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1、11 1、机体组：、机体组：气缸体、曲轴箱、油底气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫壳、气缸套、气缸盖和气缸垫曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳第1页/共86页22 2、活塞连杆组：、活塞连杆组：活塞活塞、活塞环活塞环、活塞销活塞销和和连杆连杆等等气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖第2页/共86页33 3、曲轴飞轮组：、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴第3页/共86页4一、工作条件：一、工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与发动机工
2、作时，曲柄连杆机构直接与高高温高压温高压气体接触，曲轴的旋转气体接触，曲轴的旋转速度又很高速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃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，曲柄连杆机构还受混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到到化学腐蚀化学腐蚀作用，并且作用，并且润滑困难润滑困难。可见，曲。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当柄连杆机构的工作条件相当恶劣恶劣。工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀2曲柄连杆机构的受力及运动分析第4页/共86页5FgFjFkFm二、受力分析曲柄连杆机构受的力主要有气体压力Fg，往复惯性力Fj，旋转离心力Fk和摩擦力Fm。活塞上的总作用力F
3、等于Fg与Fj的代数和。第5页/共86页61、气体压力：气体压力Fg的集中力FP分解为侧压力FN和FS，FS分解为FR和FT，FR使曲轴主轴颈处受压，FT为周向产生转矩的力。(a)作功行程：侧压力FN向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重FNFSFgFRFTFS第6页/共86页7(b)压缩行程：侧压力FN向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损严重FNFgFSFRFTFS第7页/共86页8结论：在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的。沿气缸方向上各处的磨损是不均匀的；同样，气缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的。第8页/共86页92）、往复惯性力Pj：指活塞组件和连杆
4、小头在气缸中作往复直线运动所产生的惯性力。其大小：与机件的质量及加速度成正比；其方向：总是与加速度的方向相反。Fj往复惯性力使发动机产生上下震动第9页/共86页10规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加速运动，惯性力向上；后半程是减速运动，惯性力向下b b）活塞向上运动时，前半程是减速运动，惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力向上c）在上下止点：活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；d）在行程中部：活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零第10页/共86页113）、离心惯性力Fk：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动
5、机振动而传到机体外。Fk第11页/共86页124）、摩擦力Fm：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。Fm因为较小，故分析时忽略第12页/共86页133机体组功能：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一、机体组的功用及组成组成：机体组由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。第13页/共86页14二、机体1 1、机体的工作条件及要求、机体的工作条件及要求水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为机体
6、风冷发动机将气缸体与曲轴箱分别铸制。要求：机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形工作条件：承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。第14页/共86页15 机体的分类机体的分类1 1）、）、根据气缸的排列方式根据气缸的排列方式（1 1）直列式：多用于六缸以下的发动机。）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2 2）V V型型式式：缩缩短短了了发发动动机机的的长长度度和和高高度度，多多用用于八缸以上发动机。于八缸以上发动机。（3 3）对置式：是）对置式：是V V型的特殊形式。型的特殊形式。机体的
7、构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲轴箱结构机体的构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲轴箱结构形式有关形式有关 2 2、机体构造、机体构造第15页/共86页16结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。高度小，总体布置方便。第16页/共86页17油底壳安油底壳安装平面和装平面和曲轴旋转曲轴旋转中心在同中心在同一高度。一高度。气缸体气缸体上曲轴上曲轴的主轴的主轴承孔为承孔为整体式。整体式。2 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为油底壳安油底壳安装平面低装平面低于曲轴的于曲轴的旋
8、转中心旋转中心。第17页/共86页18名称名称性能性能应用应用 一般式一般式（平分式）（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。加工拆卸。刚度和强度差。492Q492Q汽油机，汽油机，9090系系列柴油机。（中小列柴油机。（中小型）型）龙门式龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。（大中型发动机）加工困难。（大中型发动机）捷达轿车、富康轿捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车车、桑塔纳轿车隧道式隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。艺性
9、差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承度易保证，主轴承用滚动轴承61356135等负荷较大的等负荷较大的柴油机上柴油机上 。第18页/共86页193）根据冷却方式不同1-1-汽缸汽缸 2-2-水套水套 3-3-汽缸汽缸盖盖 4-4-燃烧室燃烧室 5-5-汽缸垫汽缸垫v发动机用水冷却时，汽缸周围和汽缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套1-1-汽缸体 2-2-汽缸盖 3-3-散热片v发动机用空气冷却时，在汽缸体和汽缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分水冷式风冷式第19页/共86页20v(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。v(2)、镶嵌式气缸体：气
10、缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型类型构造构造性能及应用性能及应用整体式整体式气缸直接镗在气缸体气缸直接镗在气缸体上上强度和刚度好，能承受强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。大负荷。成本高。镶嵌式镶嵌式用耐磨优质材料制成用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。长了气缸体的使用寿命。4）按机体与气缸的装配关系分为第20页/共86页214 4、镶嵌式气缸套、镶嵌式气缸套目的：目的：解决成本与寿命之间的矛盾。解决成本与寿命之间的矛盾。气缸内镶了用耐磨
11、的高级铸铁材料制成的气气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。又节省了好材料。分类：分类：干式缸套、湿式缸套干式缸套、湿式缸套第21页/共86页22B湿式气缸套外表面直接与冷却水直接接触；壁厚59mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差；多用于车用柴油机上。A干式气缸套外表面不直接与冷却水接触；壁厚13mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油机上。干式气缸套湿式
12、气缸套13mm59mm0.050.15mm第22页/共86页23三、气缸盖1、作用封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室；是配气机构的多数零件的安装机体。2、组成 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。3、工作条件和材料1）工作条件：受到高温、高压的冲击；受到腐蚀作用。2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用）第23页/共86页244、结构形式1）整体缸盖：一台发动机一个气缸盖。结构较紧凑，零件数目少，成本低，发动机的总长度减少；但刚性差，易变形，使得发动机的密封性下降，系列化程度差，加工报废率高；适 用 于 缸 径105m
13、m的发动机。第24页/共86页252）块状缸盖：2缸或2缸以上共用一个缸盖。适用于105mm缸径105mm可用；缸径120mm的优先采用；缸径160mm都采用第25页/共86页265、缸盖的拆卸与安装多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分23次。拆卸相反顺序。对角、分次、由内向外（拆卸时是由外向内）对角、分次、由内向外（拆卸时是由外向内）铝合金缸盖冷机拧紧即可；铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次第26页/共86页276、汽油机燃烧室（柴油机燃烧室在柴油机燃料供给系中详细介绍）1）、要求（1）有利于提高热效率（2）有利于排气净化（3）有利于换气（4）有利于燃烧平静（5）有利于组织气流运动
14、，使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动第27页/共86页282）、几种典型汽油机燃烧室（1）盆型燃烧室：优点：结构简单，工艺性好、成本低，可形成挤气涡流。缺点：结构不够紧凑；换气质量较差；燃烧速度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较低。使用车型：捷达EA827发动机、奥迪100发动机有采用。第28页/共86页29（2）楔型燃烧室：优点：结构简单，较紧凑，散热面积小、热损失少；能形成挤气流气门斜置，气流导流较好，充气效率高；缺点：火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长,燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。使用车型：解放CA6102发动机采用。第29页/共86页30（3）半球形燃
15、烧室：优点：气门成横向V型排列，气门头部直径较大，换气效果好；火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高，动力性、经济性最好。CO和HC排放最少，而NO的排放较高。缺点：配气机构复杂，工作较粗暴。使用车型：多用于高速汽油机。在轿车发动机上被广泛地应用例如桑塔纳、夏利、富康TU系列等。第30页/共86页31（4）双球形燃烧室：由两个球形构成。可布置较大直径的气门或采用多气门形式，很容易获得压缩涡流。缺点是燃烧室形状复杂，散热面积较大，经济性差。第31页/共86页32（5）多气门蓬形燃烧室：由半球形发展而成。结构紧凑，提高发动机的充量系数；火焰传播距离短，可采用较高压缩比。国产夏利、富康及欧宝V6
16、、奔驰320E、三菱3G81(五气门)等国外许多车型均采用此种燃烧室。第32页/共86页33四、气缸衬垫四、气缸衬垫1 1、作作用用：保保证证缸缸体体与与缸缸盖盖间间的的密密封封，防防止止漏漏水水、漏漏气气、窜窜油。油。2 2、要求：、要求：有弹性、耐热性、耐压性、耐腐蚀性。有弹性、耐热性、耐压性、耐腐蚀性。第33页/共86页343.3.种类种类（1 1）金属金属石棉垫石棉垫：外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强，内填石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚油道口周围卷边加强，内填石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热）。强导热）。（2 2）金属骨架金属骨架石棉垫
17、：石棉垫：以编织的钢丝网或有孔钢板为骨以编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。（3 3）纯金属垫：纯金属垫：由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。制成，用于某些强化发动机。4 4、安装注意：、安装注意：金属皮的金属金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。面造成压痕变形。第34页/共86页35五、油底壳五
18、、油底壳1 1、功用：、功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2 2、构造：、构造：（1 1）用薄钢板冲压而成。）用薄钢板冲压而成。（2 2）内内部部设设有有稳稳油油挡挡板板，以以防防止止汽汽车车振振动动时时油油底底壳壳油油面面产产生生较大的波动。较大的波动。(3)(3)最低处有放油塞最低处有放油塞(磁性磁性)(4)(4)曲轴箱与油底壳之间有密曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。封衬垫。放油螺塞密封垫稳油板第35页/共86页361 1、功用：、功用：将将发发动动机机与与底底盘盘连连为一体为一体。六、发动机的支承2 2、支承种类：、支承种类：一般为三点支一般为三点支承和四点支承承
19、和四点支承第36页/共86页374活塞连杆组活塞组：活塞、活塞环（气环、油环）、活塞销、卡环等。连杆组：连杆、连杆盖、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓等。第37页/共86页38（一）、活塞1 1、作用、作用(1)(1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；(2)(2)承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转一、活塞组一、活塞组2 2、构造：活塞可分为顶部、头部、裙部第38页/共86页391）顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。汽油机：二冲程机多用凸顶活塞，其它汽油机多用平顶。柴油机：有平顶、凹顶、形、碗形、盆型、花瓣形等。第39页/共86页40结构简单、制造容易、受热面积小、应
20、力分布较均匀，多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。凹坑的形状、位置必须凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止烧；提高压缩比，防止碰气门。（高压缩比发碰气门。（高压缩比发动机为了防止碰撞气门，动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调也可用凹坑的深度来调整压缩比整压缩比)第40页/共86页412 2）活塞头部（又叫环槽部、防漏部）活塞头部（又叫环槽部、防漏部）位置：位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。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工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶部远些。顶部远些
21、。活塞销孔活塞销孔作用：作用：(1)(1)、安装活塞环、与、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、活塞环一起密封气缸、(2)(2)、防止可燃混合气、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，漏到曲轴箱内，(3)(3)、将顶部吸收的热、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸量通过活塞环传给气缸壁。壁。第41页/共86页423 3）活塞裙部A A、位置：、位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。分，包括销座孔。B B、作用：、作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。用，并承受侧压力，防治破坏油膜。第42页/共86
22、页43C C、活塞的变形及采取的相应措施、活塞的变形及采取的相应措施、变形原因：、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。第43页/共86页44 、变形规律、变形规律（1 1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2 2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；上厚下薄；（3 3）沿活塞销的方向，金属量较多沿活塞销的方向，金属量较多,所以在其受热膨胀后，此所以在其受热膨胀后，
23、此处的膨胀量就最大。处的膨胀量就最大。（4 4）在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的作用后，使活在受到气缸内气体燃烧后产生的气压力的作用后，使活塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形。塞顶部在销座跨度内发生弯曲变形。（5 5）气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变形也沿活塞销气缸壁对活塞的侧压力作用，引起活塞变形也沿活塞销的轴线方向。的轴线方向。总之：裙部周向会发生近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。第44页/共86页45 、预防和控制裙部椭圆变形的措施预防和控制裙部椭圆变形的措施 （1 1）、尽量减少活塞的受热。（2 2）使活塞的侧表面形状与变形相适应。例如：活塞纵断面制成上小下大的截锥形等。第45
24、页/共86页46（3 3）、对汽油机活塞，在裙部开纵向补偿槽。裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开)第46页/共86页47（4 4）在活塞上镶铸钢片，以限制活塞的变形量。第47页/共86页48（5 5）采用油冷活塞。（6 6）减少销座方向的金属量，以减少其受热变形第48页/共86页494）活塞销座）活塞销座A、作用：、作用：支承活塞销，将活塞顶部气体作用力经过活塞销传给连杆。支承活塞销，将活塞顶部气体作用力经过活塞销传给连杆。B、活塞销偏移布置、活塞销偏移布置定定义义：活活塞塞销销座座朝朝向向承承受受作作功功侧侧压压力力的的一一面面（图图示示左左侧侧）偏偏移移1m
25、m2mm。作用：作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。第49页/共86页503、分类：按照用途分为：气环和油环。汽油机：气环23道；油环数1道。柴油机：气环34道；油环数12道。柴油机气环数多于汽油机的原因：1）柴油机压缩比大于汽油机；2）柴油机转速低于汽油机；3）柴油机的配缸间隙大于汽油机。（二）、活塞环（二）、活塞环1 1、定义：、定义：是具有弹性的开口环，分为气环和油环。是具有弹性的开口环，分为气环和油环。2 2、工作条件：、工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。高温、高压、高速、极难润滑。第50页/共86页51（）气环）气环 1 1）、作用）、作用a与活塞一
26、起密封高温高压的燃气下窜入曲轴箱。（主要）b将活塞头部的热量传给气缸壁。c辅助油环控制气缸壁上的润滑油，辅助刮油、布油。2 2）、工作条件）、工作条件恶劣：活塞环（气环）是发动机零件中工作寿命最短的。总的说：高温、高压、高速、润滑困难、磨损严重等。3 3）、材料）、材料多用合金铸铁、钢片、粉末冶金、金属陶瓷等。对于强化发动机：则用球墨铸铁，以加强环的强度和冲击韧性。第一环：条件最恶劣，所以要求表面镀铬。其余各环：镀锡或者磷化、喷石墨及硫化处理，以提高其与气缸壁的磨合性。第51页/共86页52A、结构：、结构：活塞环的间隙活塞环的间隙（1 1）端端隙隙1 1：又又称称开开口口间间隙隙，是是活活塞
27、塞环环装装入入气气缸缸后后开开口口处处的的间间隙。一般为隙。一般为0.25mm0.25mm0.50mm0.50mm；4 4）、气环的结构与密封原理：）、气环的结构与密封原理：在保证密封及传热的前提下，气环应尽量少（2-3）；气环安装时切口应错开（迷宫）1第52页/共86页53（2）侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第 一 道 0.04mm 0.10mm；其 它 气 环 0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm；32（3）背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm1mm；第53页/共86页54B、密封原理第第一一密密封封面面：自
28、自由由状状态态下下在在，环环外外径径缸缸径径，装装缸缸后后在在其其弹弹力力P0P0作作用用下下与与缸缸壁壁压压紧紧，气气环环外外缘缘面面与缸壁接触的面与缸壁接触的面形成第一密封面。形成第一密封面。第第二二密密封封面面：活活塞塞环环在在运运动动时时产产生生惯惯性性力力PjPj，与与缸缸壁壁间间产产生生摩摩擦擦力力F F，以以及及侧侧隙隙有有气气体体压压力力P1P1，在在这这三三个个力力的的共共同同作作用用下下，使使环环靠靠在在环环槽槽的的上上侧侧或下侧，形成第二密封面。或下侧，形成第二密封面。第一密封面P0PjFP1第二密封面第二次密封：由下窜入背隙的由下窜入背隙的气体压力形成，气体压力形成，加
29、强了第一密封加强了第一密封面的密封性面的密封性。第54页/共86页55原因：原因：a)a)存在侧隙和背隙；存在侧隙和背隙；b)b)环运动时在环槽中靠上靠下环运动时在环槽中靠上靠下。危害危害：a)a)增加了润滑油的消耗；增加了润滑油的消耗；b)b)火花塞沾油不跳火；火花塞沾油不跳火；c)c)燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；d)d)环环槽槽内内形形成成积积炭炭，挤挤压压活活塞塞环环而而失失去去密密封封性；性；e)e)加剧了气缸的磨损加剧了气缸的磨损5）、活塞环的泵油作用及危害措施：（1）采用扭曲环；（2）采用组合式油环；（3）油环下设减压腔第55页/共86页566 6）
30、、气环的切口形状）、气环的切口形状四种：A)直切口B)斜切口C)搭切口D)封闭切口第56页/共86页577 7）、常见气环的断面形状）、常见气环的断面形状气环的断面形状气环的断面形状a)a)矩形环；矩形环；b)b)锥形环；锥形环；c)c)内切口扭曲环；内切口扭曲环；d)d)外切口扭曲环；外切口扭曲环；e)e)梯形环；梯形环；f)f)桶形环桶形环 第57页/共86页58（）油环1、作用刮掉缸壁上多余的机油，并且均匀分布缸壁上的机油。辅助密封。2、分类A、普通油环（整体式油环）其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽第58页/共86页591-1-钢片；钢片；2-2-衬簧；衬簧；3-3-径向衬
31、簧；径向衬簧；4-4-轴向衬簧；轴向衬簧；5-5-活塞活塞 B、组合式油环组合式油环由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。134第59页/共86页60特点：密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长度大于刮片长度而产生径向力。第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。无侧隙，不窜油刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。上下片可分别动作，适应性好。回油能力强。第60页/共86页61（三）、活塞销A作用1、连接活塞与连杆小头。2、将活塞承受的气体力传给连杆。B材料多用低碳钢和低碳合金钢。同时要求其芯部具有一定的韧性。为了减轻质量，常将其做成空心圆柱形。第61页/共86页62C
32、内孔形状1）圆柱形（加工容易，但质量较大）2）组合形（介于前后两者之间）3）两段截锥形（质量较小，但加工较难）第62页/共86页633连接方式D D 连接固定方法：连接固定方法：全浮式全浮式（常用）和（常用）和 半浮式半浮式。现在发动机大多采用全浮式连接。现在发动机大多采用全浮式连接。1 1）.全浮式全浮式（1 1）定义：）定义：在发动机正常工在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。孔和活塞销座孔中都能转动。(2)(2)装配：装配：销与销座孔在冷态时为过渡销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。配合，采用分组选配法。热装合：将活塞放入热
33、水或热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入热油中加热后，迅速将销装入。第63页/共86页642 2）.半浮式半浮式(1)(1)定义：定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。定，一处浮动。（一般固定连杆小头）（一般固定连杆小头）(2)(2)装配：装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。为过盈配合。第64页/共86页65二、连杆组二、连杆组（一）作用（一）作用1 1、传传力力：将将活活塞塞所所承承受受的的力力传传给给曲曲轴。轴。2 2、转转变变运运动动形形式式：将将活活塞塞的的往往复复运运动转变为曲轴
34、的旋转运动。动转变为曲轴的旋转运动。（二）工作条件（二）工作条件压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。（三）材料（三）材料多用中碳钢或合金钢，如多用中碳钢或合金钢，如4040、4545、40Cr40Cr等，经模锻或辊锻，机械加工等，经模锻或辊锻，机械加工和热处理。和热处理。第65页/共86页66（四）、基本结构1)1)、小小头头：用用来来安安装装活活塞塞销销，以以连连接接活活塞塞。（全浮式有油沟）（全浮式有油沟）2)2)、杆身：、杆身：常做成常做成“工工”字形断面。字形断面。3)3)、大头：、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体
35、大头和连杆盖般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。第66页/共86页671、剖分形式：平剖：剖分面与连杆中心线垂直。刚性好，加工方便，对于连杆螺栓只受拉伸力，而不受剪切力。多用于小型汽油机。但在装配时易出现大头碰伤气缸壁的现象。斜剖：剖分面与连杆中心线成3060夹角。减少了连杆大头的外形尺寸。但使得连杆螺栓不仅受到拉伸力而且还受到剪切力。多用于功率较大的发动机，比前者多用。（五）、连杆大头五）、连杆大头连杆体大头和连杆盖需连杆体大头和连杆盖需配对加工。配对加工。第67页/共86页682、定位方式：A、连杆螺栓定位：靠连杆螺栓的光圆柱部分与螺栓孔的配合来定位。其定位精度较差，用于平切口连杆。B、锯
36、齿形定位：依靠接合面的齿形定位。C、套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的孔紧配合定位。D、止口定位斜切口（30-60一般45）第68页/共86页69（六）、连杆轴瓦（俗称小瓦）1、作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2、组成：由由钢钢背背和和减减磨磨合合金金层层组组成成。钢钢背背由由1mm1mm3mm3mm的的低低碳碳钢钢制制成成。减减磨磨层层为为0.3mm0.3mm0.7mm0.7mm的的减减磨磨合合金金，层层质质较较软软能能保保护护轴轴颈颈，具具有有保保持持油油膜膜、减减少少摩摩擦擦阻阻力力和和加加速速磨磨合的作用合的作用。连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以
37、防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。第69页/共86页70（七）、（七）、V V型内燃机连杆型内燃机连杆1)并列连杆2)主副连杆3)叉片式连杆（八）、（八）、连杆螺栓：为标准件。材料：40Cr、35CrMo、40CrMo等。拧紧后，应安装防松装置。并列式主副式叉式第70页/共86页71桑塔纳2000时代超人轿车AJR发动机曲轴飞轮组零件分解图曲轴带轮曲轴正时齿形带轮曲轴链轮（驱动油泵）止推片主轴承下轴瓦转速传感器脉冲轮飞轮飞轮齿圈5曲轴飞轮组组成：由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和附件组成。第71页/共86页72一、一、曲轴曲轴1 1、作用：作用：承受
38、连杆传来的力，并将此力转换成绕其自身的轴线的力承受连杆传来的力，并将此力转换成绕其自身的轴线的力矩矩,对外输出、做功。对外输出、做功。驱动配气机构及其它附属装置。驱动配气机构及其它附属装置。2 2、工作条件：、工作条件：是高速旋转件，是高速旋转件，受气体压力、惯性力、惯性力矩等受气体压力、惯性力、惯性力矩等交变交变弯弯曲和扭转载荷的冲击，工作条件恶劣。曲和扭转载荷的冲击，工作条件恶劣。3 3、材料：、材料：要求：要求：刚度、强度、耐磨性要好刚度、强度、耐磨性要好大多采用优质中碳钢（大多采用优质中碳钢（4545）或中合金碳钢（）或中合金碳钢（40Cr40Cr等）等）。对于强化机，有的采用稀土球墨
39、铸铁，但刚性差，所以曲对于强化机，有的采用稀土球墨铸铁，但刚性差，所以曲轴支承要求较高。轴支承要求较高。另外，曲轴支承受力处都必须进行另外，曲轴支承受力处都必须进行耐磨处理。耐磨处理。第72页/共86页734 4、结构：结构：A A、前端：、前端：正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动机正时齿轮、正时链轮、皮带轮端；车用发动机还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小发动机）。还装有曲轴扭转减震器、启动爪（中、小发动机）。B B、后端：、后端：飞轮端（功率输出端）。飞轮端（功率输出端）。C C、曲拐：、曲拐：一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈、平衡一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈、平衡重构成一个重
40、构成一个曲拐曲拐。曲轴的曲拐数目等于气缸数曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发直列式发动机动机)；V V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲柄第73页/共86页745 5、类型、类型 1 1）按照结构分：整体式和组合式）按照结构分：整体式和组合式 2 2）按照支承形式分：全支承和非全支承按照支承形式分：全支承和非全支承每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。第74页/共86页756、连杆轴颈（曲柄销）一般采用空心轴颈。连杆轴颈的润滑依靠与主轴颈之间的斜油道来润
41、滑。1-1-主轴颈主轴颈2-2-曲轴；曲轴；3-3-连杆轴颈连杆轴颈4-4-圆角圆角5-5-积污腔积污腔6-6-油管油管7-7-开口销；开口销；8-8-螺塞螺塞9-9-油道油道10-10-挡油盘挡油盘11-11-回油螺纹回油螺纹 12-12-飞轮结合飞轮结合盘盘第75页/共86页767、曲柄（臂）和平衡重曲柄臂：多采用椭圆形。平衡重：减轻主轴颈负荷；减轻曲轴的内力矩，平衡发动机不平衡的离心力矩，一般不平衡往复惯性力。第76页/共86页77二、主轴承（大瓦）二、主轴承（大瓦）用来支承曲轴主轴颈，多采用滑动轴承。多缸刚整体式曲轴采用分开式，安装在机体的主轴承座上。主轴承盖与主轴承配对加工，配对安装
42、。轴瓦分上、下瓦，安装轴瓦时，不能将上下瓦装反，上瓦上有油孔，加工有油槽，以润滑主轴颈。主轴承止推片第77页/共86页78三、曲轴的轴向定位三、曲轴的轴向定位（1 1）结构：结构：止推片：止推片：在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。由低碳钢背和减磨层组成。翻边轴瓦翻边轴瓦（2 2）安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动件件(有油槽一面有油槽一面)。当曲轴向前窜动时，后止推片承。当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力（3
43、3）曲轴的轴向间隙的调整：）曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度更换止推片的厚度。第78页/共86页79四、四、多缸机曲拐布置及工作顺序多缸机曲拐布置及工作顺序（1 1）布置原则）布置原则A A、使各缸作功间隔角尽量相等。、使各缸作功间隔角尽量相等。对直列对直列多缸四冲程发动机，作功间隔角为多缸四冲程发动机，作功间隔角为7207200 0/缸数。缸数。B B、连续作功的两缸相隔尽量远，减少主、连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。时开启的抢气现象。C C、V V型发动机左右两气缸尽量交替作功型发动机左右两气缸尽量
44、交替作功D D、曲拐布置应尽可能对称、均衡曲拐布置应尽可能对称、均衡第79页/共86页80（2 2）常用曲拐布置常用曲拐布置1 1）直列四冲程四缸发动机直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内。曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的曲拐夹角为7207200 0/4=180/4=1800 0。发动机工作顺序有：发动机工作顺序有：1 13 34 42 2 1 12 24 43 3工作顺序：各工作顺序：各缸完成同名行缸完成同名行程的次序。程的次序。第80页/共86页812)2)四冲程六缸发动机四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面内。曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气
45、缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的曲拐夹角为720/6=120720/6=120发动机工作顺序有：发动机工作顺序有：直列：直列：1 15 53 36 62 24 41 14 42 26 63 35 5 V型：型：l6一一5一一4一一32(右右1一左一左3一右一右3一左一左2一右一右2一左一左1)第81页/共86页82发动机工作顺序有1 18 84 43 36 65 57 72 2(右右1一左一左4一左一左2一右一右2一左一左3一右一右3一右一右4一左一左1)3)四行程四行程V型八缸发动机型八缸发动机曲拐对称布置于四个平面内（或曲拐对称布置于四个平面内（或1个）。个）。相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功
46、气缸的曲拐夹角为720/8=90。第82页/共86页83（3 3）、）、多缸机的发火顺序多缸机的发火顺序发火顺序：发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。各缸做功冲程交替进行的次序。曲轴转角（曲轴转角（）第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸0180作功作功排气排气压缩压缩进气进气180360排气排气进气进气作功作功压缩压缩360540进气进气压缩压缩排气排气作功作功540720压缩压缩作功作功进气进气排气排气发火顺序：发火顺序：1-3-4-21-3-4-2 曲轴转角（曲轴转角（）第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸0180作功作功压缩压缩排气排气进气进气180360排气排
47、气作功作功进气进气压缩压缩360540进气进气排气排气压缩压缩作功作功540720压缩压缩进气进气作功作功排气排气发火顺序：发火顺序：1-2-4-31-2-4-3第83页/共86页（3 3）、）、多缸机的发火顺序多缸机的发火顺序发火顺序：发火顺序：各缸做功冲程交替进行的次序。各缸做功冲程交替进行的次序。发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4 曲轴转角（曲轴转角（）第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸第五缸第五缸第六缸第六缸018060作功作功排气排气进气进气作功作功压缩压缩进气进气120压缩压缩排气排气180进气进气作功作功180360240排气排气压缩压
48、缩320作功作功进气进气360压缩压缩排气排气360540420进气进气作功作功480排气排气压缩压缩540作功作功进气进气540720600压缩压缩排气排气660进气进气作功作功720排气排气压缩压缩第84页/共86页85五、飞轮（一）功用一）功用1 1、贮存能量：在作功行程贮存能量，、贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。运转平稳。2 2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。、利用飞轮上的齿圈起动时传力。飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号圆周装有齿环，安装齿环时通常将齿
49、环加热后套入，冷却后即紧密结合在一起。（二）安装注意事项（二）安装注意事项有的飞轮上有一缸上止点记号和有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线（汽油机）或供点火提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机），以便油提前角刻度线（柴油机），以便调整和检验点火正时，供油提前角调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。和气门间隙。飞轮与曲轴在制造时一起进行过飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位曲轴之间应有严格不变的相对位置。通常用定位销和不对称布置置。通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。的螺栓来定位。3、将动力传给离合器，进行动力输出。4、克服短暂的超负荷。第85页/共86页86感谢您的观看。第86页/共86页