8.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（北理工版）

2023-06-26

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曲柄连杆机构概述一、曲柄连杆机构的功用曲柄连杆机构的功用是将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，并通过连杆将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。下一页返回二、曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成，如图1 所示。（ 1 ）机体组：主要包括气门室罩盖、气缸盖、气缸垫、气缸体、气缸套和油底壳等不动件。（ 2 ）活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等可运动件。（ 3 ）曲轴飞轮组：主要包括曲轴和飞轮等机件。下一页返回三、曲柄连杆机构运动过程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。这种气体力在活塞运动的四个行程中始终存在，但只有做功行程中的气体力是发动机对外做功的原动力。气体力推动活塞，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曲轴后端的飞轮输出，还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。上一页下一页返回四、曲柄连杆机构受力分析（一）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，气缸内最高温度可达 2 500 K以上，最高压力可达 9 MPa ；曲轴的旋转速度又很高，最高转速可达 6 000 r/min 以上；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，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀的作用。上一页下一页返回（二）受力分析曲柄连杆机构在工作时做变速运动，受力情况相当复杂，包括气体作用力、运动质量惯性力、旋转运动的离心力及相对运动件接触表面的摩擦力等。上一页下一页返回 1. 气体作用力在发动机工作循环的每个行程中，气体作用力始终存在且不断变化，其中，做功行程最高；压缩行程次之；进气和排气行程最小，对机件影响不大。上一页下一页返回在发动机工作循环的任何工作行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的，再加上连杆的左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支撑表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损的不均匀性。上一页下一页返回 2. 往复惯性力往复运动的物体在运动速度变化时，会产生往复惯性力。惯性力使曲柄连杆机构的各零部件和所有轴径受周期性的附加载荷，加快轴承磨损；未被平衡变化的惯性传到气缸体后，还会引起发动机振动。上一页下一页返回 3. 离心力物体绕某一中心做旋转运动时，会产生离心力，离心力使连杆大头的轴承和轴径受到又一附加载荷，这会加速它们的变形和磨损。上一页返回 4. 摩擦力任何一对互相压紧并做相对运动的零件表面之间都会存在摩擦力。在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环、气缸壁之间以及曲轴、连杆轴承与轴颈之间都存在摩擦力，它是造成零件配合表面磨损的根源。上一页返回上述各种力作用在曲柄连杆机构和机体的各个有关零部件上，使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为保证发动机工作可靠并减少磨损，在结构上应采取相应措施。上一页返回图1 曲柄连杆机构返回谢谢 $

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