曲柄连杆机构PPT教学课件

第二章曲柄连杆机构1超链接2一、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，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力包括：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。3多缸发动机的曲柄连杆机构演示4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。曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳5678活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销和连杆------运动件气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖910曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、减振器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11课题一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。机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳气缸盖罩121314一、气缸体1、结构气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体的上部用于安装气缸盖，气缸体的下部用于安装油底壳。气缸体上部有若干个为活塞往复直线运动导向的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱（上曲轴箱），其内腔为曲轴运动的空间。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。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。前后两个平面安装正时齿轮盖和飞轮壳。152、气缸体的分类1）根据气缸的排列方式分（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，多用于六缸以上大功率发动机。（3）对置式：是V型的特殊形式。高度小，总体布置方便，有利于风冷。适用于摩托车及发动机中置的大客车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，一般用于6缸以上的大功率发动机。结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大，多用于六缸以下发动机。1617对置式V形式直列式1819V6发动机透视图20名称性能应用一般式（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差，前后端呈半圆形，与油底壳接合面的密封较困难。用于中小型发动机。492Q汽油机，90系列柴油机。龙门式强度和刚度较好，能承受较大的机械负荷。但工艺性差、结构笨重、加工困难。油底壳前后端为一平面，密封简单可靠。用于大中型发动机。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式主轴承座孔不分开，采用滚动轴承，主要优点是主轴承孔的同轴度好，刚度和强度大，缺点是难加工、工艺性差、曲轴拆装不方便。负荷较大的柴油机上。气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为（曲轴箱的结构）油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。213）根据冷却方式不同分（帮助发动机散热）(1)、水冷(2)、风冷水套：水冷发动机缸体和缸盖内的冷却水通道散热片：风冷发动机缸体和缸盖外部的散热装置22水冷和风冷233、气缸套(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。气缸内表面因高温、高压的燃气作用和活塞的高速运动而极易磨损。所以气缸壁必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀并具备较高的耐疲劳强度。气缸体的其他部分的耐磨性要求不高，近年来广泛采用镶入气缸体内的气缸套，形成气缸工作表面。气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而气缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。这样，既延长了使用寿命，又节省了材料。24类型构造性能及应用整体式直接在缸体上加工出气缸缩短了气缸中心距，减少了尺寸和质量；机体刚度大，工艺性好，能承受大负荷。但成本高。（红旗488、捷达EA827、上海桑塔纳JV）镶嵌式用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。25气缸套2627（3）气缸套分为干式缸套和湿式缸套名称特点示意图干式缸套外壁不直接与冷却水接触。1）壁厚较薄（1mm～3mm）；2）与刚体承孔过盈配合；3）不易漏水漏气。4）强度和刚度较好5）加工复杂，拆装不便，散热不良湿式缸套外壁直接与冷却水接触。1）壁厚较厚（5mm～9mm）；2）冷却效果好；3）易漏水漏气；4）加工容易、易拆卸更换。5）强度和刚度不如干式缸套，易漏水、漏气。多用于柴油发动机，如玉柴YC6105QC型柴油机。28气缸套气缸体水套气缸套橡胶密封圈气缸体水套凸缘2930湿式缸套定位：1）径向定位：气缸套的外表面有两个保证径向定位的凸出圆环A和B，分别称上支撑定位带和下支撑密封带。2）轴向定位：利用缸套上部凸缘C与缸体相应的台阶。为了密封气体和冷却水，有的缸套凸缘C下面还装有纯铜垫片。0.05~0.15mmABC31气缸套的上支撑定位带直径略大，与气缸套座孔配合较紧密。下支撑密封带与座孔配合较松，通常装有1～3个耐热耐油的橡胶密封圈。常见的密封结构形式有涨封式和压封式两种。32气缸套装入座孔后，通常缸套顶面高出缸体上平面0.05mm～0.15mm，这样当紧固气缸盖螺栓时，可将气缸盖衬垫压得更紧，以保证气缸的密封性，防止气缸内的高压气体泄漏。33二、气缸盖与燃烧室1、气缸盖1）功用：封闭气缸的上部，并与活塞顶部、气缸壁共同构成燃烧室。2）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。3）材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（小型汽油机也有采用铝合金气缸盖的，如桑塔纳JV型发动机采用铝合金整体式气缸盖）34气缸垫气缸盖气缸盖罩衬垫安装火花塞4）结构气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气通道、气门导管孔和进排气门座、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔(柴油机)。（凸轮轴顶置式--凸轮轴轴承支座）35捷达轿车气缸盖总成365）分类：整体式(直径小于105mm)：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻，一般采用整体式气缸盖(CA6102)；分开式(直径大于105mm)：功率较大、缸径较大的柴油机多采用分开式气缸盖，即一缸（用于大缸径机和风冷机）、二缸或三缸一盖。多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分2～3次。拆卸按相反顺序。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。（钢螺栓）372、汽油机燃烧室由活塞顶部、气缸壁及缸盖上相应的凹部空间组成。燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的结构差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室，柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。燃烧室应符合两点基本要求：一是结构紧凑，冷却面积小，以减少热量损失并缩短火焰行程；二是使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时充分的燃烧。38名称特点示意图应用盆形气门平行于气缸轴线；结构较简单、成本低；但不紧凑，进排气效果不如半球形燃烧室,燃烧速度较低捷达奥迪EQ6100-1楔形气门斜置，气流导流较好，充气效率高;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,压缩终了能产生挤气涡流，燃烧速度较快；但存在较大的激冷面积，对碳氢化合物排放不利。切诺基CA6102汽油机常用燃烧室类型39名称特点示意图应用半球形气门成横向V型排列，因此气门头部直径可以做得较大，换气好；结构比前两种紧凑、排气效果好、火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高；但因进排气门分别置于气缸盖两侧，故配气机构比较复杂桑塔纳夏利富康（是高速发动机常用的燃烧室）双球形这种结构是在半球形燃烧室的基础上演变而成的，由两个以上半球形凹坑组成，进排气门采用不同的尺寸和位置，形成了两个球形空间。结构紧凑，火焰传播距离短，气门直径较大，气道比较平直，且能产生挤流。TJ376Q40楔形盆形41半球形双球形42其它形式的燃烧室4344454647三、气缸垫1、作用：安装在气缸盖和气缸体之间的衬垫，简称气缸垫，其作用是保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气、漏油。2、要求：1）在高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏。2）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液的作用下不烧损、不变质。3）具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封。4）拆装方便，能重复使用，寿命长。483、材料：目前应用较多的是金属—石棉垫：石棉中间夹有金属丝或金属屑，以加强导热。外包铜皮和铁皮，且在缸口、水孔、油道口周围用金属镶边予以加强。这种衬垫压紧厚度为1.2-2.0mm。但厚度和质量分布不均。4、安装时注意：1）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。49如气缸体和气缸盖都为铸铁时，卷边的一面应朝向气缸盖（易修整接触面）；气缸盖为铝合金，气缸体为铸铁时，卷边的一面应朝向气缸体（硬平面）。有的汽缸垫上有“TOP”和箭头表示安装方向，此面正对着气缸盖。有的车上的气缸垫为纯金属垫，它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。2）油水孔对齐；3）铝合金缸盖，光滑面对缸盖，冷态拧紧螺栓。铸铁缸盖，光滑面对缸体，热态拧紧螺栓。4）桑塔纳发动机：“OPENTOP”面朝上。5）螺栓拧紧：从中间向四周对称顺序分2-3次进行，直至规定力矩。50四、油底壳(下曲轴箱)曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。上曲轴箱:与气缸体铸成一体下曲轴箱:贮存润滑油（油底壳）1、功用：贮存机油并封闭曲轴箱。2、构造：(1)一般用薄钢板冲压而成。(2)内部设有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大(3)油底壳最低处还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损(4)曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫防止润滑油泄漏。密封圈及磁性放油螺塞油底壳密封衬垫51五、气缸盖罩：起封闭和防尘作用。由薄钢板冲压而成，上设机油加注口和曲轴箱通风口52六、发动机的支承：1、三点支承：可布置成前一后二（CA6102、EA6100Q-1）或前二后一（BJ492QA）。2、四点支承：前后各有两个支承点。NJ系列53汽缸体与汽缸盖的检修54气缸体水套裂纹的检验检验气缸体和的裂纹，通常采用水压试验方法进行。检验时，用专用的盖板将水道口密封。把水压机水管接在气缸体的进水口，然后将水压入水套，要求在294～392kPa的压力下保持5min，不应有渗透现象。如果没有水压试验设备，也可以将汽油或煤油注入气缸体和气缸盖水套内，经半小时以后，检视有无渗透现象。55缸体裂纹检查——水压试验56气缸体上平面不平度的检查用直尺和厚薄规检查气缸体上平面的不平度，如果平面误差超过规定时，应进行修磨。气缸体上平面翘曲应小于0.05mm，使用限度为0.20mm。57气缸磨损的测量气缸磨损的规律：气缸表面在活塞环的行程内形成不均匀的磨损，沿高度磨成上大下小的锥形，磨损最大部位是当活塞在上止点位置时，第一道环相对应的缸壁处，活塞环不接触的上口，几乎没有磨损，而形成台阶。气缸沿圆周方向的磨损也不均匀，形成不规则的椭圆形，其磨损量相差3～5倍，最大磨损区在气缸沿高度磨损最大的截面上。各缸的磨损随车型、结构及使用条件的不同而不同，但一般的倾向是，最大径向磨损区往往接近于进气门对面。58气缸磨损测量需使用与该气缸直径相应规格的外径千分尺和内径百分表。在同一横向截面内，在平行于曲轴轴线方向和垂直于曲轴轴线方向的两个方位进行测量，测得直径差的一半即为该截面的圆度误差。在活塞行程内取上、中、下三处气缸的各个方向测量找出该缸磨损的最大处。气缸磨损最大直径与活塞在下止点时活塞环运动区域以内，即距气缸下部最小内径的差值的一半，就是该气缸的圆柱度误差。59气缸磨损测量60气缸的搪磨修理气缸磨损超过磨损极限后，应按修理尺寸进行镗缸，同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环，以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。如果发现任何一个气缸需要镗削，则其