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1、第三章 曲柄连杆结构第1页，本讲稿共53页 旋转平稳性解决曲轴旋转平稳性方法：n1、安装飞轮n2、把多缸发动机各缸的作功行程均匀错开。即把发动机各缸作功行程的间隔应力求均匀。若多缸发动机的气缸数为n，则四行程发动机各缸的着火间隔应为720/n,二行程发动机各缸的着火间隔应为360/n。第2页，本讲稿共53页惯性力的平衡第3页，本讲稿共53页 多缸发动机曲拐布置 和各缸作功次序四缸发动机曲拐布置第4页，本讲稿共53页 四缸发动机工作循环表 曲轴转角 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 0180 作功 排气 压缩 进气180360 排气 进气 作功 压缩 360540 进气 压缩 排气 作功54072
2、0 压缩 作功 进气 排气第5页，本讲稿共53页六缸发动机的曲拐布置图第6页，本讲稿共53页 六缸发动机循环表（作功次序作功次序：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4）曲 轴 转 角第一缸第二缸第三缸第四缸第五缸第六缸 0180 60 作功 排气 进气 作功 压缩 进气 120 压缩 排气 180 进气 作功180360 240 排气 压缩 300 作功 进气 360 压缩 排气360540 420 进气 作功 480 排气 压缩 540 作功 进气540720 600 压缩 排气 660 进气 作功 720 排气 压缩第7页，本讲稿共53页 V型八缸发动机的曲拐布置图第8页，本讲稿共
3、53页活塞连杆组1、11连杆螺栓2气环3油环4活塞5卡环6活塞销7衬套8连杆9连杆盖10锁垫12连杆13定位套筒第9页，本讲稿共53页活塞连杆组的功用 活塞连杆组的功用是与气缸套、气缸盖一起组成燃烧室；承受燃气压力，并把它传递给连杆，由活塞环密封气缸，防止缸内气体泄漏入曲轴箱和曲轴箱内机油窜入燃烧室；传递热量，将活塞顶部接受的热量通过气缸壁传给介质，连杆用来连接活塞和曲轴，传递动力，把活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动。第10页，本讲稿共53页活塞构造1、活塞顶2、活塞头3、活塞销孔座4、活塞裙5、裙部铣块6、环槽护圈7、气环槽8、油环槽9、回油孔10、卡环槽11、气门避碰坑12、型凹坑1
4、3、圆柱深盆型凹坑 6130型型6135型型第11页，本讲稿共53页 气环的各种断面形状 a微锥面环 b正扭曲内切环 c反扭曲内切环 d锥面环 e倒角环 f鼻形环 g桶面环 h梯形环 i半梯形环 jL形环第12页，本讲稿共53页 油环的结构形式普通油环背衬胀簧油环背衬胀簧油环组合式油环第13页，本讲稿共53页 活塞销简介n1、功用：连接活塞和 连杆，起传力作用。n2、工作条件：受冲击载荷，润滑条件差。n3、材料：低碳钢或低碳合金钢。n4、连接方式：全浮式、半浮式。第14页，本讲稿共53页 连杆及其 配合结构图 连杆是曲柄连杆结构中传递动力的重要组件。通过它将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
5、对其要求是，既要有足够的刚度和强度，结构又要轻巧。连杆一旦断裂，将造成严重事故。连杆的变形将给曲柄连杆机构的工作带来严重的影响。第15页，本讲稿共53页连杆轴瓦1、减磨合金层2、钢背3、凸肩4、缺口第16页，本讲稿共53页V型柴油机连杆的机构a）并列式连杆 b）主副式连杆 c）叉式连杆第17页，本讲稿共53页主副式连杆 1-主连杆 2-锥形锁钉 3-主连杆轴承盖 4-销钉 5-销环 6-轴承衬瓦 7-副连杆连接销 8-小管 9-副连杆下端衬套10-止动螺钉 11-副连杆 12-连杆上端衬套 13-主连杆和副连杆总成第18页，本讲稿共53页曲轴飞轮组n1、曲轴将连杆传来的气体压力转变为扭矩，并驱
6、动配气机构等各辅助装置。n2、飞轮储存作功行程的部分能量，带动曲柄连杆机构越过止点，克服非作功行程的阻力和短暂的超负荷。n3、扭转减振器避免扭转共振现象。第19页，本讲稿共53页曲轴的型式曲轴整体式曲轴组合式曲轴圆盘组合式套合式分段式第20页，本讲稿共53页曲轴飞轮组第21页，本讲稿共53页 整体式曲轴1前端轴 2主轴颈 3曲轴 4曲柄 5平衡重 6后凸缘盘第22页，本讲稿共53页1-起动爪 2-皮带盘 3-前端轴 4-滚动轴承5-连接螺钉 6-曲柄 7-飞轮齿圈 8-飞轮9-后端凸缘 10-挡油环 11-定位螺钉 12-油管 13-锁片组合式曲轴第23页，本讲稿共53页 扭转减振器硅油橡胶扭
7、转减振器硅油扭转减震器第24页，本讲稿共53页机体组件机体组件气缸体曲轴箱气缸套气缸盖气缸垫第25页，本讲稿共53页水冷式气缸体直列式 V型缸1-气缸体 2-缸套 3-挺杆室第26页，本讲稿共53页 气缸体的断面形式 拱桥式 无裙式隧道式第27页，本讲稿共53页 气 缸 盖1-单螺栓孔 2-喷油器孔座3-进气孔4-铸造工艺孔5-进气门导管孔座6-排气门导管孔座7-缸盖螺栓孔8-摇臂座安装孔9-回水孔10-排气孔第28页，本讲稿共53页 气缸垫的材料和结构气缸垫材料金属石棉垫纯金属垫气缸垫结构第29页，本讲稿共53页 发动机异响诊断n 技术状况良好的发动机，在运转中仅能听到均匀的排气声和轻微的噪
8、声，这是正常的响声。如果发动机在运转过程中出现了异响，表明有关部位出现了故障。对于有异响的发动机，应根据故障现象，分析产生的原因，找出异响的部位，准确的将其诊断出来。第30页，本讲稿共53页异响类型n机械异响n燃烧异响n空气动力异响n电磁异响第31页，本讲稿共53页异响的原因n1、机械异响：主要是运动副配合间隙太大和配合面有损伤，运转中引起冲击和振动造成的。n2、燃烧异响：主要是发动机不正常燃烧造成的。n3、空气动力异响：主要是发动机进气口、排气口和运转中的风扇处，因气流运动而造成的。n4、电磁异响：主要是在发电机、电动机和某些电磁元件内，由于磁场的交替变化，引起机械中某些部件和某一部分空间容
9、积产生振动而造成的。第32页，本讲稿共53页异响的影响因素n转速：一般情况下，转速越高机械异响越强烈。n温度：有些异响与发动机温度有关，有些却无关。它也是影响燃烧异响的因素之一。n负荷：许多异响与发动机的负荷有关。n润滑条件：不论什么机械异响，当润滑条件不佳时，异响一般都显得严重。第33页，本讲稿共53页 常见故障n曲轴主轴承响n连杆轴承响n活塞销响n活塞敲缸声n气门响n气门漏气响n正时齿轮响n柴油机着火敲击声第34页，本讲稿共53页曲轴主轴承响n 现象：发动机突然加速时会发出沉闷而有力的“当当当”或“刚刚刚”的金属敲击声，严重时机体发生很大振动；响声随发动机转速的提高而增大，随负荷增加而增强
10、，产生响声的部位是在缸体下部的曲轴箱内；单缸断火时响声无明显变化，相邻两缸同时断火时，响声会明显减弱；温度变化时响声不变化；机油压力明显降低。第35页，本讲稿共53页曲轴主轴承响的原因n主轴承盖固定螺钉松动；n主轴承减磨合金烧毁或脱落；n主轴承和轴颈、轴向止推装置磨损过甚，造成径向和轴向间隙过大；n曲轴弯曲；n机油压力太低或机油变质。第36页，本讲稿共53页连杆轴承响n现象：当发动机突然加速时，有“当当当”连续明显、轻而短促的金属敲击声，是连杆轴承响的主要特征；轴承严重松旷时，怠速运转也能听到明显的响声，且机油压力降低；发动机温度变化时响声不变化；响声随发动机负荷增加而加剧；单缸断火时响声明显
11、减弱或消失，复火瞬间响声有出现或连续出现两个响声。第37页，本讲稿共53页原因n连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断；n连杆轴承减磨合金烧毁脱落；n连杆轴承或轴颈磨损过甚，造成径向间隙过大；n机油压力太低、机油变质或曲轴内通连杆轴颈的油道堵塞。第38页，本讲稿共53页活塞销响n现象 发动机在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时，可听到清脆而有连贯的“嗒嗒嗒”的金属敲击声，而中速以上运转时响声减弱或消失；发动机温度变化时响声亦变化；多数情况下响声冷车时明显，热车时减弱或消失，但个别原因造成的活塞敲缸响反而在温度升高后加重；响声严重时，负荷越大响声也越大，但机油压力不降低；单缸断火时响声减弱或消失。第3
12、9页，本讲稿共53页原因n活塞销与连杆小头衬套配合松旷；n衬套与连杆小头承孔配合松旷；n活塞销与活塞上的销座孔配合松旷。第40页，本讲稿共53页活塞敲缸声n现象 发动机在怠速或低速运转时，在气缸的上部发出清晰而明显的“嗒嗒嗒”的金属敲击声，而中速以上运转时响声减弱或消失；发动机响声变化时响声亦变化：多数情况下响声冷车时明显，热车时减弱或消失，但个别原因造成的活塞敲缸响反而在温度升高后加重；响声严重时，负荷越大响声也越大，但机油压力不降低；单缸断火时响声减弱或消失。第41页，本讲稿共53页原因n活塞与气缸壁配合间隙太大；n活塞与气缸壁间润滑条件太差；n活塞在常温时反椭圆或椭圆度太小；n活塞销与活
13、塞上销座孔装配过紧；n活塞销与连杆小头衬套装配过紧；n连杆轴承装配过紧；n活塞不圆柱度太大。第42页，本讲稿共53页气门响n现象 发动机怠速运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒嗒嗒”(在气门脚处）或“啪啪啪”（在气门座处）的金属敲击声；转速增高时响声亦随之增高，温度变化或单缸断火时响声不减弱；若有数只气门响，则声音显得杂乱。气门脚响和气门落座响统称为气门响。第43页，本讲稿共53页气门脚响的原因n气门脚间隙太大；n气门脚调整螺钉松动或该间隙处两接触面不平；n配气凸轮外形加工不准或磨损过甚，造成缓冲段效能下降，加重了挺杆对气门脚的冲击；n气门脚处润滑不良。第44页，本讲稿共53页气门落座响的原因n
14、气门杆与其导管配合间隙太大；n气门头部与其座圈接触不良；n气门座圈松动；n气门脚间隙太大。第45页，本讲稿共53页气缸漏气响n现象 发动机运转时，从加机油口处听到曲轴箱内发出“嘣嘣嘣”的漏气声；负荷越大时响声越强，转速越高时响声越小；当收回节气门或单缸断火时，响声减弱或消失；随着响声的出现，加机油漏处脉动地向外冒烟，冒烟次数与发响次数相同。第46页，本讲稿共53页原因n新换活塞环与气缸壁的漏光度太大；n活塞环和气缸壁严重磨损；n活塞环开口间隙太大或各环开口重合；n活塞环弹力太弱或因其侧隙、背隙太小而使背压力建立不起来；n活塞环卡死在环槽中；n活塞环或活塞环岸折断；n气缸壁拉伤而出现沟槽。第47
15、页，本讲稿共53页正时齿轮响n现象 发动机运转时，在其前部发出一种连续或节奏明显的响声。一般情况下，转速越高响声越大；温度变化时响声不变化；单缸断火响声不减弱。第48页，本讲稿共53页原因n齿轮啮合间隙过大或过小；n曲轴主轴承孔与凸轮轴轴承孔的中心距在使用和修理中发生变化；n齿轮的齿形加工不准、热处理时变形和齿面磨损过甚；n齿轮转动一周中啮合间隙松紧不一和发生根切；n齿面有伤痕、脱层和轮齿断裂；n齿轮在曲轴和凸轮轴上松动或脱出；n齿轮端面圆跳动或径向圆跳动太大；n曲轴或凸轮轴轴向间隙过大；n未成对更换齿轮。第49页，本讲稿共53页柴油机着火敲击声n现象 柴油发动机在低速无负荷运转时，有时可听到
16、尖锐、清脆而连续的“嘎啦、嘎啦”或“刚啷、刚啷”的敲击声，冷起动时响声尤为明显：发动机温度热起、转速升高和负荷增大时，响声减弱或消失，但发动机过热和超负荷运转时响声又增大；微抖供油拉杆时，抖得愈急响声愈大。第50页，本讲稿共53页原因原因n柴油机着火敲击声分“均匀而粗暴的敲击声”和“非均匀而粗暴的敲击声”两种。柴油机着火敲击声的主要原因，是柴油机工作粗暴，而造成工作粗暴的原因，又是着火落后期太长，具体原因如下第51页，本讲稿共53页均匀而粗暴的响声n柴油品质差，其中特别是自然性能不好；n喷油泵供油时间太早；n发动机超负荷运转；n发动机过冷或过热；n在燃烧室的型式、气缸内的涡流运动、压缩终了的温度和压力、供油规律和喷射质量等方面，设计上存在问题；n空气滤清器严重阻塞，使进气量不足。第52页，本讲稿共53页非均匀而粗暴的响声n个别缸供油时间太早，亦即供邮间隔不均匀；n个别缸供油量大，亦即供油不均匀度超过标准；n个别缸喷射质量不佳；n个别缸密封性不佳，压缩终了的温度和压力太低。第53页，本讲稿共53页