2.1曲柄连杆机构概述(课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

第二章曲柄连杆机构的构造与维修 第一节曲柄连杆机构概述 第二节机体组的构造和检修 第三节活塞连杆组构造与检修 第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解和组装 第五节曲轴飞轮组的构造和检修 第一节曲柄连杆机构概述 一、曲柄连杆机构的工作原理和组成结构 1.曲柄连杆机构的工作原理 曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转换为机械能的主要机构，其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动而对外输出的动力。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞做往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。发动机产生的动力，大部分经由曲轴后端的飞轮输出，一部分用于驱动本机其他机构和系统。 下一页 返回 第一节曲柄连杆机构概述 2.曲柄连杆机构的组成结构 曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。 机体组:主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套和气缸垫等不动件。 活塞连杆组:主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。 曲轴飞轮组:主要包括曲轴和飞轮等机件。 下一页 上一页 返回 第一节曲柄连杆机构概述 二、工作条件与受力分析 发动机工作时，气缸内最高温度可达2 500℃以上，最高压力可达5~9 MPa。现代发动机的最高转速一般可达4 000 ~6 000 r/min，其线速度是很高的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖、活塞组等)还将受到化学腐蚀和电化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和有腐蚀的条件下工作的。 由于曲柄连杆机构是在高压下做变速运动，因此，它在工作中的受力情况很复杂，其中主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转运动件的离心力以及相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。 下一页 上一页 返回 第一节曲柄连杆机构概述 1.气体作用力 气体压力是造成机件磨损和损坏的主要因素。如活塞与活塞销、活塞销与连杆衬套、连杆轴承与连杆轴颈、主轴承与主轴颈等在气体压力作用下互相压紧，在运动中产生磨损;同时，气体压力还会使活塞紧压在气缸壁上，从而加剧活塞、活塞环和气缸壁的磨损。 在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由于进气、排气两个行程中的气体压力较小，对机件影响不大，故这里主要分析做功和压缩两个行程中气体的作用力。 2.离心力与往复惯性力 物体绕某一中心做旋转运动时，就会产生离心力(旋转速度发生变化时，还会产生转动惯量)。往复运动的物体，当运动速度变化时，将产生往复惯性力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都存在。 下一页 上一页 返回 第一节曲柄连杆机构概述 3.摩擦力 摩擦力的存在是造成配件表面磨损的根源。曲柄连杆机构中互相接触的表面做相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。 上一页 返回 第二节机体组的构造和检修 一、气缸体和曲轴箱 1.气缸体的基本结构 气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空腔，称为气缸，下部为支撑曲轴的曲轴箱，如图2- 3所示。 气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体有水冷式和风冷式。 整体式气缸体有上、下两个平面，用以安装气缸盖和下曲轴箱。它往往也是气缸修理的加工基准。 下一页 返回 第二节机体组的构造和检修 2.气缸与气缸套 为了适应气缸的工作条件，提高气缸表面的耐磨性，可从材料、结构和加工精度等方面来考虑。气缸体材料一般采用优质灰铸铁制造，有时在铸铁中加入少量合金元素，如镍、钥、铬和磷等，以提高其耐磨性，有些气缸还采用表面处理，如表面淬火和镀铬等。 但是，如果气缸体全部采用优质耐磨材料制造，将造成材料上的浪费，因为除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他各部分对耐磨性的要求并不高。所以近年来多采用在气缸体内镶入气缸套，形成气缸工作表面。这样，气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而气缸体则可以用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。气缸套有干式和湿式两种形式，如图2- 4所示。 3.气缸的排列形式(图2-5) 4.曲轴箱的结构形式(图2-6) 下一页 上一页 返回 第二节机体组的构造和检修 5.下曲轴箱(油底壳)(图2-7) 二、气缸盖与气缸垫 1.气缸盖