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1、2023/5/251第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构2023/5/252本章内容本章内容1曲柄连杆机构概述2机体组3活塞连杆组4曲轴飞轮组2023/5/2532.1 曲柄连杆机构概述一、功用：作功冲程：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动，而对外输出动力其他冲程：把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动（依靠曲轴与飞轮的惯性）2023/5/254二、组成机体组机体组活塞连杆组活塞连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组2023/5/2551、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫-不动件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
2、油道和水道油底壳油底壳2023/5/2562、活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销和连杆-运动件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2023/5/2573、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮 减振器起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴2023/5/258三三 、工作条件工作条件：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用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣
3、，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀受力分析:气体作用力,往复慣性力,旋转惯性力（离心力），摩擦力2023/5/259四、受力分析曲柄连杆机构受的力主要有气压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。PPjPCF2023/5/25101、气压力：气压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP，SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。(1)作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重NPSPPRPTP2023/5/2511(2)压缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，右侧磨损严重NPPSPRPT
4、P2023/5/25122、往复惯性力Pj：活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。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；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。Pj2023/5/2513往复惯性力活塞向下运动时，前半行程加速，惯性力向上。后半行程减速，惯性力向下。活塞向上运动时，结果与上相反。2023/5/25143、离心惯性力PC：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。离心力加速轴承与轴颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。Pc2023/5/25154、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面
5、磨损的根源。F2023/5/2516下一节2023/5/25172.2 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。机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。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2023/5/25182023/5/25191、气缸体 水冷发动机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
6、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。2023/5/2520 气缸体的分类1）根据气缸的排列方式（1）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上发动机。（3）对置式：是V型的特殊形式。2023/5/2521结构简单、加工结构简单、加工容易，但发动机容易，但发动机长度和高度较大。长度和高度较大。缩短了机体的长度和高缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状了发动机的重量；形状复杂，加工困难。复杂，加工困难。2023/5/2522V6发动机直列4缸发动机2023/5/25232023/5/25
7、242023/5/25252023/5/25262023/5/25272023/5/25282023/5/25292023/5/25302023/5/25312023/5/25322023/5/2533高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机对置气缸式发动机2023/5/25342023/5/2535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，便于加机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。工拆卸。刚度和强度差。492Q492Q汽油机，汽油机，9090系列系列柴油机。（中小型）柴油机。（中小型）龙门式龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构
8、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、富康轿车、捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿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、工艺结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。性差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴度易主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承保证，主轴承用滚动轴承负荷较大的柴油机上负荷较大的柴油机上 。如。如6135Q6135Q型型6 6缸四冲缸四冲程柴油机程柴油机 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。气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式。孔为整体
9、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装油底壳安装平面低于曲平面低于曲轴的旋转中轴的旋转中心。心。2023/5/25363 3）根据冷却方式不同）根据冷却方式不同(1)(1)、水冷、水冷(2)(2)、风冷、风冷2023/5/25374）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）整体式气缸体和镶嵌式气缸体(1)、整体式气缸体：气缸套直接镗在气缸体上。磨损后需搪缸。、整体式气缸体：气缸套直接镗在气缸体上。磨损后需搪缸。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气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
10、式（无缸套式）（无缸套式）气缸直接镗在气缸气缸直接镗在气缸体上体上强度和刚度好，能承强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。受大负荷。成本高。镶嵌式镶嵌式（气缸套式）（气缸套式）用耐磨优质材料制用耐磨优质材料制成气缸套，再装到成气缸套，再装到一般材料制成的气一般材料制成的气缸体内。缸体内。降低了制造成本，便降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用延长了气缸体的使用寿命。寿命。2023/5/2538气缸套目的：解决成本与寿命之间的矛盾。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轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料
11、。2023/5/2539性能如何性能如何？5 5）干缸套和湿缸套）干缸套和湿缸套名称名称特点特点示意图示意图干缸套干缸套（D120mmD140mmD140mm）外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。1 1）壁厚较厚（壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；）；2 2）散热效果好；散热效果好；3 3）易漏水漏气；易漏水漏气；4 4）易穴蚀。易穴蚀。强度和刚度强度和刚度都较好，加都较好，加工复杂，拆工复杂，拆装不便，散装不便，散热不良。热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。容易。强度和刚度不强度和刚度不如干缸套，易如干缸套，易漏水。漏水。2023/5/25402.型式（
12、1）干式缸套13mm定义：其外表面不直接与冷却水接触。特点：1)壁 厚 较 薄（1mm3mm）；2)与缸体承孔过盈配合；3)不易漏水漏气。13mm2023/5/2541（2）湿式缸套定义：其外表面直接与冷却水接触。特点：1)壁厚较厚（5mm9mm）；2)散热效果好；3)易漏水漏气；4)易穴蚀59mm0.050.15mm2023/5/2542定位：1）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B。2）轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。0.050.15mmAB2023/5/2543密封：上部：缸套顶面高出缸体0.05mm0.15mm，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套
13、与缸垫接合处，承受较大的压紧力。0.050.15mm2023/5/25441）下部：13个耐热耐油的橡胶密封圈。大部分开在缸套上,也可开在缸体上，以免环槽削弱缸套，但工艺性差。A、B-径向定位带C-轴向定位带密封圈2023/5/2545下一节2023/5/25462、气缸盖与燃烧室1)、气缸盖（汽油机多为整体式；柴油机多为分开式）功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金(散热、质量轻)。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。2023/5/2
14、5472023/5/25482）、汽油机燃烧室要求：结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良好的涡 流运动 类型2023/5/2549下一节2023/5/25503 3、气缸垫、气缸垫 1 1）作用）作用 气缸盖和气缸体之间的衬垫，密封燃烧气缸盖和气缸体之间的衬垫，密封燃烧室，保持气缸密封不漏气室，保持气缸密封不漏气，保持由机体流向保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。气缸盖的冷却液和机油不泄漏。2 2）工作条件）工作条件 承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力 承受气缸内燃烧气体高温、高压的作用承受气缸内燃烧气体高温、高压的作用 承受冷却液的腐蚀承受冷却液
15、的腐蚀 2023/5/25513 3）要求）要求 在高温、高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。在高温、高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损、不变质。机油和冷却水的作用下不烧损、不变质。具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封。封。拆装方便能重复使用，寿命长拆装方便能重复使用，寿命长4 4）材料）材料 按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属石棉石棉衬垫、金属衬垫、金属复合材料衬垫和全金属衬垫等多种
16、复合材料衬垫和全金属衬垫等多种2023/5/25524）.构造:（1）金属石棉垫：（见a、b）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，以坚强导热）。（2）金属骨架石棉垫：以编织的钢丝网（图c）或有孔钢板（图d）为骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。（3）纯金属垫：（见图e）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。（4）安装注意：金属皮的金属石棉垫，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面造成压痕变形。金属-石墨垫2023/5/25534、油底壳1).功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。
17、2).构造：（1）用薄钢板冲压而成，基本不受力，又轻又利于散热。为保证发动机纵向倾斜时机油泵仍能吸到机油,油底壳中部做得较深。(2)内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。(3)最低处有放油塞(磁性),能吸集机油中的金属屑,以减少发动机运动零件的磨损。(4)曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。2023/5/2554发动机在汽车上的支承发动机在汽车上的支承作用：消除因发动机的振动传到底盘对汽车的舒适性产生的不良影响汽车行驶时路面不平引起的振动也不会传给发动机而影响其可靠性、耐久性性质：弹性支承主托架：钢板焊接而成。有足够的刚度、强度，绝对保持发动机对车身有准确的相互安装位置悬挂软垫
18、总成：充分吸收车辆行驶时的振动，承受发动机施加给汽车车架的全部重量2023/5/2555前二后一前一后二软垫总成主托架2023/5/2556下一节2023/5/25572.3 2.3 活塞连杆组活塞连杆组 2023/5/25582023/5/25591 1 活塞（活塞（pistonpiston）1 1）功用：）功用：(1)(1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；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。推动曲轴旋转。2 2）工作环境：）工作环境：高温高温、散热条件差散热条件差；顶部工作
19、温度高达；顶部工作温度高达600-700K600-700K，且，且分布不均匀；分布不均匀；高速高速，线速度达，线速度达10m/s10m/s，承受很大的惯性力。，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最活塞顶部承受最高压高压力可达力可达3-5MPa3-5MPa（汽油机），使之变形，（汽油机），使之变形，破坏配合联结。破坏配合联结。活塞应具备的活塞应具备的特点特点A A 刚度和强度应足够大，传力可靠。刚度和强度应足够大，传力可靠。B B 导热性能好，耐高压、高温、磨损导热性能好，耐高压、高温、磨损C C 质量较小，尽可能减少往复惯性力质量较小，尽可能减少往复惯性力52023/5/25603 3）材料：）材
20、料：铝合金：质量小铝合金：质量小 （约为铸铁活塞的（约为铸铁活塞的50%50%70%70%）；）；导热性好（约为铸铁的三倍）；导热性好（约为铸铁的三倍）；热膨胀系数大。热膨胀系数大。灰铸铁灰铸铁:早期活塞用材料。早期活塞用材料。机械强度机械强度 耐磨性耐磨性 耐热性耐热性 比重比重 导热性导热性 灰铸铁灰铸铁 高高 好好 好好 大大 差差铝合金铝合金 差差 差差 差差 小小 高高（3-43-4倍）倍）成型方法：铸、锻、液锻（液态模锻）成型方法：铸、锻、液锻（液态模锻）铸铝：高温强度好、制造成本低、易出现铸造缺陷铸铝：高温强度好、制造成本低、易出现铸造缺陷 锻铝：强度好、导热性能好、成本高、用于
21、强化程度高的锻铝：强度好、导热性能好、成本高、用于强化程度高的 发动机上发动机上 液锻：将液态金属倒入金属模具内，加压成型、兼顾铸、液锻：将液态金属倒入金属模具内，加压成型、兼顾铸、锻的优点，无废屑。锻的优点，无废屑。现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用铝合金活塞，只在极少数汽车发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。2023/5/25614）构造：活塞可分为顶部(crown)、头部(head)、裙部(skirt)2023/5/2562(1)、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。形状形状示意图示意图平顶平顶凸顶凸顶凹顶凹顶结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应
22、力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。气过程。凹坑的形状、位置凹坑的形状、位置必须有利于可燃混必须有利于可燃混合气的燃烧；提高合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气压缩比，防止碰气门。（高压缩比发门。（高压缩比发动机为了防止碰撞动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑气门，也可用凹坑的深度来调整压缩的深度来调整压缩比比)2023/5/25632 2）活塞头部）活塞头部位置：第一道活塞环槽与活塞销孔之间的部分。位置：第一道活塞环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工
23、作条件最恶劣，最恶劣，应离顶部应离顶部远些。远些。(1)(1)、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、(2)(2)、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，(3)(3)、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。作用：作用：活塞活塞销孔2023/5/25643 3）活塞裙部）活塞裙部(1)(1)位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。(2)(2)作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受
24、侧压 力，防止破坏油膜。力，防止破坏油膜。2023/5/2565（3）活塞的变形及采取的相应措施a、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。2023/5/2566b、变形规律（1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使气缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁部上厚下薄；（3）裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。2023/5/2567c.结构措施（1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。2023/5/2568（2）活塞裙部制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。
25、销座处凹陷0.5mm1.0mm。2023/5/2569（3）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)膨胀槽：有角度是为了使气缸磨损均匀、它使活塞裙部有一定弹性、提供了膨胀余地，不会发生拉缸，有可能采用较小的装配间隙，但开通槽刚度下降，所以不开通槽，只开在不受侧压力的一边。否则对刚度、寿命都不利。2023/5/2570（4）偏置销座1、定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm2mm。2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击而产生的噪音。以某点为圆心，转过一微小角度可使活塞较平顺地从压向气缸的一侧过渡到另一侧，减轻敲缸，减小噪音2023/5/25713
26、、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。2023/5/25722023/5/2573活塞的冷却自由喷射冷却法（1、2）振荡冷却法（3）强制冷却法（4）2023/5/25742023/5/2575下一节2023/5/2576二、活塞环（pistonring）是具有弹性的开口
27、环，分为气环（压缩环compression ring）和 油环（oilcontrolring）。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里（加入特殊合金可提高寿命）1.气环(球墨铸铁、合金铸铁、钢带)传统上柴油发动机的活塞环一般使用球墨铸铁和合金铸铁，汽油发动机的活塞环一般采用钢材1）.作用：（1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；（2）传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；（3）辅助刮油、布油。气环尽量少（2-3）；安装时切口错开（迷宫）有缺口的弹性片状环近年，随着国内汽车工业的发展，过去多用于汽油机上的钢质活塞环被逐渐引入到柴油机领域，一些柴油机开始采用钢质油环。相比铸铁环，钢质
28、活塞环无需铸造过程、重量轻、加工方法简单、成本低廉。2023/5/25771、将活塞环槽彻底清洗干净2、装配活塞环从上至下的顺序：第一道环、第二道环、油环。注意：a、在安装时应防止活塞和活塞环受损；b、安装时有记号一面朝上。c、装好后，活塞环应能自由转动。d、顶环与第二道环的位置不能颠倒,有记号。3、将活塞环开口相距隔开120度（或者180度，避开活塞销），不要重合。4、安装油环时，应先安装隔圈，然后再安装侧轨。2023/5/2578活塞环的间隙（1）端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm0.50mm；2）.结构与密封原理：1第一道气环温度最高，端隙最大。过大
29、，漏气；过小，卡死、折断2023/5/2579（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0.04mm0.10mm；其它气环0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm；（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；23侧隙背隙2023/5/2580气环的密封原理（1）自身弹力第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径缸径，装缸后在径向其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。（装配后建立）第一密封面P062023/5/2581（2）渗透压力第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙
30、有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。PjFP1第二密封面2023/5/2582（3）气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封，环上的切口便是气体唯一的通道。各环要错开，减少漏气。经活塞环泄露的气体，在流经活塞环与环槽形成的迷宫式通道的过程中，压力迅减（100-76-20-7.6%），实现良好的密封，把气体泄露控制在很小的范围内。在密封作用中，第一道气环起主要传热作用，其传导70-80%的热量，工作条件最恶劣，温度最高，为了减小热负荷，开隔热槽、镶护圈、镀铬。F径F轴2023/5/2583环多，摩
31、擦损失大，一般2-3个，有的就1个2023/5/2584下一节2023/5/25853）.活塞环的泵油作用及危害原因：（1）存在侧隙和背隙；（2）环运动时在环槽中靠上靠下。2023/5/2586危害：（1）增加了润滑油的消耗；（2）火花塞沾油不跳火；（3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；（4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；（5）加剧了气缸的磨损。2023/5/2587措施：（1）采用扭曲环；（2）采用组合式油环；2023/5/25884）.气环的断面形状气环的断面形状a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环 2023/5/2589（1）矩形环：
32、结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。2023/5/2590（2）锥形环 1）特点：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。2）安装注意：锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）；安装时，不能装反，否则会引起机油上窜 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。2023/5/2591（3）扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。扭曲原理：当活塞环装入气缸后，环受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层以外产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对称，使F和F不在同一平面内，从而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变
33、形。e2023/5/25921）特点具有锥形环的特点；减小了泵油作用；作功行程环不再扭曲，两个密封面达到完全接触，利于散热。安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽。安装：注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。2023/5/2593（4）桶形环：其特点为1）环的外圆面为凸圆弧形；2）环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷；环上下运动时，均能形成楔形油膜。2023/5/2594（5）梯形环：当活塞在侧压力作用下左、右换向时，环的侧隙和背隙将不断变化，使胶状油焦不断从环槽中被挤出。梯形环用于热负荷较大的柴油机的第一道环。2023/5/2595气环断面形状：气环断
34、面形状：形状形状特点特点示意图示意图矩形环矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应结构简单、制造方便、易于生产、应用面广用面广扭曲环扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲扭曲锥面环锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环梯形环 加工困难，精度要求高加工困难，精度要求高桶面环桶面环 外圆为凸圆弧形外圆为凸圆弧形2023/5/2596（二）油环（一般为一道，柴油机一般两道）1.作用：刮油。即将气缸壁上多余的润滑油刮下来。要想把缸壁上多余的机油刮下来，就要求油环与缸
35、壁有较高的接触压力，但是位于几道气环之下的油环基本没有环背压力来帮助密封，其压紧力全靠自身的弹力。为了提高压力，往往人为地减小环与气缸的接触面。在环的外圆柱面中间制一道凹槽或制成锥面（油刃）。2023/5/25972.类型（1）整体式其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽。2023/5/2598（2）组合式：由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。刮油片+径向衬环+轴向衬环+刮油片1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞提高环背压力2023/5/2599其特点为其特点为1)无侧隙，不窜油。2)刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。3)上下片可分别动作，适应性好。4)回
36、油能力强。2023/5/25100油环的类型槽孔式槽孔撑簧式钢片组合式2023/5/25101槽孔式2023/5/25102槽孔撑簧式2023/5/25103三、活塞销（连接件）1、作用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。2、结构：用低碳钢(0.25%-0.60%)或低碳合金钢制成的厚壁管状体。两个配合面：销销座(内)销连杆小头(内)空心减少质量接近于等强度梁2023/5/251043连接方式1.全浮式（1）定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能自由转动。（=0.01-0.02mm）(2)装配：1）销与销座孔在冷态时为过渡配合。2）热装合：将活塞放入热水或热油中
37、加热(70-90)后，待销孔膨胀,迅速将销推入。销-低碳合金钢销座-铝合金(活塞)铝合金的膨胀系数比钢大弹性挡圈防止销轴向窜动,刮伤缸壁2023/5/251052.半浮式(1)定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）(2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。(0.01-0.04mm)全浮式活塞销工作时，在连杆小头孔和活塞销孔中转动，可以保证活塞销沿圆周磨损均匀。为防止活塞销两端刮伤气缸壁，在活塞销孔外侧装置活塞销挡圈。半浮式活塞销是用螺栓将活塞销夹紧在连杆小头孔内，这时活塞销只在活塞销孔内转动，在小头孔内不转动。小头孔不装衬套，销孔中也不装活塞销挡
38、圈。6.12023/5/25106下一节2023/5/25107四、连杆1功用：将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。1-小头；2-杆身；3-大头；4、9-装配记号（朝前）；5-螺母；6-连杆盖；7-连杆螺栓；8-轴瓦；10-连杆体；11-衬套；12-集油孔 2 组成1)、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。（全浮式有油沟）2)、杆身：常做成“工”字形断面。3)、大头：通过轴瓦与曲轴的连杆轴颈做铰链连接。大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。连杆一般都采用中碳钢（0.6-2%）或合金钢锻造而成，少数球墨铸铁 保证装配关系2023/5/25108连杆小头与活塞销做铰链连接,由于
39、小头与销之间有相对摆动，为了减轻销的磨损，增加销与连杆的寿命，在小头孔中压入具有良好减磨性的锡青铜衬套。小头一般靠飞溅润滑，为此铣有集油槽，或钻出集油孔，以收集飞溅的油滴。连杆杆身制成“工”字形断面。这种断面可以在重量尽可能轻的情况下，获得足够的强度和刚度。但抗扭能力较差，连杆易发生扭转变形。2023/5/25109连杆杆身连杆杆身通常做成“工”字形断面，以求在取得强度和刚度足够的前提下减小质量。2023/5/251103连杆大头（1）切口形式：有平切口(汽油机)和斜切口(柴油机)两种。（2）定位方式连杆螺栓定位：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。锯齿
40、形定位：依靠接合面的齿形定位。套或销定位：依靠套或销与连杆体（或盖）的孔紧配合定位。止口定位 斜切口（30-60一般450）大头尺寸一般小于气缸直径连杆受力大、尺寸大、超过气缸直径防止错位2023/5/25111(3)喷油孔：有的连杆的大头面对气缸主承压面的一侧，钻一喷油孔（1mm1.5mm），以润滑气缸主承压面。4 连杆的安装(保证装配质量)(1)不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二者的同一侧打有配对标记。(2)不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧面有缸号标记。2023/5/251122023/5/251134 连杆轴承（分开式滑动轴承）1.作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。
41、2.组成：由钢背和减磨层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢钢带做瓦背。钢带上浇铸0.3mm0.7mm的减磨合金做瓦面，层质较软能保护轴颈。为保证轴瓦与大头孔贴合良好均匀，轴瓦与孔为过盈配合。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。2023/5/251142023/5/251153.减磨层材料（1）白合金（巴氏合金）：减磨性能好，但机械强度低，且耐热性差。常用于负荷不大的汽油机。（2）铜铅合金：机械强度高，承载能力大，耐热性好。多用于高负荷的柴油机。但其减磨性能差。（3）铝基合金：有铝锑镁合金、低锡铝合金和高锡铝合金三种。1）铝锑镁合金和低锡铝合金：机械性能好，负载能力强，但其减磨性能差。主要用于柴油机。2）高锡铝合金：具有较好的机械性能和减磨性能，广泛应用于柴油机和汽油机。2023/5/25116V型发动机连杆V型发动机左右两个气缸的连杆安装在同一个曲柄销上,其结构随安装形式不同而不同主连杆副连杆叉形连杆内连杆并列式连杆主副连杆主连杆曲柄销副连杆主连杆盖叉形连杆叉形连杆曲柄销内连杆叉形连杆大头