1、第二章第二章 曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)第二章第二章 曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)作用：作用：將燃料燃燒的將燃料燃燒的熱能熱能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為換為機械能機械能，將活塞的，將活塞的往復(fù)往復(fù)運動運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動，并將能量傳輸出去。并將能量傳輸出去。組成：組成：機體組機體組、活塞連桿組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。曲軸飛輪組。第二章第二章 曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)的受曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析力及運動分析機體組機體組活塞連桿組活塞連桿組曲軸飛輪組曲軸飛輪組本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析以上各零部件均是做以上各

2、零部件均是做變速、周期性變速、周期性的運動。的運動。一、運動分析一、運動分析活塞組、連桿小頭：活塞組、連桿小頭：主要為上下往復(fù)運動；主要為上下往復(fù)運動；連桿大頭、桿身、連桿蓋：連桿大頭、桿身、連桿蓋：主要做左主要做左右擺動，同時伴有上下往復(fù)運動；右擺動，同時伴有上下往復(fù)運動；曲軸、飛輪：曲軸、飛輪：主要做旋轉(zhuǎn)運動。主要做旋轉(zhuǎn)運動。二、受力種類及受力分析二、受力種類及受力分析 1 1）氣體作用力（主要）氣體作用力（主要） （1 1）作功行程）作功行程第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析有用力矩有用力矩T TF FT T* *R RT T （2 2）壓縮行程）壓縮

3、行程第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析阻力矩阻力矩T TF FT T* *R RFT2 2）慣性力（主要）慣性力（主要）3 3） 摩擦力和其它（因為較小，故分析時忽略）摩擦力和其它（因為較小，故分析時忽略）（1 1）往復(fù)慣性力）往復(fù)慣性力（2 2）離心力）離心力第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組 組成：組成：氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋、油底殼等。承蓋、油底殼等。 作用：作用：發(fā)動機的支架。發(fā)動機的支架。第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組一、氣缸體曲

4、軸箱（水冷、風(fēng)冷）一、氣缸體曲軸箱（水冷、風(fēng)冷）1 1、氣缸體曲軸箱結(jié)構(gòu)形式、氣缸體曲軸箱結(jié)構(gòu)形式一般式一般式龍門式龍門式隧道式隧道式曲軸軸曲軸軸線與氣線與氣缸體下缸體下表面在表面在同一平同一平面上。面上。為了安裝為了安裝滾動軸承，滾動軸承，曲軸座孔曲軸座孔加工成隧加工成隧道式。道式。曲軸軸線曲軸軸線與氣缸體與氣缸體下表面不下表面不在同一平在同一平面上。面上。2、氣缸排列形式、氣缸排列形式高度較高，高度較高，寬度較窄，寬度較窄，適宜缸數(shù)較適宜缸數(shù)較少的發(fā)動機。少的發(fā)動機。高度較低，高度較低，但寬度較寬，但寬度較寬，適宜缸數(shù)較適宜缸數(shù)較多的發(fā)動機。多的發(fā)動機。高度低，寬度高度低，寬度寬，適宜發(fā)動

5、寬，適宜發(fā)動機安裝位置較機安裝位置較矮的區(qū)域采用。矮的區(qū)域采用。3 3、氣缸工作條件和材料、氣缸工作條件和材料 1 1）工作條件）工作條件 受到高溫、高壓的沖擊；受到腐蝕；活受到高溫、高壓的沖擊；受到腐蝕；活塞在氣缸里作高速運動而受到磨損等。塞在氣缸里作高速運動而受到磨損等。 2 2）材料）材料 優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或鋁合金。優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或鋁合金。 但是為了降低成本和保證壽命，通常是機體用但是為了降低成本和保證壽命，通常是機體用灰鑄鐵，氣缸孔用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵，而采用氣缸套?；诣T鐵，氣缸孔用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵，而采用氣缸套。第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組鋁合金的優(yōu)點：鋁合金的優(yōu)點： 機體與活塞熱膨脹系數(shù)相同，間隙可

6、盡量機體與活塞熱膨脹系數(shù)相同，間隙可盡量最小；最??； 導(dǎo)熱性好，可提高壓縮比；導(dǎo)熱性好，可提高壓縮比； 質(zhì)量輕，有利于前后輪載荷的合理分配；質(zhì)量輕，有利于前后輪載荷的合理分配； 散熱性好，可減少冷卻液容量，使發(fā)動機散熱性好，可減少冷卻液容量，使發(fā)動機輕量化。輕量化。第二節(jié)第二節(jié)機體組機體組4 4、氣缸套、氣缸套第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組4 4、氣缸套、氣缸套干式氣缸套干式氣缸套濕式氣缸套濕式氣缸套外表面直接與冷卻外表面直接與冷卻水直接接觸水直接接觸壁厚壁厚5 59mm9mm外表面加工較粗糙；外表面加工較粗糙；設(shè)置有漏水密封裝設(shè)置有漏水密封裝置。置。外表面不直接與外表面不直接與冷卻水接觸冷卻水接

7、觸壁厚壁厚1 13mm3mm外表面加工精度外表面加工精度高，與氣缸孔配高，與氣缸孔配合緊密，不易漏合緊密，不易漏水、漏氣水、漏氣冷卻效果優(yōu)于干式；冷卻效果優(yōu)于干式；剛性差；多用于車剛性差；多用于車用柴油機上。用柴油機上。多用于功率較小的多用于功率較小的汽油機上或不用。汽油機上或不用。1 1、作用、作用 封閉氣缸上部；與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒封閉氣缸上部；與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室；是配氣機構(gòu)的多數(shù)零件的安裝機體。室；是配氣機構(gòu)的多數(shù)零件的安裝機體。 2 2、工作條件和材料、工作條件和材料 1 1）工作條件：）工作條件：受到高溫、高壓的沖擊；受到受到高溫、高壓的沖擊；受到 腐蝕作用。

8、腐蝕作用。 2 2）材料：）材料：灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金（汽油灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金（汽油 機用）機用）第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組二、氣缸蓋二、氣缸蓋3 3、氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式、氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式單體缸蓋單體缸蓋塊狀缸蓋塊狀缸蓋整體缸蓋整體缸蓋特點特點一缸一個缸蓋一缸一個缸蓋2 2缸或缸或2 2缸以上缸以上共用一個缸蓋共用一個缸蓋一臺發(fā)動機一臺發(fā)動機一個氣缸蓋一個氣缸蓋適用適用缸徑缸徑D DD105mmD105mm可用；可用；D120mmD120mm優(yōu)先采用；優(yōu)先采用；D160mmD160mm都采用都采用105mmD160mm105mmD160mmD105mmD105mm整體式氣缸蓋整體式氣缸蓋單

9、體式氣缸蓋單體式氣缸蓋4 4、汽油機燃燒室、汽油機燃燒室1 1）對汽油機燃燒室的要求）對汽油機燃燒室的要求（1 1）有利于提高熱效率）有利于提高熱效率 （2 2）有利于排氣凈化）有利于排氣凈化（3 3）有利于換氣）有利于換氣（4 4）有利于燃燒平靜）有利于燃燒平靜（5 5）有利于組織氣流運動）有利于組織氣流運動第二節(jié)第二節(jié) 機體組機體組2 2）幾種典型燃燒室）幾種典型燃燒室（a a）浴盆型浴盆型：結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單，但不夠緊湊。捷達轎車發(fā)動但不夠緊湊。捷達轎車發(fā)動機、奧迪轎車發(fā)動機有采用機、奧迪轎車發(fā)動機有采用 。（b b）楔型楔型：結(jié)構(gòu)簡單，較：結(jié)構(gòu)簡單，較緊湊，能形成擠氣流，但使緊湊，能形

10、成擠氣流，但使得得HCHC排放增加。切諾基轎車排放增加。切諾基轎車發(fā)動機采用。發(fā)動機采用。（c c）半球型半球型：結(jié)構(gòu)緊湊，但結(jié)構(gòu)緊湊，但配氣機構(gòu)復(fù)雜，工作較粗暴，配氣機構(gòu)復(fù)雜，工作較粗暴，多用于高速汽油機。在轎車多用于高速汽油機。在轎車發(fā)動機上被廣泛地應(yīng)用。發(fā)動機上被廣泛地應(yīng)用。（d d）雙球型雙球型：由兩個球形構(gòu)：由兩個球形構(gòu)成?？刹贾幂^大直徑的氣門成。可布置較大直徑的氣門或采用多氣門形式，很容易或采用多氣門形式，很容易獲得壓縮渦流。缺點是燃燒獲得壓縮渦流。缺點是燃燒室形狀復(fù)雜，散熱面積較大，室形狀復(fù)雜，散熱面積較大，經(jīng)濟性差。經(jīng)濟性差。 雙球型雙球型（e e）多氣門蓬形多氣門蓬形：由半球

11、形由半球形發(fā)展而成。結(jié)構(gòu)緊湊，提高發(fā)展而成。結(jié)構(gòu)緊湊，提高發(fā)動機的充量系數(shù)；火焰?zhèn)靼l(fā)動機的充量系數(shù)；火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，可采用較高壓縮播距離短，可采用較高壓縮比。國產(chǎn)夏利、富康及歐寶比。國產(chǎn)夏利、富康及歐寶V6V6、奔馳、奔馳320E320E、等國外許多、等國外許多車型均采用此種燃燒室。車型均采用此種燃燒室。三、氣缸墊：三、氣缸墊：多用金屬石棉襯墊。多用金屬石棉襯墊。四、缸蓋螺栓：四、缸蓋螺栓：擰緊：擰緊：從中間往兩邊依次對角分次進行；從中間往兩邊依次對角分次進行；擰松：擰松：從兩邊往中間依次對角進行。從兩邊往中間依次對角進行。豐田佳美豐田佳美3S-FE3S-FE發(fā)動機氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序發(fā)動

12、機氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序五、油底殼：五、油底殼：放油螺塞帶磁性，對隨著潤滑油進入油底殼放油螺塞帶磁性，對隨著潤滑油進入油底殼的鐵屑進行吸附。的鐵屑進行吸附。放油螺塞放油螺塞密封墊密封墊穩(wěn)油板穩(wěn)油板 一般通過一般通過機體機體和和飛輪殼飛輪殼或或變速變速器殼器殼上的支承支上的支承支撐在車架上。支撐在車架上。支承方法：承方法：兩點、兩點、三點、四點三點、四點支承支承。六、六、發(fā)動機的支承發(fā)動機的支承機體組機體組第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組活塞組：活塞組：活塞、活塞環(huán)活塞、活塞環(huán)（氣環(huán)、油環(huán)）、活（氣環(huán)、油環(huán)）、活塞銷、卡環(huán)等。塞銷、卡環(huán)等。連桿組：連桿組：連桿、連桿蓋、連桿、連桿蓋、連桿軸瓦

13、、連桿螺栓連桿軸瓦、連桿螺栓等。等。一、活塞一、活塞 1 1、作用、作用1 1）承受力、傳力。）承受力、傳力。 2 2） 組成燃燒室。組成燃燒室。2 2、 工作條件工作條件（非常惡劣非常惡劣）三高：三高：高溫（高溫（頂部高達頂部高達600600700K700K）、高壓）、高壓 （汽油機高達汽油機高達3 35MPa5MPa，柴油機高達，柴油機高達 6 69MPa9MPa）、高速（）、高速（8 812m/s12m/s） 兩難：兩難：冷卻困難、潤滑困難冷卻困難、潤滑困難 一腐蝕：一腐蝕：受到酸性物質(zhì)的腐蝕受到酸性物質(zhì)的腐蝕第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組 3 3、材料、材料 常用：常用：鑄鋁合金（

14、高硅鋁合金、鋁銅合金）鑄鋁合金（高硅鋁合金、鋁銅合金） 低速柴油機：低速柴油機：高級鑄鐵、耐熱鋼高級鑄鐵、耐熱鋼 新型：新型：金屬陶瓷（有組合式的（陶瓷用于活塞金屬陶瓷（有組合式的（陶瓷用于活塞 頂部），也有整體式的）頂部），也有整體式的） 總之，對于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動機來說，活塞材料多選擇總之，對于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動機來說，活塞材料多選擇質(zhì)量較輕的鋁合金；而對于低速機，現(xiàn)在多用灰鑄鐵。質(zhì)量較輕的鋁合金；而對于低速機，現(xiàn)在多用灰鑄鐵。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組小結(jié)小結(jié) 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3 3、發(fā)動機主要性能指標與特性、發(fā)動機主要性能指

15、標與特性 4 4、發(fā)動機的總體構(gòu)造、發(fā)動機的總體構(gòu)造 第二章第二章 曲柄連桿機構(gòu)和機體組曲柄連桿機構(gòu)和機體組 1 1、曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析、曲柄連桿機構(gòu)的受力及運動分析 2 2、機體組、機體組 3 3、活塞連桿組、活塞連桿組 作業(yè)和思考題作業(yè)和思考題 1 1汽油機和柴油機在總體構(gòu)造上有什么區(qū)汽油機和柴油機在總體構(gòu)造上有什么區(qū)別？別？ 2.2.機體組主要包括哪些零部件？汽油機燃機體組主要包括哪些零部件？汽油機燃燒室主要有哪些？燒室主要有哪些？ 3 3、活塞有什么作用？、活塞有什么作用？ 4 4、加工制造方法、加工制造方法 1 1）鑄造）鑄造 2 2）鍛造）鍛造 3 3）液態(tài)模鍛）液態(tài)模鍛

16、第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組5 5、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：頂部、頭部、裙部。頂部、頭部、裙部。頂部頂部裙部裙部頭頭部部第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組 汽油機：汽油機：二沖程機多用凸頂活塞，其它汽油機多用平頂。二沖程機多用凸頂活塞，其它汽油機多用平頂。 1 1）頂部：）頂部：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽布較均勻，多用在汽油機上油機上。凸起呈球狀、頂凸起呈球狀、頂部強度高，起導(dǎo)部強度高，起導(dǎo)向作用、有利于向作用、有利于改善換氣過程。改善換氣過程。凹坑的形狀、位置必凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓

17、縮比，的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。防止碰氣門。柴油機：柴油機：有平頂、凹頂、有平頂、凹頂、形、碗形、盆型、花瓣形等。形、碗形、盆型、花瓣形等。讓讓氣氣門門坑坑 活塞頂進活塞頂進行行硬模陽極氧硬模陽極氧化化處理，形成處理，形成高硬度的耐熱高硬度的耐熱層，增大熱阻，層，增大熱阻，減少活塞頂部減少活塞頂部的吸熱量。的吸熱量。頂部的表面處理：頂部的表面處理：第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組2 2）頭部（又叫環(huán)槽部、防漏部）頭部（又叫環(huán)槽部、防漏部）加工有活塞環(huán)槽的部分。加工有活塞環(huán)槽的部分。作用作用：密封、傳熱、傳力。：密封、傳熱、傳力。R R 應(yīng)足夠大，應(yīng)足夠大，以減小熱流以減小熱流阻力，使活

18、阻力，使活塞頂部的溫塞頂部的溫度不致過高。度不致過高。減輕第一道減輕第一道活塞環(huán)的熱活塞環(huán)的熱負荷，防止負荷，防止活塞環(huán)粘結(jié)?；钊h(huán)粘結(jié)。 護槽圈護槽圈：增強環(huán)槽的耐磨性，保護第一或者第二環(huán)：增強環(huán)槽的耐磨性，保護第一或者第二環(huán)槽。槽。護槽圈采護槽圈采用高錳奧用高錳奧氏體材料氏體材料3 3）裙部：）裙部： 指最后一道油環(huán)槽下緣起至活塞底面的部分。指最后一道油環(huán)槽下緣起至活塞底面的部分。（1 1）作用）作用：承受側(cè)壓力、承受側(cè)壓力、導(dǎo)向。導(dǎo)向。（2 2）裙部的橢圓變形）裙部的橢圓變形A A、原因、原因A）沿活塞銷的方向，金屬沿活塞銷的方向，金屬量較多量較多, ,所以在其所以在其受熱膨脹受熱膨脹后

19、，后，此處的膨脹量就最大。此處的膨脹量就最大。C）在受到氣缸內(nèi)氣體燃燒在受到氣缸內(nèi)氣體燃燒后產(chǎn)生的后產(chǎn)生的氣壓力的作用氣壓力的作用后，后，使活塞頂部在銷座跨度內(nèi)發(fā)使活塞頂部在銷座跨度內(nèi)發(fā)生彎曲變形。生彎曲變形。B）氣缸壁對活塞的氣缸壁對活塞的側(cè)壓力側(cè)壓力作用作用，引起活塞變形也沿活，引起活塞變形也沿活塞銷的軸線方向。塞銷的軸線方向。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組B B、預(yù)防和控制裙部橢圓變形的措施、預(yù)防和控制裙部橢圓變形的措施、盡量減少活塞的受熱、盡量減少活塞的受熱 。、使活塞的側(cè)表面形狀與變形相適應(yīng)、使活塞的側(cè)表面形狀與變形相適應(yīng) 。例如：活塞縱斷面制成上小下大的截錐形；橢圓錐裙等。例如

20、：活塞縱斷面制成上小下大的截錐形；橢圓錐裙等。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組、對汽油機活塞，在裙部開縱向補償槽。、對汽油機活塞，在裙部開縱向補償槽。 ( (橫槽隔熱、縱槽防脹橫槽隔熱、縱槽防脹) )第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組、在活塞上鑲鑄鋼片，以限制活塞的、在活塞上鑲鑄鋼片，以限制活塞的變形量。變形量。用機油冷卻活塞的方法有：用機油冷卻活塞的方法有：1)1)自由噴射冷卻法：自由噴射冷卻法： 連桿小頭上的噴連桿小頭上的噴油孔；機體上的噴油嘴。油孔；機體上的噴油嘴。2)2)振蕩冷卻法：振蕩冷卻法： 連桿小頭上的噴油孔連桿小頭上的噴油孔將機油噴入活塞內(nèi)壁的環(huán)形油槽中，由將機油噴入活塞內(nèi)壁

21、的環(huán)形油槽中，由于活塞的運動使機油在槽中產(chǎn)生振蕩而于活塞的運動使機油在槽中產(chǎn)生振蕩而冷卻活塞。冷卻活塞。3)3)強制冷卻法：強制冷卻法： 在活塞頭部鑄出冷卻在活塞頭部鑄出冷卻油道或鑄入冷卻油管，使機油在其中強油道或鑄入冷卻油管，使機油在其中強制流動以冷卻活塞。強制冷卻法廣為增制流動以冷卻活塞。強制冷卻法廣為增壓發(fā)動機所采用。壓發(fā)動機所采用。、采用油冷活塞（、采用油冷活塞（高強化發(fā)動機高強化發(fā)動機）自由噴射冷卻法自由噴射冷卻法振蕩冷卻法振蕩冷卻法強制冷卻法強制冷卻法、減少銷座方向的金屬量，以減少其受熱變形。、減少銷座方向的金屬量，以減少其受熱變形。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組質(zhì)量輕，比全裙

22、式活塞輕質(zhì)量輕，比全裙式活塞輕10101515，適應(yīng)高速發(fā)動機減小往復(fù)慣性力的需要。適應(yīng)高速發(fā)動機減小往復(fù)慣性力的需要。 裙部彈性好，可以減小活塞與氣缸的配裙部彈性好，可以減小活塞與氣缸的配合間隙。合間隙。能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運動干涉。能夠避免與曲軸平衡重發(fā)生運動干涉。注意避免尖角劃傷缸壁。注意避免尖角劃傷缸壁。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（ 3 3 ）活塞銷座）活塞銷座B B、活塞銷偏移布置（、活塞銷偏移布置（偏移偏移1mm1mm2mm2mm ）目的：為了減少活塞在上下往復(fù)運動時敲擊氣缸的噪音與磨損。目的：為了減少活塞在上下往復(fù)運動時敲擊氣缸的噪音與磨損。A A、作用：、作用：支承

23、活塞銷，將活塞頂部氣體作用力經(jīng)過活塞銷傳支承活塞銷，將活塞頂部氣體作用力經(jīng)過活塞銷傳給連桿。給連桿。柴油機：柴油機：一般是磷化，還有的用涂石墨。一般是磷化，還有的用涂石墨。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（4 4）裙部的表面處理）裙部的表面處理汽油機：汽油機：常用鍍錫方法。常用鍍錫方法。6 6、活塞在氣缸內(nèi)的安裝注意事項、活塞在氣缸內(nèi)的安裝注意事項1 1）按照活塞頂部的指定標記安裝（注意噴油方、氣門方向）。）按照活塞頂部的指定標記安裝（注意噴油方、氣門方向）。2 2）同臺發(fā)動機的活塞質(zhì)量差不能超過）同臺發(fā)動機的活塞質(zhì)量差不能超過10g10g，并與相同尺寸，并與相同尺寸公差的缸蓋配合。公差的缸

24、蓋配合。3 3）開縱向槽的活塞面盡量安裝在不受側(cè)壓力（主、次推力）開縱向槽的活塞面盡量安裝在不受側(cè)壓力（主、次推力面）的一面，以免活塞在運動時劃傷氣缸壁。面）的一面，以免活塞在運動時劃傷氣缸壁。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組二、活塞環(huán)二、活塞環(huán) 按照用途分為：按照用途分為：氣環(huán)和油環(huán)。氣環(huán)和油環(huán)。柴油機：柴油機：氣環(huán)氣環(huán)3 34 4道；油環(huán)數(shù)道；油環(huán)數(shù)1 12 2道。道。汽油機：汽油機：氣環(huán)氣環(huán)2 23 3道；油環(huán)數(shù)道；油環(huán)數(shù)1 1道。道。柴油機氣環(huán)數(shù)多于汽油機的原因：柴油機氣環(huán)數(shù)多于汽油機的原因：1 1）柴油機壓縮比大于汽油機；）柴油機壓縮比大于汽油機；2 2）柴油機轉(zhuǎn)速低于汽油機；）柴

25、油機轉(zhuǎn)速低于汽油機；3 3）柴油機的配缸間隙大于汽油機。）柴油機的配缸間隙大于汽油機。 1 1、作用、作用 1 1）與活塞一起密封高溫高壓的燃氣下竄入曲軸箱。（主）與活塞一起密封高溫高壓的燃氣下竄入曲軸箱。（主要）要） 2 2）將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁。）將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁。 3 3）輔助油環(huán)控制氣缸壁上的潤滑油。）輔助油環(huán)控制氣缸壁上的潤滑油。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（一）氣環(huán)（一）氣環(huán)2 2、工作條件、工作條件惡劣：活塞環(huán)（氣環(huán)）是發(fā)動機零件中工作壽命最短的。惡劣：活塞環(huán)（氣環(huán)）是發(fā)動機零件中工作壽命最短的?？偟恼f：高溫、高壓、高速、潤滑困難、磨損嚴重等?？偟恼f：高溫、

26、高壓、高速、潤滑困難、磨損嚴重等。3 3、材料、材料多用多用合金鑄鐵、鋼片、粉末冶金、金屬陶瓷合金鑄鐵、鋼片、粉末冶金、金屬陶瓷等。等。對于強化發(fā)動機：對于強化發(fā)動機：則用球墨鑄鐵，以加強環(huán)的強度和沖擊韌性。則用球墨鑄鐵，以加強環(huán)的強度和沖擊韌性。第一環(huán)：第一環(huán)：條件最惡劣，所以要求表面鍍鉻。條件最惡劣，所以要求表面鍍鉻。其余各環(huán)：其余各環(huán)：鍍錫或者磷化、噴石墨及硫化處理，以提高其與鍍錫或者磷化、噴石墨及硫化處理，以提高其與氣缸壁的磨合性。氣缸壁的磨合性。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組 第二次密封：第二次密封：由下竄入背隙的氣體壓力形由下竄入背隙的氣體壓力形成，加強了第一密封面的密封性。成

27、，加強了第一密封面的密封性。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組4 4、密封原理、密封原理第一密封面：第一密封面：由氣環(huán)裝入氣缸后在自身的彈力作用由氣環(huán)裝入氣缸后在自身的彈力作用下形成，為氣環(huán)外緣面與缸壁接觸的面。下形成，為氣環(huán)外緣面與缸壁接觸的面。第二密封面：第二密封面：由下竄入上側(cè)隙的氣體壓力由下竄入上側(cè)隙的氣體壓力形成，為氣環(huán)的下端面與環(huán)槽下面形成。形成，為氣環(huán)的下端面與環(huán)槽下面形成。第一密封面第一密封面P Pj jF FP P1 1第二密封面第二密封面漏氣量一般僅為進氣量的漏氣量一般僅為進氣量的0.20.21.01.0。 第二次密封5 5、氣環(huán)的切口形狀、氣環(huán)的切口形狀第三節(jié)第三節(jié) 活塞

28、連桿組活塞連桿組直切口直切口斜切口斜切口搭切口搭切口30度或者度或者45度度密封性能最密封性能最好，但加工好，但加工最困難最困難加工最簡單加工最簡單第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組6 6、常見氣環(huán)的斷面形狀（活塞環(huán)的泵油作用）、常見氣環(huán)的斷面形狀（活塞環(huán)的泵油作用）第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（二）油環(huán)（二）油環(huán)1 1、作用、作用 1 1）刮掉缸壁上多余的機油，）刮掉缸壁上多余的機油，并且均勻分布缸壁上的機油。并且均勻分布缸壁上的機油。 2 2）輔助密封。）輔助密封。2 2、分類、分類 1 1）普通油環(huán)（整體式油環(huán)）普通油環(huán)（整體式油環(huán)）2 2）組合式鋼片油環(huán)）組合式鋼片油環(huán) 組合式鋼

29、片油環(huán)組合式鋼片油環(huán) 1 1、活塞環(huán)裝入氣缸之后，環(huán)的開口間隙要適當、活塞環(huán)裝入氣缸之后，環(huán)的開口間隙要適當,0.2,0.20.4mm0.4mm。 第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組( (三三) )安裝活塞環(huán)的注意事項安裝活塞環(huán)的注意事項2 2、活塞環(huán)在環(huán)槽中的上下側(cè)隙要適當，、活塞環(huán)在環(huán)槽中的上下側(cè)隙要適當，0.040.040.15mm0.15mm。3 3、安裝活塞環(huán)時，應(yīng)將活塞環(huán)切口錯開，以減少漏氣。另外，、安裝活塞環(huán)時，應(yīng)將活塞環(huán)切口錯開，以減少漏氣。另外，切口不能朝向活塞銷軸線方向。切口不能朝向活塞銷軸線方向。 4 4、鍍鉻環(huán)應(yīng)裝入第一環(huán)槽（外表面光亮的為第一環(huán)）。、鍍鉻環(huán)應(yīng)裝入第一環(huán)

30、槽（外表面光亮的為第一環(huán)）。5 5、微錐面環(huán)、扭曲環(huán)、倒角油環(huán)上下不能裝反，否則將產(chǎn)生將、微錐面環(huán)、扭曲環(huán)、倒角油環(huán)上下不能裝反，否則將產(chǎn)生將機油泵入燃燒室的危險。機油泵入燃燒室的危險。6 6、先裝油環(huán)再裝氣環(huán)。、先裝油環(huán)再裝氣環(huán)。小結(jié)小結(jié) 活塞活塞 活塞環(huán)活塞環(huán)思考題和作業(yè)思考題和作業(yè)1. 1. 活塞工作一段時間后，產(chǎn)生橢圓變形的原因有哪些？控制和活塞工作一段時間后，產(chǎn)生橢圓變形的原因有哪些？控制和預(yù)防其變形的措施有哪些？預(yù)防其變形的措施有哪些？2 2活塞和活塞環(huán)的安裝注意事項有哪些？活塞和活塞環(huán)的安裝注意事項有哪些？ 3 3氣環(huán)的作用是什么？敘述氣環(huán)是如何實現(xiàn)密封的？氣環(huán)的作用是什么？敘述

31、氣環(huán)是如何實現(xiàn)密封的？（二）材料（二）材料 多用多用低碳鋼低碳鋼和和低碳合金鋼低碳合金鋼。 同時要求其芯部具有一定的韌性。為了減輕質(zhì)同時要求其芯部具有一定的韌性。為了減輕質(zhì)量，常將其做成空心圓柱形。量，常將其做成空心圓柱形。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組三、活塞銷三、活塞銷（一）作用（一）作用 1 1、連接活塞與連桿小頭。、連接活塞與連桿小頭。 2 2、將活塞承受的氣體力傳給連桿。、將活塞承受的氣體力傳給連桿。（三）內(nèi)孔形狀（三）內(nèi)孔形狀 1 1）圓柱形（加工容易，但質(zhì)量較大）圓柱形（加工容易，但質(zhì)量較大） 2 2）組合形（介于前后兩者之間）組合形（介于前后兩者之間） 3 3）兩段截錐形（

32、質(zhì)量較小，但加工較難）兩段截錐形（質(zhì)量較小，但加工較難）第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（四）連接固定方法（四）連接固定方法 全浮式（常用）和全浮式（常用）和 半浮式。半浮式。 現(xiàn)在發(fā)動機大多采用全浮式連接?，F(xiàn)在發(fā)動機大多采用全浮式連接。（五）活塞銷的安裝與拆卸（五）活塞銷的安裝與拆卸 第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組全浮式全浮式半浮式半浮式半浮式半浮式2 2、工作條件、工作條件 主要是受力（周期性變化的氣主要是受力（周期性變化的氣體作用力和慣性力等）體作用力和慣性力等）第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組四、連桿組四、連桿組 1 1、作用、作用 1 1）傳力：將活塞所承受的力傳給曲軸。）傳

33、力：將活塞所承受的力傳給曲軸。 2 2）轉(zhuǎn)變運動形式：將活塞的往復(fù)運動）轉(zhuǎn)變運動形式：將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。 3 3、材料、材料 多用合金鋼與優(yōu)質(zhì)鍛鋼。如多用合金鋼與優(yōu)質(zhì)鍛鋼。如4040、4545、40Cr40Cr等。等。（一）連桿（一）連桿第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組4 4、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)1 1）小頭）小頭2 2）桿身）桿身 桿身斷面為工字形，剛度大、質(zhì)量輕、桿身斷面為工字形，剛度大、質(zhì)量輕、適于模鍛。適于模鍛。 有的連桿在桿身內(nèi)加工有油道，用來潤有的連桿在桿身內(nèi)加工有油道，用來潤滑小頭襯套或冷卻活塞。滑小頭襯套或冷卻活塞。 第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活

34、塞連桿組大頭剖分形式：大頭剖分形式：平剖：平剖：斜剖：斜剖：剖分面與連桿中心線成剖分面與連桿中心線成30306060夾角。減少了連桿夾角。減少了連桿大頭的外形尺寸。但連桿螺栓不僅受到拉伸力大頭的外形尺寸。但連桿螺栓不僅受到拉伸力而且還受到剪切力。多用于功率較大的發(fā)動機，比而且還受到剪切力。多用于功率較大的發(fā)動機，比前者多用。前者多用。剖分面與連桿中心線垂直。剛性好，加工方便，連桿剖分面與連桿中心線垂直。剛性好，加工方便，連桿螺栓只受拉伸力。多用于小型汽油機。但在裝配時易螺栓只受拉伸力。多用于小型汽油機。但在裝配時易出現(xiàn)大頭碰傷氣缸壁的現(xiàn)象。出現(xiàn)大頭碰傷氣缸壁的現(xiàn)象。3 3）大頭）大頭第三節(jié)第三

35、節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組斜剖定位方式：斜剖定位方式：止口定位，套筒定位，鋸齒定位，銷定位。止口定位，套筒定位，鋸齒定位，銷定位。利用連桿螺栓光桿部分的精確加工與利用連桿螺栓光桿部分的精確加工與連桿螺栓孔的精確配合來定位。連桿螺栓孔的精確配合來定位。大頭定位方式：大頭定位方式：平剖定位：平剖定位：止口定位止口定位套筒定位套筒定位鋸齒定位鋸齒定位銷定位銷定位（二）連桿軸瓦（二）連桿軸瓦組成：鋼背和減摩合金層（作用：具有保持油膜、減少摩組成：鋼背和減摩合金層（作用：具有保持油膜、減少摩擦阻力和加速磨合的作用）。擦阻力和加速磨合的作用）。第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（三）（三） V V型內(nèi)燃機連

36、桿型內(nèi)燃機連桿并列式連桿并列式連桿主副連桿主副連桿叉式連桿叉式連桿優(yōu)點：優(yōu)點：前后連桿可前后連桿可以通用，左右兩列以通用，左右兩列氣缸的活塞運動規(guī)氣缸的活塞運動規(guī)律相同。律相同。缺點：缺點：增加了曲軸增加了曲軸和發(fā)動機的長度。和發(fā)動機的長度?；钊倪\動規(guī)律和上止活塞的運動規(guī)律和上止點位置均不相同。點位置均不相同。優(yōu)點：優(yōu)點：不會增加發(fā)動機不會增加發(fā)動機的長度。的長度。缺點：缺點：主副連桿不能互主副連桿不能互換，且副連桿對主連桿換，且副連桿對主連桿作用以附加彎矩。作用以附加彎矩。優(yōu)點：優(yōu)點：活塞的運動規(guī)活塞的運動規(guī)律相同，兩列氣缸無律相同，兩列氣缸無需錯開。需錯開。缺點：缺點：大頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大頭

37、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，維修制造比較困難，維修也不方便，且大頭剛也不方便，且大頭剛度較差。度較差。（四）連桿螺栓（四）連桿螺栓 為標準件。為標準件。 材料：材料：40Cr40Cr、35CrMo35CrMo、40CrMo40CrMo等等 。 擰緊后，應(yīng)安裝防松裝置。擰緊后，應(yīng)安裝防松裝置。1 1） 大頭與大頭蓋配對加工、配對安裝。大頭與大頭蓋配對加工、配對安裝。2 2）不能裝反，也不能亂缸，在桿身上有方向標記，大頭側(cè)面）不能裝反，也不能亂缸，在桿身上有方向標記，大頭側(cè)面有缸號標記。有缸號標記。3 3）連桿螺栓的裝配預(yù)緊力應(yīng)符合工廠規(guī)定，并且分）連桿螺栓的裝配預(yù)緊力應(yīng)符合工廠規(guī)定，并且分2 23

38、3次均次均勻擰緊。勻擰緊。4 4）螺栓頭部（或螺母）應(yīng)具有防松裝置（即鎖緊裝置），如）螺栓頭部（或螺母）應(yīng)具有防松裝置（即鎖緊裝置），如鐵絲、鎖緊片、開口銷、自鎖螺母等。鐵絲、鎖緊片、開口銷、自鎖螺母等。5 5）大頭孔鉆有噴孔的，其孔必須對準主承壓面以保證潤滑。）大頭孔鉆有噴孔的，其孔必須對準主承壓面以保證潤滑。 第三節(jié)第三節(jié) 活塞連桿組活塞連桿組（五）連桿大頭安裝注意事項（五）連桿大頭安裝注意事項第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 組成：組成： 由曲軸和飛輪以及其它不同功用的零件由曲軸和飛輪以及其它不同功用的零件和附件組成。和附件組成。圖圖2-44 2-44 桑塔納桑塔納20002000時代

39、超人轎車時代超人轎車AJRAJR發(fā)動機曲軸飛輪組零件分解圖發(fā)動機曲軸飛輪組零件分解圖曲軸帶輪曲軸帶輪曲軸正時曲軸正時齒形帶輪齒形帶輪曲軸鏈輪曲軸鏈輪（驅(qū)動油泵）（驅(qū)動油泵）曲軸曲軸主軸承下軸瓦主軸承下軸瓦轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輪脈沖輪飛輪飛輪飛輪齒圈飛輪齒圈曲軸正時曲軸正時齒形帶輪齒形帶輪凸輪軸正時凸輪軸正時齒形帶輪齒形帶輪正時齒形帶正時齒形帶水泵齒形帶輪水泵齒形帶輪張緊輪張緊輪止推止推主軸承蓋主軸承蓋1 1）前端：前端：正時齒輪、正時鏈輪、皮帶輪端；車用發(fā)動機還裝有曲正時齒輪、正時鏈輪、皮帶輪端；車用發(fā)動機還裝有曲軸扭轉(zhuǎn)減震器、啟動爪（中、小發(fā)動機）。軸扭轉(zhuǎn)減震器、啟動爪（中、小發(fā)動機）。

40、第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 一、一、 曲軸曲軸1 1、作用：作用：承受連桿傳來的力，并將此力轉(zhuǎn)換成繞其自身的軸線承受連桿傳來的力，并將此力轉(zhuǎn)換成繞其自身的軸線的力矩。的力矩。2 2、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3 3）曲軸軸頸、曲柄（臂）、曲柄銷（連桿軸頸）、平衡重等。曲軸軸頸、曲柄（臂）、曲柄銷（連桿軸頸）、平衡重等。2 2）后端：后端：飛輪端（功率輸出端）。飛輪端（功率輸出端）。前端軸前端軸連桿軸頸連桿軸頸主軸頸主軸頸后端軸后端軸平衡重平衡重曲拐曲拐曲柄（臂）曲柄（臂）飛輪凸飛輪凸緣盤緣盤工作條件：工作條件：是高速旋轉(zhuǎn)件，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。是高速旋轉(zhuǎn)件，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。材料要求：材料要求：剛度、

41、強度、耐磨性要好。剛度、強度、耐磨性要好。材料：材料：中碳鋼（中碳鋼（4545）或中碳合金鋼（）或中碳合金鋼（40Cr40Cr等）等）強化機：強化機：稀土球墨鑄鐵。但剛性差，所以曲軸支承要稀土球墨鑄鐵。但剛性差，所以曲軸支承要求較高。求較高。 另外，曲軸支承受力處都必須進行另外，曲軸支承受力處都必須進行耐磨處理耐磨處理。第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 3 3、工作條件及材料、工作條件及材料4 4、類型、類型 1 1）按照結(jié)構(gòu)分：整體式和組合式）按照結(jié)構(gòu)分：整體式和組合式第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 2 2）按照支承形式分：全支承和非全支承按照支承形式分：全支承和非全支承5 5、 連桿

42、軸頸（曲柄銷）連桿軸頸（曲柄銷） 一般采用一般采用空心軸頸空心軸頸。連桿軸頸的潤滑依靠與主軸頸之。連桿軸頸的潤滑依靠與主軸頸之間的斜油道來潤滑。間的斜油道來潤滑。第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 6 6、 曲柄（臂）和平衡重曲柄（臂）和平衡重 曲柄臂：曲柄臂：多采用橢圓形。多采用橢圓形。 第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 平衡重：平衡重：減輕主軸頸負荷；減輕曲軸的內(nèi)力矩，平衡發(fā)動機不減輕主軸頸負荷；減輕曲軸的內(nèi)力矩，平衡發(fā)動機不平衡的離心力或力矩，一般不平衡往復(fù)慣性力。平衡的離心力或力矩，一般不平衡往復(fù)慣性力。二、主軸承（大瓦）二、主軸承（大瓦） 用來支承曲軸主軸頸，多采用用來支承曲軸主軸

43、頸，多采用滑動軸承滑動軸承。 多缸剛整體式曲軸采用多缸剛整體式曲軸采用分開式分開式，安裝在機體的主，安裝在機體的主軸承座上。軸承座上。 主軸承蓋與主軸承主軸承蓋與主軸承配對配對加工，加工，配對配對安裝。安裝。第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 軸瓦分軸瓦分上、下瓦上、下瓦，安裝軸瓦時，不能將安裝軸瓦時，不能將上下瓦裝反，上瓦上上下瓦裝反，上瓦上有油孔，加工有油槽，有油孔，加工有油槽，以潤滑主軸頸。以潤滑主軸頸。止推片止推片上瓦（有油孔）上瓦（有油孔）下瓦下瓦三、曲軸的軸向定位三、曲軸的軸向定位（1 1）結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 止推片：止推片：在某一道主軸承的兩側(cè)裝止推片。止推片由低碳鋼背在某一道主軸承的

44、兩側(cè)裝止推片。止推片由低碳鋼背和減磨層組成。和減磨層組成。 翻邊軸瓦：翻邊軸瓦：（2 2）安裝注意：止推片有減磨層的一面朝向轉(zhuǎn)動件安裝注意：止推片有減磨層的一面朝向轉(zhuǎn)動件( (有油槽一有油槽一面面) )。當曲軸向前竄動時，后止推片承受軸向推力；向后竄動。當曲軸向前竄動時，后止推片承受軸向推力；向后竄動時，前止推片承受軸向推力。時，前止推片承受軸向推力。（3 3）曲軸的軸向間隙的調(diào)整：）曲軸的軸向間隙的調(diào)整：更換止推片的厚度更換止推片的厚度。第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組止推片止推片四片止推片四片止推片翻邊翻邊軸瓦軸瓦例如：例如： 四缸機四缸機 ：1-3-4-21-3-4-2或或1-2-4-

45、31-2-4-3 六缸機：六缸機：1-5-3-6-2-4 1-5-3-6-2-4 或或1-4-2-6-3-51-4-2-6-3-5工作循環(huán)表：工作循環(huán)表：第四節(jié)第四節(jié) 曲軸飛輪組曲軸飛輪組三、三、 多缸機曲拐布置及發(fā)火順序多缸機曲拐布置及發(fā)火順序 發(fā)火順序發(fā)火順序：各缸做功沖程交替進行的次序。：各缸做功沖程交替進行的次序。 發(fā)火順序設(shè)定原則：發(fā)火順序設(shè)定原則：1 1、使連續(xù)做功的兩缸相距應(yīng)盡可能的遠，以減少主軸承連續(xù)載荷、使連續(xù)做功的兩缸相距應(yīng)盡可能的遠，以減少主軸承連續(xù)載荷和避免相鄰兩缸進氣門同時開啟的搶氣現(xiàn)象。和避免相鄰兩缸進氣門同時開啟的搶氣現(xiàn)象。 2 2、三缸以上發(fā)動機做功間隔時間（發(fā)

46、火間隔角）應(yīng)力求均勻，對、三缸以上發(fā)動機做功間隔時間（發(fā)火間隔角）應(yīng)力求均勻，對直列多缸四沖程發(fā)動機，作功間隔角為直列多缸四沖程發(fā)動機，作功間隔角為7207200 0CA/CA/缸數(shù)。缸數(shù)。 3 3 、V V型發(fā)動機左右兩氣缸盡量交替作功。型發(fā)動機左右兩氣缸盡量交替作功。 4 4、曲拐布置應(yīng)盡可能對稱、均衡。、曲拐布置應(yīng)盡可能對稱、均衡。 常用曲拐布置常用曲拐布置1 1） 直列四沖程四缸發(fā)動機直列四沖程四缸發(fā)動機曲拐對稱布置于同一平面內(nèi)。曲拐對稱布置于同一平面內(nèi)。相鄰作功氣缸的曲拐夾角為相鄰作功氣缸的曲拐夾角為7207200 0/4=180/4=1800 0。發(fā)動機工作順序有：發(fā)動機工作順序有：1 13 34 42 2或或1 12