专题三 曲柄连杆机构的构造和工作原理（教案）-河南省职教高考《汽车发动机构造与维修》（高教版）专题复习讲练测

专题三.曲柄连杆机构的构造和工作原理（讲义）-《汽车发动机构造与维修》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解曲柄连杆机构在内燃发动机中的作用和重要性。 2. 掌握曲柄连杆机构的构造，包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组的组成和功能。 3. 理解发动机支撑和平衡机构对发动机性能和稳定性的影响。 4. 能够描述曲柄连杆机构的工作原理，包括活塞往复运动、曲轴旋转以及曲轴飞轮的作用。 5. 掌握常见的曲柄连杆机构故障及其检修方法。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、概述 1.曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构的零件分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等三个部分。机体组的主要零件有气缸体和气缸套、气缸盖、气缸垫、油底壳等。活塞连杆组的主要零件有活塞、活塞环、活塞销、连杆等，如图2-1所示。曲轴飞轮组的主要零件有：曲轴、飞轮和扭转减振器等，如图2-2所示。 2.曲柄连杆机构的工作条件及受力分析 曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。分析曲柄连杆机构的受力情况有助于掌握有关零件的结构、装配、耗损及检测特点。曲柄连杆机构在工作中的受力情况很复杂，有气体作用力、往复惯性力与离心力、摩擦力及外界阻力等。 二、曲轴飞轮组 曲轴飞轮组主要由曲轴、主轴瓦、飞轮、扭转减振器、正时齿轮、带轮及其他一些零件和附件组成。不同的发动机零件和附件的种类和数量可能不同，但曲轴飞轮组的基本结构都是相同的（图2-2)。 1.曲轴 曲轴的主要作用是把活塞连杆组传来的燃气压力转变为转矩对外输出，另外还驱动发动机的配气机构和发电机等其他的辅助装置。曲轴在工作时受到转矩和弯矩的共同作用会引起扭转振动和弯曲振动。踩离合器时，在施加于曲轴的轴向力作用下，曲轴还会产生轴向窜动。因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，并需要很好的平衡，主轴颈和连杆轴颈表面硬、精度高、表面粗糙度值低和具有良好的耐磨性。曲轴一般都采用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。近年有的曲轴是用高强度的稀土球墨铸铁铸造的，这种曲轴必须采用全支撑以保证其刚度。在修理作业中， 校正球墨铸铁曲轴弯曲时应特别注意其变形量不能过大，以防断裂。 曲轴由前端、主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄（曲柄臂）及平衡重（有的没有单独平衡重）和后端凸缘等构成（图2-35)。曲轴的一个连杆触颈和它两端的曲柄及丰知颈构成一个曲拐。 2. 主轴瓦 曲轴主轴瓦的构造基本与连杆轴瓦相同，主要不同点是：为了向连杆轴瓦输送润滑油，在主轴瓦内表面开有周向油槽和通油孔；有些负荷不太大的发动机，上、下两轴瓦都开有油槽和油孔，可以通用。有些发动机只在上轴瓦开油槽和油孔，而负荷较重的下轴瓦不开油槽， 相应的主轴颈上开径向通孔。这样，主轴承便能不间断地向连杆轴承供给润滑油。装配时应注意上、下瓦片不通用，否则主轴承的来油通路将被塔塞。 3.扭转减振器 发动机运转时，经连杆传给连杆轴颈的扭转外力的大小和方向都是周期性变化的，这会引起曲轴的转速发生忽快忽慢的周期性变化;而固装在曲轴上的飞轮转动惯量很大， 其转速基本上可看作是均匀的。这样，曲轴便会忽儿比飞轮转得快，忽儿比飞轮转得慢。曲轴发生扭转变54°~72°压形，形成相对于飞轮的扭转摆动，这就是曲轴的扭转振动。随着转速的变化，当连杆作用在曲轴上的扭转外力的变化频率与曲轴自振频率成整数倍关系时，便出现共振现象，此时曲轴扭转振动会因共振而加剧。这会引起功率损失、正时齿轮或链条磨损增加， 共振严重时甚至会将曲轴扭断。为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。发动机常用的是摩擦式扭转减振器，其作用原理是：使曲轴扭转振动的能量通过摩擦生热而消耗掉， 从而使曲轴扭转振幅逐渐减小。 4.飞轮 飞轮是一个用螺栓紧固在曲轴后端凸缘上的质量较大的铸铁圆盘（图2-2)。外圈镶有供起动用的钢制齿圈。后端有一与离合器摩擦片接触的平面，用于驱动离合器从动盘转动。飞轮的主要功用是将做功冲程的部分能量贮存起来，以便在其他冲程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点；保证曲轴的转速和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超负荷。 飞轮上通常刻有第一缸的上止点记号。当飞轮上的记号与飞轮壳上的记号对准时，一缸活塞正处于上止点位置（图2-46)。有的电喷发动机（如切诺基）的飞轮上还装有曲轴位置传感器的触发齿轮。 三、发动机的支撑发动机 一般通过气缸体和飞轮売或变速器壳上的三点或四点弹性支承支撑在车架上（图 2-47), 以平衡活塞对气缸的侧压力、发动机的重力和汽车行驶中的惯性力。采用弹性支承是为了消除在汽车行驶中车架的扭转变形对发动机的影响，并减小发动机传给底盘和乘员的振动和噪声。弹性支承的发动机运转时，可能发生横向角振动，因此与发动机相连的各种管子和杆件等结构必须保证在发动机振动时不致破坏（如