，以装入卡环。两卡环之间的距离大于活塞销的长度，使卡环与活塞销端面之间留有适当的间隙，以防温度低时活塞的收缩大于活塞销的收缩而将卡环顶出、甚至损坏活塞。

因活塞销座和活塞销受力大小而承压面积小，因此销座孔加工精度很高，并且分组与活塞销选配，以达到高精度的配合，销座孔的尺寸分组通常用色漆标于销座下方的外表面。

（6）与汽缸壁保持适当间隙的结构措施

1）活塞变形的原因和规律

A）变形原因：主要是热膨胀及侧压力，其次，气体压力也会引起活塞顶部弯曲变形。B）变形规律：

a：整个活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使活塞与气缸的配合间隙变小。这是由于活塞的温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁。

b：活塞头部的膨胀量大于裙部，自上而下膨胀量由大而小。这是由于温度上高下低，且活塞的壁厚

是上厚下薄。

c：裙部圆周方向近似椭圆形变化，长轴沿着销座孔轴线方向。这是由于销座处金属多而膨胀量大和侧压力及气体压力的作用结果。

2）结构措施

A）活塞头部的直径上小、下大的阶梯形或截锥形，且头部直径小于裙部，直径差一般为0.5mm~0.9mm。

B）活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形．称为椭圆活塞，椭圆的长轴在垂直于销座轴线方向。一般椭圆活塞是裙部下端长轴最大，它与同一截面短轴的直径差称为活塞裙部的椭圆度，也笼统的称为活塞的椭圆度。

C）活塞裙部沿销座外端面在铸造时凹陷0.5mm~1mm，或将销座两端面切掉一层，使销座两端处有充分的膨胀余地。

第三章 曲柄连杆机构 练习题

第三章曲柄连杆机构练习题 1、曲柄连杆机构由哪些零件组成？其功用是什么？ 2、试述气缸体的三种形式及特点。 P29 3、解释下列名词： a、上止点b,下止点c,活塞行程d,汽缸工作容积 e,燃烧室容积f,汽缸总容积g,发动机排量h,压缩比 i,工作循环j,四冲程发动机k,二冲程发动机 4、铝合金活塞预先做成椭园形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？确定发动机的点火 顺序的原则有哪些？

7、内燃机中的飞轮起什么作用？ 8、内燃机与外燃机相比，具有哪些优点？ 9、曲柄连杆机构的主要零件可以分为哪三组？ 10、内燃机的燃烧室有盆型; 楔型和半球型等三种。 12、活塞连杆组由活塞、、、和轴瓦等组成。 13、活塞可分为三部分，、和。 14、活塞环是具有弹性的开口环，有和两种。气环的作用是；油环的作用是。气环的开口切口;切口; 切口和带防转销钉槽等四种形式. 15、连杆分为三部分：即连杆、连杆杆身和连杆（包括连杆盖）。 16、曲轴由曲轴前端轴（自由端）、曲拐及曲轴后端轴三部分组成。 17、请对比四行程汽油机与四行程柴油机的优缺点。 18、简述曲柄连杆机构的功用与工作条件。 19、气缸的排列方式有哪些？ 20、按照冷却水冷却气缸套的方式来划分，气缸套有气缸套和气缸套两种。 21、简述气缸盖的功用;工作条件;制造材料和汽缸盖的结构分类。

22、气缸垫有什么作用? 23、简述活塞的功用;工作条件对其要求和制造材料. 24、简述活塞各部的位置和其功用. 25、活塞销有何功用？其工作条件如何？它与活塞之间采用什么方式连接？ 26、连杆有何功用？其工作条件;材料及对其要求如何？

实验一机体组与曲柄连杆机构的拆装

实习一机体组与曲柄连杆机构的拆装 一、目的要求 通过对曲柄连杆机构与机体零件的观察，要求学生初步掌握发动机的基本工作原理，熟悉曲柄连杆机构和机体零件的组成、功用、相互联系及结构特点。 二、设备、仪器和工具 1、485或495柴油机一台； 2、汽油机一台； 3、各种类型的曲柄连杆总成或部件和零件； 4、拆装工具一套； 5、相关挂图一套； 三、拆装观察要点 1、进一步熟悉、解剖发动机总体结构，复习四冲程和两冲程发动机工作原理。 2、搞清各零件的名称、功用、结构特点和相互关系。并分析曲柄连杆机构运动的规律和受力情况与典型磨损的关系。注意柴油机与汽油机零件的结构特点。 （1）机体、缸套、缸盖、缸垫、曲轴箱等零件的总体布置，不同型号与缸鼓的发动机上同名零件结构的特点与差异。 （2）常用燃烧室的结构特点。 （3）活塞连杆组的组成、功用、型式和结构特点。 （4）活塞与活塞销：气缸的配合、活塞销、连杆小头、活塞销座之间的固定方位。 （5）不同型号发动机活塞环的类型、数量和断面形状。 （6）单缸与多缸曲轴的结构特点，各部分的作用和平衡的实现，轴向移动及限制方法、曲轴减振器的作用及安装位置。 （7）轴承的结构特点、定位方法和固紧的要求。 （8）曲轴与飞轮的连接方法、飞轮上各记号的意义、曲轴与其轴瓦的配合。 （9）曲轴箱通气孔的作用、位置和构造。 （10）不同机体结构型式的特点：缸套安装要求 3、了解拆装曲柄连杆机构的要求 （1）缸盖螺栓的松紧次序。 （2）哪些零件不可互换。 （3）安装活塞销的方法和要求。 （4）轴承螺栓拧紧的要求。 （5）活塞环的安装方法、位置及环槽的配合要求。 四、拆装方法及步骤 活塞连杆组拆装操作步骤及工作要点 1、活塞连杆组的拆卸 （1）转动曲轴将准备拆卸的连杆对应的活塞转到下止点。见图1-42. （2）拆卸连杆螺母，取下连杆轴承盖，并按顺序放好。见图1-43. （3）用橡胶锤或手锤木柄推出活塞连杆组（应事先刮去气缸上的台阶，以免损坏活塞环），注意不要硬撬、硬敲，以免损伤气缸。见图1-44. （4）取出活塞连杆组后，应将连杆轴承盖、螺栓、螺母按原位装回，并注意连杆的装配标记。标记应朝向皮带盘，活塞、连杆和连杆轴承盖上打上对应缸号。

曲柄连杆机构习题及其答案(学习资料)

曲柄连杆机构 一、填空题 1．曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。活塞连杆组由（活塞）、（活塞环）、（活塞销）、（连杆）等组成。 2．活塞环包括（气环）、（油环）两种。 3．在安装气环时，各个气环的切口应该（相互交错），构成迷宫式封气装置，以对气缸中的高压燃气进行有效密封。 4．油环分为（普通油环）和组合油环两种，组合油环一般由（上下刮油片）和（胀簧）组成。5．在安装扭曲环时，应将其内圈切槽向（上），外圈切槽向（下），不能装反。 6．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用（全浮式）配合。 7．连杆由（连杆小头）、（杆身）和（连杆大头）三部分组成。 8．曲轴的曲拐数取决于发动机的（气缸数目）和（排列方式）。 9．曲轴按支承型式的不同分为（全支承曲轴）和（非全支承曲轴）；按加工方法的不同分为（整体式）和（组合式）。 10．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的（正时齿轮），驱动风扇和水泵的（皮带轮），止推片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有（起动爪），以便必要时用人力转动曲轴。 11．飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志，用以作为调整和检查（点火正时）和（点火间隙）的依据。 二、选择题 1．将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取由中央对称地向四周扩展的顺序分几次拧紧。 2．对于铝合金气缸盖，为了保证它的密封性能，在装配时，必须在（冷状态）状态下拧紧。因为铝膨胀系数大，热起来时可以保证密封的可靠性。铸铁气缸盖可以热状态下拧紧。 3．一般柴油机活塞顶部多采用（凹顶），汽油机活塞顶部多采用（平顶）。 4．为了保证活塞能正常工作，冷态下常将其沿径向做成（B）的椭圆形。 A．长轴在活塞销方向； B．长轴垂直于活塞销方向； C．A、B均可； D．A、B均不可 5．在负荷较高的柴油机上，第一环常采用（梯形环）。 6．直列式发动机的全支承曲轴的主轴径数等于（气缸数加1 ）。 7．按1－2－4－3顺序工作的发动机，当一缸压缩到上止点时，二缸活塞处于（A）行程下止点位置。A．进气 B．压缩 C．作功 D．排气 8．四行程六缸发动机曲轴各曲拐之间的夹角是（A）。A．60° B．90° C．120° D．180 11. 下列说法正确的是（） A、活塞顶的记号用来表示发动机功率 B、活塞顶的记号用来表示发动机转速 C、活塞顶的记号可以用来表示活塞及活塞销的安装和选配要求 D、活塞顶的记号用来表示连杆螺钉拧紧力矩 12. 下列说法正确的是（） A、活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动可以起导向作用 B、活塞裙部在做功时起密封作用 C、活塞裙部在做功时起承受气体侧压力作用 D、活塞裙部安装有2~3道活塞环 13.下列说法正确的是（） A、干式气缸套外壁直接比冷却水接触 B、干式气缸套壁厚比湿式气缸套薄

曲柄连杆机构机体组 教案

曲柄连杆机构机体组教案 一、教学内容分析 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机体。本次课的内容对汽车专业的学生在今后的学习和实践动手操作中起着重要的作用，只有掌握了发动机机体各组件的结构、作用和工作过程，才能继续深入学习与发动机有关的后续知识。 二、三维目标： 知识与技能： 1、掌握曲柄连杆机构的组成和作用； 2、掌握机体组的组成和作用； 3、掌握机体的结构形式主要有哪些。 过程与方法： 通过本次机体组这节课的学习，同学们将了解机体组各组成部件的结构形式及作用。由于同学们刚开始接触发动机，对发动机各个组成部件的相关知识还较生疏，所以，在讲解机体组这部分内容的时候以多媒体的方式来进行教学，通过课件上的图片或者视频的展示，以加强学生对发动机机体组知识的理解。 情感态度与价值观： 通过任务驱动和教师的引导，让学生自主探究学习和小组协作学习，在完成一个个具体的任务过程中机体组的组成和各零部件的作用，从而培养学生独立分析问题、解决问题的能力、举一反三的能力。 三、教学重难点 1、教学重点：曲柄连杆机构的组成和作用； 机体组的组成和作用； 机体组各零部件的作用。 2、教学难点：汽缸体的结构形式； 机体内各种结构形式的燃烧室结构。 四、教学方法：讲授法、讨论法、多媒体演示法 五、课时安排：1课时 六、教学过程： 复习旧课：回顾发动机总体构造内容，用提问的方式检验学生的掌握程度。 设计意图：1）通过提问，可以让同学们集中注意力； 2）通过提问，让学生回顾发动机总体构造知识，将有利于学生对发动机机体组这部分内容的学习。 引入新课：在本课教学开始，利用上个环节的提问内容来引出本次课将学的内容，并提醒学生本次课内容的重点。 一、观看曲柄连杆机构相关视频 学生带着问题观看相关视频，问题如下： 1、发动机曲柄连杆机构有哪几部分组成？ 2、发动机曲柄连杆机构的作用是什么呢？ 二、小组讨论：

曲柄连杆机构

曲柄连杆机构 第二章曲柄连杆机构 一、选择题： 1. 在曲柄连杆机构中，引起发动机水平振动的是（）力。 a. 往复惯性力 b. 离心惯性力 c. 气体压力 d. 惯性力 2. 当汽油机转速为3000~6000r/min 时，活塞冲程为（）冲程/ 秒。 a. 100~200 b. 50~100 c. 150~250 d. 250~300 3. 曲轴箱的型式有三种，其刚度由大到小顺序为（）。 a. 平分式龙门式隧道式 b. 龙门式隧道式平分式 c. 隧道式龙门式平分式 d. 隧道式龙门式平分式 4. 492Q 型汽油机气缸体采用（）铸造。

a. 合金铸铁 b. 优质灰铸铁 c. 铝合金铸铁 d. 球墨铸铁 5. 活塞在工作状态下发生椭圆变形，是由于（）作用的结果。 a. 侧压力 b. 销座处热膨胀 c. 侧压力和销座热膨胀 d. 气体压力、侧压力和销座处热膨胀 6. ( ) 用来减少第一道环的热流。 a. 油环 b. 隔热堤 c. 气环 d. 活塞销 7. 活塞环的数目由（）决定的。 a. 气体压力 b. 缸壁间隙和气体压力 c. 发动机转速 d. 气体压力、缸壁间隙和发动机转速 8. 在作功冲程时，气环的密封作用，主要靠（）。 a. 第一密封面的密封作用 b. 第二次密封作用

c. 活塞环本身的弹力 9. 为了保护活塞裙部表面，加速走合，在活塞裙部较多采用的措施是（）。 a. 涂石墨 b. 喷油润滑 c. 镀锡 d. 镀铬 10. 活塞环的泵油作用，是由活塞环（）存在引起的。 a. 开口间隙和侧隙 b. 开口间隙和背隙 c. 缸壁间隙 d. 侧隙和背隙 11. 外扭切环多装于第（）道环槽。 a. 一 b. 一和二 c. 二和三 d. 一和三 12. 扭曲环之所以会扭曲是因为（）。 a. 加工成扭曲的 b. 环断面不对称 c. 气体压力作用 d. 活塞环弹力作用

第二章 曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构 第一节 概述 1.曲柄连杆机构是往复活 塞式发动机的重要工作 机构。其功用是将燃料燃 烧后作用在活塞顶上的 气体膨胀压力转变为推 动曲轴旋转的转矩，向工 作机械输出机械能。 2.曲柄连杆机构的零部件 主要有以下三部分组成： 机体组、活塞连杆组和曲 轴飞轮组。 第二节机体组 1.机体组主要由气缸体、气 缸盖、曲轴箱、油底壳和 气缸垫等组成，它的作用 是发动机各机构、各系统 的装载基体。 （一）气缸体 1.汽缸体上半部分有一个

或若干个为活塞在其中 运动导向的圆形空腔，称 为气缸；下半部为支撑曲 轴的曲轴箱。 2.水冷式发动机气缸体中， 布置有许多的水套，通过 冷却液在其中循环流动， 逮走由活塞，活塞环传给 气缸，再传给冷却液的大 量热量，从而保证发动机 连续工作的正常温度。3.气缸体材料要有足够的 强度和刚度，导热性、耐 磨性要好，质量要轻，同 时从气缸体的加工工艺 上也应采取措施满足发 动机的要求。 4.气缸体根据汽车发动机 不同的要求，结构形式也 不同，主要分为三种：①一般是气缸体：特点是高 度低，重量轻，便于机械

加工。 ②龙门式气缸体：刚度和强 度较好，与油底壳的安装 配合简单，缺点是重量较 大工艺性较差。 ③隧道式气缸体：结构刚度 最好，但比较笨重。 5.汽车发动机气缸套有干 式和湿式两种： ①干式气缸套：此种气缸套 与气缸孔配合紧密，不易 漏水、漏气，但此种缸套 的冷却效果较差。 ②湿式气缸套：此种气缸套 铸造方便，易拆卸更换， 冷却效果较好；但是气缸 体刚度较差，容易漏水、 漏气。多用于汽车柴油机 上。 ③轿车发动机大多采用刚 度高的不镶缸套或镶干 式缸套的形式。

第二章曲柄连杆机构

第二章曲柄连杆机构 学习目标: 通过本章得学习,您应该能够解答如下几个问题: 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用就是什么？ 2、汽油机得燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体得三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形,为什么？ 5、什么就是矩形环得泵油作用？有什么危害？ 6、什么就是发动机得点火顺序？什么就是发动机得作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容: 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组 第一节概述 功用:曲柄连杆机构就是内燃机实现工作循环,完成能量转换得传动机构,用来传递力与改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞得往复运动转变成曲轴得旋转运动,对外输出动力,而在其她三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴得旋转运动转变成活塞得往复直线运动。总得来说曲柄连杆机构就是发动机借以产生并传递动力得机构。通过它把燃料燃烧后发出得热能转变为机械能。 工作条件:发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴得旋转速度又很高,活塞往复运动得线速度相当大,同时与可燃混合气与燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作

用,并且润滑困难。可见,曲柄连杆机构得工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速与化学腐蚀作用。 组成:曲柄连杆机构得主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组与曲轴飞轮组。 机体就是构成发动机得骨架,就是发动机各机构与各系统得安装基础,其内、外安装着发动机得所有主要零件与附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够得强度与刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖与气缸垫等零件组成。 1、气缸体 水冷发动机得气缸体与上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体—— 曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部得 圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴得曲轴箱,其内腔为曲轴 运动得空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套与润滑油道 等。 气缸体应具有足够得强度与刚度,根据气缸体与油底壳安装平 面得位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点就是油底壳安装平面与曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体得优点就是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点就是刚度与强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点就是油底壳安装平面低于曲轴得旋转中心。它得优点就是强度与刚度都好,能承受较大得机械负荷;但其缺点就是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。 (3) 隧道式气缸体这种形式得气缸体曲轴得主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点就是结构紧凑、刚度与强度好,但其缺点就是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸与气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种就是水冷,另一种就是风冷。水冷发动机得气缸周围与气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体与气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸与气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸得排列形式决定了发动机外型尺寸与结构特点,对发动机机体得刚度与强度也有影响,并关系到汽车得总体布置。按照气缸得排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型与对置式三种。

第二章 曲柄连杆机构(答案)

第二章曲柄连杆机构（答案） 一、填空题 1. 曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机构，曲柄连杆机构的工作条件是高温、高压、高速和有化学腐蚀。曲柄连杆机构可分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三个组。 2．根据汽缸体结构将其分为三种形式：一般式、龙门式和隧道式，汽车发动机汽缸的排列方式有三种形式：（直列式）、（V型）和（对置式）。 3. 四缸四冲程发动机的做功顺序一般是1342或1243；六缸四冲程发动机做功顺序一般是153624或142635。 4. 机体组包括汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等；活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等；曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮等。 5.活塞环分为（气环）和（油环）两种。油环的结构形式有普通式和组合式二种。气环的截面形状主要有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环几种。 6. 根据是否与冷却水相接触，汽缸套分为（干式）和（湿式）两种。 7．气缸按冷却介质的不同,冷却方式分为（风冷）与（水冷）两种。 8．常用汽油机燃烧室形状有（浴盆形）、（楔形）和（球形）三种。 二、选择题(有一项或多项正确) 1．直列四缸四冲程发动机的点火间隔角为（B）。 A 90o B 180o C 270o D 360o 2．气环在自由状态下的外圆直径（A）汽缸直径。 A 大于 B 小于 C 等于 3．受热温度最高的气环是（A）。 A 第一道 B 第二道 4．安装汽缸垫时，应把光滑的一面朝向（ A）。 A 汽缸体 B 汽缸盖 5．曲柄连杆机构工作条件的特点是( ABCD )。 A 高温 B 高压 C 高速 D 化学腐蚀

6．曲柄连杆机构在运动过程中受(ABC )的作用。 A 气体作用力 B 摩擦力 C 运动质量惯性力 D 外界阻力7．在将气缸盖用螺栓固定在气缸体上，拧紧螺栓时，应采取下列方法( A )。 A 由中央对称地向四周分几次拧紧 B 由中央对称地向四周分一次拧紧 C 由四周向中央分几次拧紧 D 由四周向中央分几次拧紧 8．V形发动机曲轴的曲拐数等于( B )。 A 气缸数 B 气缸数的一半 C 气缸数的一半加l D 气缸数加1 9．按1—2—4—3顺序工作的发动机，当1缸压缩到上止点时，2缸活塞处于( A )行程下止点位置。 A 进气 B 压缩 C 做功 D 排气 三、问答题 1．什么是发动机的点火顺序？ 对于每一个气缸来说，都要求按一定顺序工作，即发动机的工作顺序，也就是发动机的点火顺序。 2．曲轴扭转减震器起什么作用？ 吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严重恶果。 3．活塞的主要作用和要求如何？ 活塞的作用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，驱使曲轴旋转，活塞顶部是燃烧室的组成部分。

第二章机体零件与曲柄连杆机构

第二章机体零件与曲柄连杆机构 一、概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和 改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。 通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又 很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还 受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高 温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 二、机体组 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动 机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组 主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1. 气缸体（图2-1） 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，也可称为气缸 体。气缸体一般用灰铸铁铸成，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。 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气 缸体分为以下三种形式。（图2-2） (1) 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较 大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 (3) 隧道式气缸体 这种形式的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，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。 为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸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（图2-3）。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动 机外型尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V型和对置式三种（图2-4）。 (1) 直列式 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。例如捷达轿车、富康轿车、

第三节 曲柄连杆机构的检修

第三节曲柄连杆机构的检修 一、分解和组装齿形皮带组件和油居壳组件 注意:为了进行安装工作，应将发动机通过发动机和变速器支架VW540固定在装配架上。如果确定发动机维修时的金属碎屑以及大量的排出物(由于腐蚀导致，例如连杆轴承损坏)进入发动机机油中，为了避免损坏，除了仔细清洁油道之外，还应更新机油滤清器。安装操作前对所有轴承面和摩擦面上油。 分解和组装齿形皮带组件和油底壳组件，如图2-12、图2-13所示。

齿形皮带走向，如图2-14所示。 2.拆卸和安装带筋三角皮带(只对于带有空调压缩机车辆) 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具:螺丝扳手(开口16°)。 2)拆卸。 (1)拆下发动机挡泥板。 (2)标出带筋三角皮带传动方向。 (3)用螺丝扳手(开口16°)沿图2-15箭头方向旋转张紧件，松开带筋三角皮带。

(4)拆下带筋三角皮带。 3)安装。 (1)首先将带筋三角皮带套到曲轴皮带轮上，然后将传动皮带推动到张紧轮上。 (2)其余的组装工作大体上与拆卸顺序相反。注意:在安装带筋三角皮带前注意全部机组(发电机、空调压缩机)应已固定安装。在安装带筋三角皮带时请注意传动方同和皮带轮中传动皮带的正确位置。 (3)完成工作后原则上应起动发动机并检查传动皮带的转动情况。 二、气缸盖的检查 气缸盖分解图，如图 2-16所示。 1.注意事项

1)如果要安装一个更换的气缸盖，必须在安装凸轮轴壳体前对支撑件、滚子拉杆和凸轮滑轨间的整个接触面上油。 2)随附的用于保护敞开气门的塑料垫在安装气缸盖前才允许去除。 3)如果更新气缸盖，冷却液也必须全部更新。 4)安装操作前给所有轴承面和摩擦面上油。 2.检查气缸盖的变形情况 如图2-17所示，检查气缸盖的变形情况，允许最大变形:0.05mm。 3.检查配气相位 1)拆卸空气滤清器壳。 2)拆卸齿形皮带带护罩上部。 3)将曲轴调到气缸 1的上止点。皮带轮上的切口必须与标记 0的边缘对齐，如图 2-18所示。 4)凸轮轴正时齿轮上的定位孔与凸轮轴壳体定位孔的中心必须对齐如图 2-19箭头所示。注意:如果定位孔位于正时皮带轮的反向一侧，必须将曲轴再继续旋转一圈。 4.拆卸、安装和张紧齿形皮带 1)需要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具 (1)1O-222A支撑工具、10-222A/1支撑工具的底座、3415夹具、3415/1销、T10016凸轮轴锁止件，如图2-20所示。

第二章曲柄连杆机构.

第二章曲柄连杆机构 学习目标： 通过本章的学习，你应该能够解答如下几个问题： 1、曲柄连杆机构有哪些零件组成？其功用是什么？ 2、汽油机的燃烧室有那几种？有何特点？ 3、试述气缸体的三种形式及特点。 4、铝合金活塞预先做成椭圆形、锥形或阶梯形，为什么？ 5、什么是矩形环的泵油作用？有什么危害？ 6、什么是发动机的点火顺序？什么是发动机的作功间隔角？ 7、曲轴扭转减振器起什么作用？ 学习内容： 一、概述 二、机体组 三、活塞连杆组——活塞 四、活塞连杆组——活塞环 五、活塞连杆组——活塞销 六、活塞连杆组——连杆 七、曲轴飞轮组

第一节概述 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 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，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，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。 气缸体应具有足够的强度和刚 度，根据气缸体与油底壳安装平面 的位置不同，通常把气缸体分为以 下三种形式。 (1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。

发动机曲柄连杆机构的设计 更新版

. 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算,同时进行强度、刚度等方面的校核,并进行相关力学分析和机构运动仿真分析,以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析,本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来,达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路。 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析,着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核;第三,应用Pｒｏ∕Engiｎeeｒ建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型,并利用Ｐro/Ｍechａnｉｓm进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构;力学分析；机构仿真

目录 第一章绪论错误!未定义书签。 1．1国内外发展现状错误!未定义书签。 １．2研究的主要内容错误!未定义书签。 第二章总体方案的设计错误!未定义书签。 2.1原始参数的选定错误!未定义书签。 2.2原理性方案设计错误!未定义书签。 2.3 结构的设计错误!未定义书签。 2.4 确定设计方案错误!未定义书签。 第三章中心曲柄连杆机构的设计错误!未定义书签。 3．1 气缸内的作用力分析错误!未定义书签。 3．２惯性力的计算错误!未定义书签。 第四章活塞以及连杆组件的设计错误!未定义书签。 4.1 设计活塞组件错误!未定义书签。 4.2 设计活塞销错误!未定义书签。 ４.３活塞销座错误!未定义书签。 ４.4 连杆的设计错误!未定义书签。 第五章曲轴的设计错误!未定义书签。 5.１曲轴的材料的选择错误!未定义书签。 ５.2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节错误!未定义书签。第六章曲柄连杆机构的创建错误!未定义书签。 6.１活塞的创建错误!未定义书签。 ６.２连杆的创建错误!未定义书签。 ６．3 曲轴的创建错误!未定义书签。 6．4 曲柄连杆机构其它零件的创建错误!未定义书签。 第七章活塞及连杆的装配错误!未定义书签。 ７．１添加活塞组件错误!未定义书签。 7．２添加连杆体组件错误!未定义书签。 7.3曲轴连杆的连接错误!未定义书签。

发动机曲柄连杆机构设计更新版

。 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例，基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算，同时进行强度、刚度等方面的校核，并进行相关力学分析和机构运动仿真分析，以达到良好的生产经济效益。 目前国内外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多，而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析，本次设计在清晰、全面剖析的基础上，有机地将各研究模块联系起来，达到既简便又清晰的设计目的，力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路. 分析研究的主要模块分为以下三个部分：第一，对发动机曲柄滑块机构进行力学分析，着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计，并对其强度和刚度进行校核；第三，应用Pro ∕Engineer 建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型，并利用Pro/Mechanism进行机构仿真。 关键词：发动机；曲柄滑块机构；力学分析；机构仿真

目录 第一章绪论 (1) 1。1国内外发展现状 (1) 1.2研究的主要内容 (1) 第二章总体方案的设计 (2) 2。1原始参数的选定 (2) 2.2原理性方案设计 (2) 2。3 结构的设计 (3) 2。4 确定设计方案 (3) 第三章中心曲柄连杆机构的设计 (5) 3。1 气缸内的作用力分析 (5) 3.2 惯性力的计算 (5) 第四章活塞以及连杆组件的设计 (8) 4。1 设计活塞组件 (8) 4.2 设计活塞销 (9) 4.3 活塞销座 (9) 4。4 连杆的设计 (9) 第五章曲轴的设计 (11) 5.1 曲轴的材料的选择 (11) 5。2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节 (11) 第六章曲柄连杆机构的创建 (13) 6.1 活塞的创建 (13) 6.2 连杆的创建 (14) 6.3 曲轴的创建 (16) 6.4 曲柄连杆机构其它零件的创建 (18) 第七章活塞及连杆的装配 (19) 7．1添加活塞组件 (19) 7.2添加连杆体组件 (19)

曲柄连杆机构由机体组

1．曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。 2．曲柄连杆机构的工作条件的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。 3．曲柄连杆机构的作用是将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。 4．曲柄连杆机构所受的力主要有气体作用力、运动质量惯性力与离心力、摩擦力等。5．机体组主要由气缸体、气缸盖罩、气缸盖、油底壳、气缸衬垫、主轴承盖和上曲轴箱等组成。 6．气缸体按结构分一般式、龙门式、和遂道式。492Q汽油机，90系列柴油机使用一般式。 捷达、富康、桑塔纳轿车使用龙门式。 7．气缸体按冷却方式分水冷和风冷，汽车发动机大都采用水冷。气缸周围和气缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套。 8．根据气缸的排列方式分为直列、V形、对置式、W形和气缸斜置式。一般6缸以下的发动机都采用直列式，如本田雅阁轿车的F23A3发动机。 9．气缸套分为干式和湿式两种。干式气缸套的特点是外表面不直接与冷却水接触，一般厚度为2—3mm，且不易漏水、漏气，结构刚度大、质量轻，但冷却及散热差、修理更换不便。湿式气缸套的特点是其外表面直接与冷却水接触，一般厚度为5—9mm。优点是缸体铸造容易，便于修理更换，且散热效果较好，缺点是缸体刚度较差，易产生腐蚀，且易漏水、漏气。湿式缸套的密封分为涨封式和压封式两种。安装时通常其顶面应高出气缸体上平面0.05—0.15mm。若高出量过小，会降低气缸的密封性，易引起气缸内的高压气体窜入水套和水套中的冷却水渗入气缸的现象，且会损坏气缸垫；高出量过大，将减弱气缸盖对气缸垫的压紧量，导致机油通道和水道密封性下降而渗漏。 10．气缸盖用于封闭气缸上部，密封活塞上部，并与活塞、气缸壁共同构成燃烧室。有整体式、分开式两种。安装时，为了保证均匀压紧，在拧紧缸盖螺栓时，应用规定的力矩分三次从内向外成对角线拧紧。对铝合金缸盖，必须在发动机冷状下拧紧。 11．汽油机燃烧室是由活塞顶部及气缸盖上相应的由凹坑构成。燃烧室应该结构紧凑，冷却面积小；有良好的进气及挤气涡流；充气效率高以及表面光滑。汽油机常见的燃烧室形状有楔形、盆形、半球形、篷形。多气门轿车发动机多采用篷形燃烧室。 12．柴油机的分隔式燃烧室有涡流燃烧室和预燃室燃烧室两种类型。 13．气缸垫作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。气缸垫应该要耐热、耐蚀，具有足够的强度、一定的弹性和导热性。按材料及结构可分为金属石棉衬垫、金属复合材料衬垫各全金属衬垫。在安装时，光滑面应朝向气缸体，若气缸体为铸铁材料，缸盖为铝合金材料，光滑面应朝向缸盖。 14．油底壳的作用是储存和冷却机油并封闭曲轴箱。 15．发动机在车架上支承是弹性的，这是为了在汽车行驶中因车架的扭转变形对发动机造成的影响，以及减少传给底盘和乘员的振动和噪音。 16．活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆组件等组成。 17．活塞的作用是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。此外，活塞顶部还与气缸盖及气缸壁共同组成燃烧室。 18．活塞按结构分为活塞头部、顶部和裙部。活塞顶部分为平顶、凹顶、凸顶。二冲程发动机常用凸顶活塞，大多数汽油机采用平顶活塞。 19．设置隔热槽的作用是为了隔断由活塞顶部传向第一道活塞环的热流，使部分热量由第二、三道活塞环传出，从而可以减轻第一道活塞环的热负荷，改善其工作条件，防止活塞环粘结。 20．活塞裙部包括活塞销座孔，它的形状应保证活塞在气缸内得到良好的导向。气缸与活塞之间在任何工况下都应保持均匀、适宜的间隙。间隙过小，活塞可能被气缸卡住（拉缸）；

机体组及曲柄连杆机构

机体组及曲柄连杆机构 功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速 和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标