（中职）汽车发动机构造与维修模块二曲柄连杆机构教学课件高教版

汽车发动机构造与维修模块二 曲柄连杆机构 汽车发动机构造与维修 模块二　 了解曲柄连杆机构功用与组成； 分析曲柄连杆机构受力情况； 掌握机体组的结构特点； 掌握活塞连杆组结构特点； 掌握曲轴结构特点； 了解多缸发动机连杆轴颈布置形式； 了解曲轴扭转减震器、飞轮的工作原理及结构； 掌握曲柄连杆机构总成的拆装及检测方法。 学习目标 曲柄连杆机构是发动机实现能量转换的主要机构。它的功能是把燃气作用在活塞顶上的压力转 变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。 在做功冲程，曲柄连杆机构将燃料燃烧产生的热能转换为活塞往复运动的机械能，再转换为曲 轴的旋转运动而对外输出动力；在其他冲程，它将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动，为做功冲 程做准备。 发动机产生的动力大部分经曲轴后端的飞轮传给传动系统中的离合器，还有一部分经曲轴前端 的齿轮和带轮驱动其他机械。 1. 四冲程发动机的工作原理 一、曲柄连杆机构概述 4 曲柄连杆机构主要由以下三部分组成。 （1）机体组。机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等不动件。 （2）活塞连杆组。活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动机件。 （3）曲轴飞轮组。曲轴飞轮组主要包括曲轴、曲轴扭转减震器和飞轮等机件。 1. 四冲程发动机的工作原理 一、曲柄连杆机构概述 5 2. 曲柄连杆机构的工作条件与受力分析 发动机做功时，气缸内温度可达 2 500 K 以上，压力可达 5 ～ 9 MPa，现代汽车发动机转速可达 3 000 ～ 6 000 r/min，活塞每秒要行经 100 ～ 200 个行程，其线速度很大。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的气缸套、气缸盖、活塞等还将受到化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、 高速和有化学腐蚀的条件下工作的。 曲柄连杆机构在高压下做变速运动，因此它在工作中的受力情况非常复杂。其所受的力 主要有气体作用力、往复运动件的质量惯性力、旋转运动件的旋转惯性力以及相对运动件接触 表面的摩擦力。上述各种力作用在曲柄连杆机构的各有关零件上，使它们受到压缩、拉伸、弯 曲和扭转等不同形式的载荷。为了保证曲柄连杆机构工作可靠、减少摩擦、减轻振动，在结构 上必须采用相应的措施，如为了增强连杆抵抗变形的能力，将连杆杆身断面制成“工”形；为 了降低活塞的质量惯性力的影响，活塞采用密度小的铝合金；为了降低曲轴的旋转惯性力的影 响，在曲轴上增设平衡块；为了减少机件的磨损，提高加工和装配精度及材料的硬度，加强润 滑；等等。 一、曲柄连杆机构概述 6 二、机体组 机体组的结构如图 2-1 所示。 图 2-1　机体组的结构 1—气缸盖罩； 2—气缸盖； 3—气缸盖衬垫； 4—气缸； 5—油道和水道；6—气缸体； 7—曲轴箱； 8—油底壳 水冷式发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体 - 曲轴箱，简称气缸体。气缸体上部 的若干圆柱形空腔称为气缸，活塞在其中运动导向。下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内部为曲轴运 动的空间。气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，由它 来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体的上、 下两个平面用于安装气缸盖和油底壳。 气缸体承受较大的机械负荷和热负荷，因此其应具有足够 的刚度和强度，良好的耐热性和耐腐蚀性。气缸体一般采用优 质灰铸铁铸造，有些发动机为了减轻质量、加强散热而采用铝 合金铸造。为保证发动机能在高温下正常工作，必须对气缸体 和气缸盖进行冷却，其冷却方式有水冷和风冷两种，汽车发动 机多采用水冷的方式。 1）气缸体的基本结构 二、机体组 1. 气缸体 二、机体组 气缸体的具体结构形式可分为三种，如图 2-2 所示。 发动机的曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面的为一般式 气缸体，如图 2-2（a）所示。其特点是机体高度低、质量轻、 结构紧凑、便于加工和曲轴拆装方便，但刚度和强度较差，多 用于中、小型发动机。 发动机的曲轴轴线高于曲轴箱分开面的为龙门式气缸体，如图 2-2（b）所示。其特点是强度和 刚度较好，能承受较大的机械负荷，但工艺性较差，多用于大、中型发动机。 隧道式气缸体如图 2-2（c）所示，主轴承座孔不分开，主轴承采用滚动轴承，其结构紧凑、结 构刚度比龙门式的更高，但加工精度要求高、工艺性较差、曲轴拆装不方便，多用于负荷较大的柴油机。 1. 气缸体 1）气缸体的基本结构 图 2-2　气缸体的具体结构形式 1—气缸体； 2—水套； 3—凸轮轴座孔； 4—加强筋； 5—主轴承座； 6—安装主轴承盖的加工面； 7—安装油底壳的加工面； 8—主轴承座孔； 9—湿式气缸套 二、机体组 汽车用多缸发动机的气缸排列形式基本上有直列式、V 型和对置式三种，如图 2-3 所示。 直