汽车构造 第二章 曲柄连杆机构

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1、第第2 2章章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 曲柄连杆机构的功用：曲柄连杆机构的功用： 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。 组成：组成： 包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组2.1 2.1 机体组机体组 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。 机体组由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸垫和油底壳等固定机件组成。图2-1 机体组的组成部件1汽缸盖； 2汽缸体； 3汽缸垫；4汽缸体曲轴箱； 5油底壳曲轴箱曲轴箱汽缸垫汽缸垫汽

2、缸盖汽缸盖汽缸汽缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳汽缸体汽缸体汽缸盖罩汽缸盖罩 汽缸体:水冷发动机的汽缸体和曲轴箱常铸成一体，称为汽缸体曲轴箱。2.1.1 2.1.1 汽缸体与曲轴箱汽缸体与曲轴箱图2-2 汽缸体曲轴箱1曲轴支承孔； 2机体； 3汽缸； 4水道1 1）按安装位置分）按安装位置分1.1.汽缸体的类型汽缸体的类型 图2-3 汽缸体的类型1汽缸体； 2水套； 3凸轮轴孔座； 4加强肋； 5湿缸套； 6主轴承座； 7主轴承座孔； 8安装油底壳平面； 9安装主轴承盖的平面 (a)一般式汽缸体 (b)龙门式汽缸体 (c)隧道式汽缸体一般式汽缸体一般式汽缸体特点：机体高度小，质量轻，结构紧凑

3、，便于机械加工，曲轴拆装方便；但是刚度和强度及曲轴前后端的密封性较差。应用：多用于中小型发动机，如富康ZX轿车TU3.2K发动机、BJ492Q及CA488汽油机的汽缸体均属于这种结构。 龙门式汽缸体龙门式汽缸体特点：强度和刚度好，能承受较大的机械负荷；但是工艺性较差，结构笨重，机械加工较困难。应用：上海大众桑塔纳、捷达及一汽奥迪等汽车的发动机汽缸体均属于这种结构。隧道式汽缸体特点：结构紧凑，刚度和强度好；但是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。应用：多用于主轴承采用滚动轴承的负荷较大的柴油机，如黄河JN1181C13使用的6135Q型发动机的汽缸体就属于这种结构。 2 2）按结构形式分

4、）按结构形式分无汽缸套式有汽缸套式：根据冷却液是否与汽缸套相接触 干式汽缸套和湿式汽缸套干式汽缸套和湿式汽缸套名称特 点示意图干式汽缸套外表面不直接与冷却水接触，刚度和强度都较好，加工复杂、拆装不便、散热不良，壁厚13mm。 湿式汽缸套外表面直接与冷却水接触，散热良好、冷却均匀、加工容易， 强度和刚度不如干缸套，易漏水，壁厚59mm。3 3）按排列形式分）按排列形式分直列式（6缸），V型8缸），水平对置式优缺点：优缺点：直列式：结构简单、长度、高度较大（垂直、倾斜、水平）。水平对置式：高度最小、使轿车和大客车总布置更方便。V型：刚度大、缩短发动机的长度、高度、质量。 (c)水平对置式水平对置式

5、(a)直列式直列式(b)V型型根据冷却介质不同分：水冷、风冷2.2.汽缸体的冷却方式汽缸体的冷却方式汽缸体汽缸体和汽缸和汽缸盖外表盖外表面铸有面铸有散热片散热片冷却水冷却水水冷水冷风冷风冷1.汽缸盖汽缸盖功用：功用：密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃烧室。工作条件：工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷大材料：材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（导热性好，利于提高压缩比）。2.1.2 2.1.2 汽缸盖及汽缸盖衬垫汽缸盖及汽缸盖衬垫1 1）汽缸盖的类型）汽缸盖的类型所有汽缸盖制成一体；可缩短中心距，零件数少，成本低；刚性差，局部损坏时需整个更换；D150mm，中小型内燃机用 两个

6、或三个汽缸合用一个缸盖； 刚性高一个汽缸一个汽缸盖；大缸径的柴油机 （风冷式内燃机）用A A 块状块状B B 单体单体整体式：整体式： 分开式：分开式： 汽缸盖用螺栓紧固在汽缸体上。拧紧螺栓时，必须按由中央对称向四周扩展的顺序分几次进行。最后一次要用扭力扳手按规定的拧紧力矩拧紧，以免损坏汽缸垫而发生漏水现象。如果是铝合金汽缸盖，则最后必须在发动机冷态下拧紧；如果是铸铁汽缸盖，则最后应该在发动机热态时拧紧。2 2）汽缸盖的安装）汽缸盖的安装 对燃烧室的基本要求：结构紧凑，冷却面积小（HC）。能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动类型。表面要光滑，不易积炭。3 3）燃烧室）燃烧室类型特点应用楔

7、形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长,燃烧速度较快。解放盆 形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室,燃烧速度较低,火焰传播距离长，爆燃倾向大。捷达奥迪半球形结构紧凑、排气效果好，火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高。桑塔纳富康多球形其结构紧凑，面容比小，火焰传播距离较短，气门直径较大，且能产生挤气涡流 。夏利蓬 形多用于高性能多气门轿车发动机上，特别是小气门夹角的浅篷形燃烧室得到了较大的发展 欧宝奔驰燃烧室2.2.汽缸盖衬垫汽缸盖衬垫功用：功用：为保证燃烧室的密封，防止漏气、漏水和漏油 。安装位置：安装位置：汽缸盖与汽缸体之间 。分类：分

8、类：按所用材料的不同，汽缸盖衬垫可分为金属石棉汽缸垫和全金属汽缸垫。特性：特性：（1）有足够的强度。在高温、高压燃气作用下不易损坏。（2）耐热和耐腐蚀。在高温、高压燃气下或有压力的润滑油和冷却液的作用下不烧损且不变质。（3）具有一定弹性。对接合面的不平度起补偿作用，以保证密封。（4）拆装方便，可重复使用，且使用寿命长。作用作用： 收集、贮存润滑油； 密封曲轴箱，防止脏物进入机体。材料：材料：常用薄钢板冲压制成2.1.3 2.1.3 油底壳油底壳油底壳1密封垫； 2油底壳； 3密封圈； 4磁性放油螺栓2.2 2.2 活塞连杆组活塞连杆组1第一道气环； 2第二、三道气环； 3油环刮油片； 4油环衬

9、簧； 5活塞环槽； 6活塞销；7卡簧； 8连杆组件； 9连杆小头衬套； 10连杆小头； 11连杆大头螺钉；12连杆大头盖；13连杆大头锁紧螺母； 14连杆大头轴瓦活塞连杆组活塞连杆组活塞组活塞组连杆组连杆组 功用：功用： 活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室；承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 工作环境：工作环境： 高温、散热条件差；顶部工作温度高600700，且分布不均匀；高速，线速度达到10 14m/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。 材料：材料： 铝合金：质量小 导热性好；高级铸铁（低速柴 油机）2.2.1

10、2.2.1 活塞活塞活塞应具备的特点A 刚度和强度应足够大，合理的形状和壁厚。B 受热面小，散热好C 热膨胀系数小、导热性能好、比重小，具有较好的减摩性和热强度。 1 1. .活塞的基本结构活塞的基本结构 顶部：顶部：燃烧室的组成部分，结构满 足燃烧要求。头部头部: : 承受气体压力,安装活塞 环，制作较厚。 裙部裙部: :导向，传力。承受侧压 力，销座孔处制有加强筋。1活塞顶； 2活塞头； 3活塞环； 4活塞销座；5活塞销； 6活塞销锁环；7活塞裙； 8加强肋； 9环槽1 1）活塞顶部）活塞顶部 28（1）平顶活塞。平顶活塞的顶部是一个平面，结构及制造工艺简单，受热面积小，顶部应力分布较为均

11、匀，一般用在汽油机上，柴油机很少采用。（2）凹顶活塞。凹顶活塞的顶部呈凹陷形，有些汽油机为了改善混合气的形成和燃烧质量而采用凹顶活塞。凹顶的大小还可以用来调节发动机的压缩比。（3）凸顶活塞。凸顶活塞的顶部凸起，起导向作用，有利于改善换气过程。二冲程汽油机常采用凸顶活塞。2 2）活塞头部）活塞头部位置：位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气环槽气环槽油环槽油环槽作用：活塞销孔活塞销孔 承受气体压力、与活塞环一起实现汽缸的密封和将活塞顶部所吸收的热量通过活塞环传递给汽缸壁。 3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：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：作用：对活塞在汽缸内的往