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1、 第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 本章的主要教学内容本章的主要教学内容 1.1.机体组机体组 2.2.活塞连杆组活塞连杆组 3.3.曲轴飞轮组曲轴飞轮组 4.4.曲柄连杆机构的维护曲柄连杆机构的维护 5.5.曲柄连杆机构的维修曲柄连杆机构的维修 6.6.曲柄连杆机构的异响诊断曲柄连杆机构的异响诊断教学目的与要求教学目的与要求 1.1.掌握曲柄连杆机构的功用、组成、主要零部件的构造和装掌握曲柄连杆机构的功用、组成、主要零部件的构造和装配连接关系。配连接关系。 2.2.熟悉曲柄连杆机构主要零部件的检测方法、维修方法。熟悉曲柄连杆机构主要零部件的检测方法、维修方法。 3.3.掌握曲柄连杆机构
2、装配与调整方法掌握曲柄连杆机构装配与调整方法 4.4.能够进行曲柄连杆机构常见故障的诊断与排除。能够进行曲柄连杆机构常见故障的诊断与排除。一、一、 功用功用 把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。 在作功行程中，曲柄连杆机构把在作功行程中，曲柄连杆机构把活塞活塞的的往复运动往复运动转变成转变成曲轴曲轴的的旋转运动旋转运动，对外输出动力，对外输出动力， 而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴曲轴的的旋转运动旋转运动转变成转变成活塞活塞的的往复直线运动往复直线运动。 总的来说曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转总的来说曲柄连
3、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，是发动机借以产换的传动机构，用来传递力和改变运动方式，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。机械能。第一节第一节 概述概述二、组成二、组成 曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组：机体组、活塞连杆机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组和曲轴飞轮组。三、工作特点三、工作特点 发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲发动机工作时，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
4、复运动的线速度相当大，同时与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，此外，还要承，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用，此外，还要承受各种变力。受各种变力。四、受力分析四、受力分析 主要承受气体作用力、往复惯性力、旋转离心力及机件摩擦主要承受气体作用力、往复惯性力、旋转离心力及机件摩擦力的作用。力的作用。气 体 作 用 力往
5、 复 惯 性 力离 心 力摩 擦 力受 力 分 析1.1.气体作用力气体作用力 在每个工作循环中，气体压力始终存在并不断变化。在每个工作循环中，气体压力始终存在并不断变化。这里主要研究作功和压缩行程中气体作用力。这里主要研究作功和压缩行程中气体作用力。 作功行程作功行程： 气体压力是推动活塞向下运动的力。气体压力是推动活塞向下运动的力。 压缩行程压缩行程：气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。：气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。2.2.往复惯性力与离心力往复惯性力与离心力 指活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动所产生的惯指活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动所产生的惯性力。性力。水冷发动机
6、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。 第二节第二节 机体组机体组一、一、 气缸体气缸体 1.1.气缸体的功用气缸体的功用 构成发动机的骨架，是发动机各机构、系统的安装基础构成发动机的骨架，是发动机各机构、系统的安装基础，承受各种载荷。，承受各种载荷。2.2.气缸体的结构气缸体的结构3.气缸体形式气缸体形式 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安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
7、位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。 一般式气缸体一般式气缸体 其特点是其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度中心在同一高度。这种气缸。这种气缸体的优点是机体高度小，重体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。是刚度和强度较差。 龙门式气缸体龙门式气缸体 其特点是其特点是油底壳油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心安装平面低于曲轴的旋转中心。它。它的优点是强度和刚度都好，能承受的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；
8、但其缺点是工艺较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。性较差，结构笨重，加工较困难。 隧道式气缸体隧道式气缸体 这种形式的气缸这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。体后部装入。其优点是结构紧凑、刚其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。4.4.气缸体冷却形式气缸体冷却形式为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸为了能够使气缸内表面在高温下
9、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，一种是盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷水冷，另一种是，另一种是风冷风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，。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。，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。冷却水套 现代汽车上基本都采用现代汽车上基本都采用水冷水冷多缸发动机，对于多缸发动机多缸发动机，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，
10、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，气缸体还可以分成照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成直列式，直列式，V V型和对型和对置式置式三种。三种。直列式直列式 5.5.气缸的排列形式气缸的排列形式 （1）各个气缸排成一列，一般是垂直布置各个气缸排成一列，一般是垂直布置的的。 （2）单列式气缸体结构简单，加工容易，）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、
11、富康轿动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。列式气缸体。 （3）有的汽车为了降低发动机的高度，把）有的汽车为了降低发动机的高度，把发动机倾斜一个角度。发动机倾斜一个角度。V V型型 1.1.气缸排成两列，气缸排成两列，左右两列气缸中心线左右两列气缸中心线的夹角的夹角180180，称为，称为V V型发动机。型发动机。 2.V2.V型发动机与直列发动机相比，缩短了型发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加了气缸体的刚度，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，但加大了发动机的减轻了发动
12、机的重量，但加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用于于8 8缸以上的发动机，缸以上的发动机，6 6缸发动机也有采用缸发动机也有采用这种形式的气缸体。这种形式的气缸体。对置式对置式 1.1.气缸排成两列，气缸排成两列，左右两列气缸在同左右两列气缸在同一水平面上，即左右两列气缸中心线的一水平面上，即左右两列气缸中心线的夹角夹角 180180，称为对置式。，称为对置式。 2.2.它的特点是高度小，总体布置方它的特点是高度小，总体布置方便，有利于风冷。这种气缸应用较少便，有利于风冷。这种气缸应用较少。 气缸直接镗在气缸体上叫做气缸直接镗在气缸体上叫做整体
13、式气缸整体式气缸，整体式气缸强度和，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。高。 如果将气缸制造成单独的圆筒形零件如果将气缸制造成单独的圆筒形零件( (即气缸套即气缸套) )，然后再装，然后再装到气缸体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体到气缸体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并
14、可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套干式气缸套和和湿式气缸套湿式气缸套两两种。种。6.6.气缸套气缸套干式气缸套干式气缸套 干式气缸套的特点是干式气缸套的特点是气缸套装入气缸气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触体后，其外壁不直接与冷却水接触，而，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为一般为1 13mm3mm。它具有整体式气缸体的。它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。拆装
15、不方便，散热不良。干式缸套 湿式气缸套的特点是湿式气缸套的特点是气缸套装入气气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为气缸体接触，壁厚一般为5 59mm9mm。它。它散热良好，冷却均匀，加工容易，通散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象。应该采好，而且容易产生漏水现象。应
16、该采取一些防漏措施。取一些防漏措施。湿式气缸套湿式气缸套湿式缸套二、气缸盖二、气缸盖 1.功用、工作条件与结构功用、工作条件与结构 功用功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。烧室。 工作条件工作条件：气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并：气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成构成燃烧室燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。冷却燃烧室等高温部分。 结构结构：缸盖上还装有：缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔进、排气门座，气门导管孔，用于安装，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装加工有安装火花塞的孔火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装
