《發(fā)動機第2章曲柄連桿機構(gòu)與機體組》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《發(fā)動機第2章曲柄連桿機構(gòu)與機體組（91頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1,教學(xué)目標與要求 掌握機體組件組成與結(jié)構(gòu)特點 掌握曲柄連桿機構(gòu)組成，各部件的作用、結(jié) 構(gòu)與工作原理 掌握多缸四沖程內(nèi)燃機的工作過程分析 了解可變氣缸控制技術(shù),2,一、功用 將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。 二、組成 1、機體組 2、活塞連桿組 3、曲軸飛輪組,3,,三、工作條件,高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕。 承受機械載荷： 1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力; 2、汽車行駛中產(chǎn)生的沖擊力。,4,2.1 機體組件,機體（氣缸體、曲軸箱） 氣缸蓋 氣缸墊 油底殼,5,2.1.1 機體,1.作用：整個發(fā)動機的“骨骼”
2、，支承所有零部件。 2.構(gòu)造特點：,氣缸體的上半部有引導(dǎo)活塞作往復(fù)運動的圓筒，稱為氣缸。下半部分有供安裝曲軸用的上曲軸箱。 有曲軸支承孔、油道、水道。 氣缸體的上、下表面是氣缸體維修的基準。 前后兩個平面加工，安裝正時齒輪蓋和飛輪殼。,6,（1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為,氣缸體的分類,7,（2）根據(jù)冷卻方式不同,水冷,風(fēng)冷,8,（3）根據(jù)氣缸的排列方式,9,實物圖,10,（4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體,1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。 2、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。 氣缸套作用 ：節(jié)省貴金屬材料，降低成本，方便維修 。,11,（5）干缸套和濕缸套,,,
3、12,2.1.2 氣缸蓋,1作用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室；安裝進排氣門、火花塞（噴油嘴）、燃燒室等構(gòu)件。 工作條件：由于接觸溫度很高的燃氣，所以承受的熱負荷很大。,13,2型式：單體式；塊狀；整體式。 3. 構(gòu)造：復(fù)雜的鑄件（孔道、燃燒室），一般用鋁合金或優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料。鋁合金的導(dǎo)熱性能好，有利于提高壓縮比。,14,燃燒室,半球形燃燒室 楔形燃燒室 浴盆形燃燒室,氣缸蓋是燃燒室的組成部分，燃燒室的形狀對發(fā)動機的性能影響很大。,15,半球形燃燒室： 1）氣門成橫向V形排列，氣門頭部直徑可以做得較大，換氣好； 2）火花塞位于燃燒室的中部，火焰行程短，燃燒速度最高，動力性、
4、經(jīng)濟性最好。是高速發(fā)動機常用的燃燒室；3）CO和HC排放最少，而NO的排放較高。 應(yīng)用車型：捷達 奧迪,16,楔形燃燒室： 1）氣門斜置，氣流導(dǎo)流較好，充氣效率高；2）有擠氣-冷激面，可形成擠氣渦流；3）燃燒速度較快，CO和HC排放較低而NO的排放稍高。 應(yīng)用車型：切諾基,17,盆形燃燒室： 1）氣門平行于氣缸軸線；2）有擠氣-冷激面，可形成擠氣渦流；3）盆的形狀狹窄，氣門尺寸受限，換氣質(zhì)量較差，燃燒速度較低，CO和HC排放較高而NO的排放較低。 應(yīng)用車型：桑塔納 夏利 富康,18,19,多球形燃燒室： 1）由兩個以上半球形凹坑組成； 2）結(jié)構(gòu)緊湊，火焰行程短； 3）氣門直徑較大，充氣效率高
5、。,20,蓬形燃燒室： 1）由半球形發(fā)展而成； 2）結(jié)構(gòu)緊湊，適于多氣門； 3）高性能多氣門轎車發(fā)動機上廣泛應(yīng)用； 4）應(yīng)用車型：歐寶V6、奔馳320D、三菱3G81,21,2.1.3 氣缸墊,1作用：防止漏氣、漏油、漏水。 2構(gòu)造：銅皮-石棉結(jié)構(gòu)；實心彈性金屬片。,3安裝注意：銅皮光滑面朝缸體，機油孔與缸體和缸蓋對正。,22,2.1.4 油底殼,油底殼是曲軸箱的下半部，主要作用是儲存潤滑油和封閉曲軸箱，多由薄鋼板沖壓而成。,23,2.1.5 發(fā)動機的支承,三點支承和四點支承,三點支承 四點支承,24,2.2 曲柄連桿機構(gòu),25,2.2.1 活塞連桿組件,1活塞 2活塞環(huán) 3活塞銷 4連
6、桿 5連桿螺栓 6連桿蓋 7連桿軸瓦,26,1.活塞,（1）作用：與氣缸、缸蓋組成燃燒室和工作容積；傳力；傳熱。 （2）工作條件：高溫、高壓、高速、潤滑不良、加速度、慣性力、側(cè)向力。 （3）材料：高強度鋁合金；鑄鐵（低速柴油機）。,27,（4）活塞構(gòu)造,28,1）活塞頂部,功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體 壓力。,29,2）活塞頭部（防漏部）,活塞頭部指活塞第一道環(huán)槽以上的部分。作用：承受承受活塞頂?shù)膲毫?，并傳給活塞銷；安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)；將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。,30,3）活塞槽部,活塞槽部指活塞環(huán)槽部分，用以安裝活塞環(huán)，起密
7、封、傳熱等作用。一般有23道氣環(huán)和1道油環(huán)。,31,4）活塞裙部,從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分。用于對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。,32,裙部表面的保護,1）鍍錫 油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油機） 易脆斷可加速磨合，自潤滑。 3）表面粗糙化 有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機油潤滑。,33,活塞裙部形狀,工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹量較大。所以在生產(chǎn)時先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。,,銷座方向,裙部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形,,工作時向里變形,34,制造時,變形后,35,活塞的變形及采取的
8、相應(yīng)措施,變形原因：熱膨脹、側(cè)壓力和氣體壓力。 變形規(guī)律：（1） 活塞的熱膨脹量大于氣缸的膨脹量，使配缸間隙變小。因活塞溫度高于氣缸壁，且鋁合金的膨脹系數(shù)大于鑄鐵；（2） 活塞自上而下膨脹量由大而小。因溫度上高下低，壁上厚下薄；（3） 裙部周向近似橢圓形變化，長軸沿銷座孔軸線方向。因銷座處金屬量多而膨脹量大，以及側(cè)壓力作用的結(jié)果。,36,（1） 活塞縱斷面制成上小下大的截錐形。 （2） 活塞橫斷面制成橢圓形，長軸垂直于銷座孔軸線方向，即側(cè)壓力方向。 （3） 銷座處凹陷0.51.0mm。 （4） 裙部開絕熱-膨脹槽（“T”形或“”形槽），其中橫槽叫絕槽，豎槽叫膨脹槽。 （5） 采用雙金屬活塞：即
9、在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌鑄入鋼片，以減少裙部的膨脹量。,采取的措施,37,開槽活塞（汽油機）,絕熱槽,膨脹槽,圓槽,38,活塞的冷卻,作用：減輕活塞頂部和頭部的熱負荷。,39,活塞銷孔偏置結(jié)構(gòu),作用：使活塞在壓縮行程到做功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。,40,2.活塞環(huán)（氣環(huán)、油環(huán)）,（一）氣環(huán) 作用： （1）密封：防止氣缸內(nèi)的氣體竄入油底殼； （2）傳熱：將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁； （3）輔助刮油、布油。,41,氣環(huán)的密封,42,活塞環(huán)的泵油,43,活塞環(huán)的泵油作用及危害,原因： （1）存在側(cè)隙和背隙；（2） 環(huán)運動時在環(huán)槽中靠上靠下。 危害：（1
10、）增加了潤滑油的消耗；（2） 火花塞沾油不跳火；（3） 燃燒室積碳增多，燃燒性能變壞；（4） 環(huán)槽內(nèi)形成積碳，擠壓活塞環(huán)而失去密封性；（5） 加劇了氣缸的磨損。 措施： （1） 采用扭曲環(huán)；（2） 采用組合式油環(huán)；（3） 油環(huán)下設(shè)減壓腔。,44,氣環(huán)的斷面形狀,（1） 矩形環(huán)：結(jié)構(gòu)簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。 （2） 錐形環(huán)1）特點：與缸壁線接觸，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） 安裝注意：錐角朝下（在環(huán)端有向上或TOP等標記）； （3） 扭曲環(huán)：將矩形環(huán)內(nèi)圓上方或外圓下方切成臺階或倒角而成。,45,1）作用：刮油，布油，傳熱。 2）類型
11、：槽孔式、槽孔撐簧式、鋼帶組合式,（2）油環(huán),46,油環(huán)的刮油作用,47,槽孔式油環(huán)（整體式油環(huán)）,48,槽孔撐簧式油環(huán),特點：增大了環(huán)與氣缸壁的接觸壓力，使環(huán)的刮油能力和耐久性有所提高。,49,組合油環(huán),特點：刮油效果好，回油通路大，重量輕，但制造成本高。,50,3.活塞銷,(1)作用：連接活塞與連桿、將活塞受力傳遞給連桿。 (2)構(gòu)造：空心，二邊卡環(huán)定位。 (3)連接方式 全浮式 半浮式,51,全浮式 半浮式,全浮式：活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，使磨損均勻。 半浮式：活塞銷中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動。,52,4. 連桿,53,連
12、 桿,(1)作用：連接活塞與曲軸，并傳遞動力。 (2)材料 (3)構(gòu)造： 1）連桿小頭（襯套 ） 2）連桿桿身（“工”字形斷面 ）,1-連桿襯套 2-連桿小頭 3-連桿桿身 4-連桿螺釘 5-連桿大頭 6-連桿軸瓦 7-連桿蓋 8-連桿軸瓦凸鍵 9-凹槽,,54,3）連桿大頭（分整體式和分開式兩種；分開式又有平分和斜分兩種）,,平分：多用于汽油機；,斜分：多用于柴油機。,55,連桿大端定位,鋸齒定位 圓銷定位 套筒定位 止口定位,1）連桿螺栓定位：依靠連桿螺栓的光圓柱部分與螺栓孔的配合來定位。其定位精度較差，用于切口連桿。2）鋸齒形定位：依靠接合面的齒形定位。3）套或銷定位：依靠套或銷與連
13、桿體（或蓋）的孔緊配合定位。4）止口定位。,56,連桿螺栓： 采用優(yōu)質(zhì)合金鋼并經(jīng)精加工和熱處理特制而成，損壞后絕不能用其它螺栓來代替。,57,（1）作用：減磨。 （2）材料：薄壁鋼背，在內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金層（巴氏、銅基合金和鋁基合金 ） （3）結(jié)構(gòu),1-鋼背 2-油槽 3-定位凸鍵 4-減磨合金層,5.連桿軸瓦,58,6.V型發(fā)動機連桿布置形式,并列式 主副式 叉式,59,2.2.2 曲軸飛輪組,主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。,1-曲軸皮帶輪 2-曲軸正時齒輪皮帶輪 3-曲軸鏈輪 4-曲軸前端 5-曲軸主軸頸 6-曲柄臂 7-曲柄銷（連桿軸頸） 8-平衡重塊 9-轉(zhuǎn)速傳
14、感器脈沖輪 10-飛輪 11-主軸瓦 12-主軸承蓋 13-螺母 14-止推墊片 15-主軸瓦 16-止推墊片,60,1.曲軸,（1）作用：與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機構(gòu)。 （2）材料與加工：中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。 （3）結(jié)構(gòu)形式 整體式 組合式,61,曲軸飛輪組的組成,62,（4）結(jié)構(gòu)原理,一般由主軸頸、主軸瓦、曲柄銷（連桿軸頸）、曲柄臂、平衡重塊等組成。,63,曲軸的分類,全支承：相鄰曲拐間都有主軸頸。 非全支承：相鄰曲拐間不都有主軸頸。,64,曲軸的支承方式,概念： 在相鄰的兩個曲拐之間都設(shè)置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲
15、軸。,65,2）曲柄銷（連桿軸頸）,直列發(fā)動機的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等。V型發(fā)動機的連桿軸頸數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。,66,3）曲柄臂,連接主軸頸和連桿軸頸。鑄有(或緊固有)平衡重塊，用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力距和一部分往復(fù)慣性力 ，使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。,67,曲軸平衡,4缸發(fā)動機受力與平衡,受力 平衡,離心力F,力偶距M,力偶矩給曲軸帶來彎曲載荷，引起主軸頸和軸承偏磨，為減輕主軸承載荷，設(shè)置平衡重。,68,4）曲軸前端,,1、2-滑動推力軸承 3-止推片 4-定時齒輪 5-甩油盤 6-油封 7-帶輪 8-起動爪,69,5）曲軸后端,安裝飛輪。在后軸頸與飛輪凸緣之間制成檔油凸緣與回油螺紋，以
16、阻止機油向后竄漏。有的電噴發(fā)電機還安裝有轉(zhuǎn)速傳感器脈沖輪。,70,功用：保證曲柄連桿機構(gòu)在曲軸受軸向力時能夠正常工作。 軸向定位措施： 1.翻邊軸瓦 2.止推片 3.止推環(huán) 4.止推軸承,6）曲軸軸向定位,71,7）曲軸潤滑,在軸頸上鉆有油孔，并有斜油道相通，再與機體的主油道聯(lián)通。,72,（6）多缸機曲柄布置與點火順序分析,1）4缸機 4個曲柄布置在同一平面內(nèi) 。 兩種點火順序：1-2-4-3；1-3-4-2 點火順序：各缸完成同名行程的次序。,73,74,75,2）6缸機,6個曲柄布置在3個平面內(nèi) 。 兩種發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-5,76,77,6缸四沖
17、程V型發(fā)動機,點火順序為R1-L3-R3-L2-R2-L1,78,6缸v型排列,79,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,80,2.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器,（1）作用：消減曲軸扭轉(zhuǎn)振動 。 （2）分類 橡膠扭轉(zhuǎn)減振器 硅油扭轉(zhuǎn)減振器 硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器,81,（1）橡膠扭轉(zhuǎn)減振器,82,（2）硅油與硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器,83,3.飛輪,1作用：儲存能量，使轉(zhuǎn)速均勻，幫助克服短時超負荷。 2構(gòu)造： 園盤 齒圈,84,飛輪記號供找上止點用,對應(yīng)活塞上止點,85,2.3 可變氣缸控制技術(shù),2.3.1 可變氣缸控制的意義 1.可變氣缸控制技術(shù) 隨汽車外界負荷變化，讓部分氣缸停止工作的控制技術(shù) 。
18、如廣州本田第八代雅閣3.5L發(fā)動機能根據(jù)需要，控制發(fā)動機在3、4、6缸三種模式工作 。 2.意義 降低燃油消耗。,86,2.3.2 可變氣缸控制發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)原理,1.基本結(jié)構(gòu)（以廣州本田第八代雅閣VCM發(fā)動機為例 ）,87,VTEC系統(tǒng),88,2.工作原理,全負荷工作模式：在發(fā)動機啟動、加速或者低擋位爬山時，發(fā)動機會啟動所有的6個汽缸工作，以滿足發(fā)動機對動力輸出的需求。 怠速及低負荷工作模式：當(dāng)發(fā)動機怠速或汽車處于中低速運行時，關(guān)閉發(fā)動機一側(cè)的三個汽缸的進、排氣，并且切斷供油，完成從V6發(fā)動機到直列3缸發(fā)動機工作模式的切換。 中負荷工作模式：在中等速度、高速巡航和緩坡行駛時，發(fā)動機將會用4個
19、氣缸來運轉(zhuǎn)。,89,本章小結(jié),1. 曲柄連桿機構(gòu)包括機體組件、活塞連桿組件及曲軸飛輪組件。 2. 機體分平底式、龍門式、隧道式三種；氣缸套有干式、濕式兩種；汽油機燃燒室常見有半球形燃燒室、楔形燃燒室、浴盆形燃燒室、多球形燃燒室和蓬形燃燒室。 3. 活塞一般都采用高強度鋁合金制成。其頂部有各種凹坑，組成各種燃燒室；頭部有的加工有隔熱槽、纖維增強合金環(huán)等；頭部有活塞環(huán)槽；裙部起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。整個活塞呈上小下大，裙部橢圓形；有的開有膨脹槽、采用拖鞋式裙部等防止活塞卡死的措施。,90,4. 活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)兩類。氣環(huán)起密封、傳熱作用，有矩形環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)、開槽環(huán)、頂岸環(huán)等各種截面形狀；油環(huán)起布油、刮油、傳熱作用，有槽孔式、槽孔撐簧式和多襯簧三種組合油環(huán)兩種。活塞環(huán)安裝時應(yīng)注意安裝位置和方向。,91,5. 曲軸的曲柄布置應(yīng)該使各缸點火順序均勻分布在7200曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)。根據(jù)曲軸的曲柄布置和發(fā)火順序，可分析多缸發(fā)動機各缸的工作狀況。 6發(fā)動機可變氣缸控制技術(shù)（VCM）是指發(fā)動機能夠根據(jù)汽車外界負荷變化，讓部分氣缸停止工作的控制技術(shù)，它可有效降低發(fā)動機燃料消耗和排氣污染。,
發(fā)動機第2章曲柄連桿機構(gòu)與機體組
