发动机构造与维修3

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1、一一、功用、功用 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主要机构. .其功用是把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转其功用是把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩矩, ,向工作机械输出机械能。向工作机械输出机械能。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、活塞连机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组杆组和曲轴飞轮组。三、工作特点三、工作特点 发动机工作时，气缸内最高温度可达发动机工作时，气缸内最高温度可达22272227以上以上, ,最高最高压力可达压力可达5-9MPa,5-

2、9MPa,现代汽车发动机最高转速可达现代汽车发动机最高转速可达3000-3000-6000r/min,6000r/min,则活塞每秒钟要行径则活塞每秒钟要行径100-200100-200个行程个行程, ,可见其线速可见其线速度是很大的度是很大的. .此外与可燃混合气和燃烧废气接触的机件此外与可燃混合气和燃烧废气接触的机件( (如气缸等如气缸等) )还将受到还将受到化学腐蚀化学腐蚀. .因此曲柄连杆机构的工作条件的特点是因此曲柄连杆机构的工作条件的特点是高温高温、高压高压、高速高速和和化学腐蚀化学腐蚀。 第一节第一节 概概 述述 四、受力分析四、受力分析 主要承受气体作用力、往复惯性力、离心力及

3、机件摩擦主要承受气体作用力、往复惯性力、离心力及机件摩擦力的作用。力的作用。1 1、气体作用力，在做工行程中，气体压力是推动活塞向下运动、气体作用力，在做工行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。这时燃烧气体产生的高压直接作用在活塞的顶部，如的力。这时燃烧气体产生的高压直接作用在活塞的顶部，如a a所示。在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻所示。在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力，如图力，如图b b所示。所示。 a)做功行程做功行程 b)压缩行程压缩行程 气体压力作用情况气体压力作用情况 v2、往复惯性力和离心力往复惯性力和离心力，往复运动的物体，其，往复运动的物体，其运动

4、速度不断发生变化，就会产生往复惯性力。运动速度不断发生变化，就会产生往复惯性力。而物体绕某一中心作旋转运动时，将会产生离心而物体绕某一中心作旋转运动时，将会产生离心力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在的。的。v当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达到最大律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达到最大值，然后又逐渐减少至零。也就是说，当活塞向值，然后又逐渐减少至零。也就是说，当活塞向下运动时，前半行程时加速运动，惯性力向上，下运动时，前半行程时加速运动，惯性力向上，以以F

5、jFj表示，如下图表示，如下图a a所示；后半程是减速运动，所示；后半程是减速运动，惯性力向下，以惯性力向下，以FjFj所示，如图所示，如图b b所示。所示。 a)活塞在上半行程时的惯性力 b)活塞在下半行程时的惯性力 往复惯性力与离心力作用情况 v3 3、摩擦力、摩擦力v在任何一对相互压紧并作相对运动的零件表面之在任何一对相互压紧并作相对运动的零件表面之间，必定存在摩擦力，其最大值取决于上述各种间，必定存在摩擦力，其最大值取决于上述各种力对摩擦表面形成的正压力和摩擦系数力对摩擦表面形成的正压力和摩擦系数。 气缸体是气缸气缸体是气缸的壳体，水冷发动机的壳体，水冷发动机的气缸体和上曲轴箱的气缸体

6、和上曲轴箱常铸成一体，称为常铸成一体，称为气气缸体缸体曲轴箱曲轴箱，也，也可简称为可简称为气缸体气缸体。气。气缸体一般用灰铸铁铸缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。轴运动的空间。第二节第二节 机体组的构造机体组的构造 一、一、 气缸体气缸体 1.1.气缸体的形式气缸体的形式 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体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：

7、下三种形式： 一般式气缸体一般式气缸体 其特其特点是油底壳安装平面和点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差缺点是刚度和强度较差。 龙门式气缸体龙门式气缸体 其特点是油其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转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中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较

8、困难。构笨重，加工较困难。 隧道式气缸体隧道式气缸体 这种形式的这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入较大，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。装不方便。 现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动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，对机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构

9、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，气缸体还可以分成直列式，置。按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成直列式，V V型和对置式三种。型和对置式三种。 2.2.气缸的排列形式气缸的排列形式直列式直列式 1）各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。2）单列式气缸体结构简单，加工容易，但发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、红旗采用单列式。例如捷达轿

10、车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。3）有的汽车为了降低发动机的高度，把发动有的汽车为了降低发动机的高度，把发动机倾斜一个角度。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。 2.2.V 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机的重量，但加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工

11、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。 3.3.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