2.2 曲柄连杆结构（课件）《汽车结构》（劳保版）同步精品课堂

2.2 曲柄连杆结构 《汽车结构》（劳保版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 准确阐述曲柄连杆结构的功能与组成 熟练说出机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组各零件名称及作用 理解各组件在发动机能量转换中的协同关系 掌握关键零件的结构特性与技术要求 新知学习 情景导入 同学们，当我们驾驶汽车一脚油门下去，发动机轰鸣着让车辆疾驰，是什么在背后默默将燃料的能量转化为滚滚动力？答案就藏在发动机的“动力心脏”——曲柄连杆结构中！想象活塞在气缸内如高速舞者般往复冲刺，连杆与曲轴则默契配合，将直线运动瞬间转化为旋转动能。而机体组就像坚固的“舞台”，支撑着这场精密协作。今天，让我们拆解发动机的神秘面纱，一起探索机体组如何承载力量、活塞连杆组怎样传递动力、曲轴飞轮组又如何输出强劲动能，揭开汽车动力传递的终极奥秘！ 新知学习 新知学习 一、曲柄连杆概述 新知学习 01 作为发动机内部动力传递的关键环节，曲柄连杆机构承担着将气缸内爆发压力转化为可用扭矩的重要功能。 动力传递枢纽 03 在发动机不同工作冲程（进气、压缩、做功、排气）中协调各部件运动，确保发动机平稳运转。 多工况适应 02 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环的核心部件，负责将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，通过活塞的直线运动驱动曲轴旋转，最终输出动力。 能量转换核心 定义与功能 曲柄连杆机构的作用是把可燃混合气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，向工作机构输出机械能。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成，如图2-12所示。 一、曲柄连杆概述 新知学习 工作原理 1.能量转换过程 在做功冲程中，燃烧室内高压燃气推动活塞下行，通过连杆将直线运动转化为曲轴旋转运动，同时飞轮储存部分动能。 2.运动协调机制 在非做功冲程（进气、压缩、排气），飞轮释放储存的动能，通过曲轴反向驱动活塞完成相应动作，维持循环连续性。 3.力传递路径 燃气压力→活塞顶部→活塞销→连杆小端→连杆大端→曲柄销→曲轴主轴颈→动力输出端，形成完整的力传递链条。 一、曲柄连杆概述 新知学习 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。如图2-13所示，机体组主要由气缸体、油底壳、气缸盖和气缸盖單等零件组成。 二、机体组 新知学习 1.气缸体 气缸体如图2-14所示，是袋配基体。气缸体上半部有若干个为活塞在其中的运动作为导向的圆柱形空腔，称为气缸。下半部为支撑曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。气缸体和上曲轴箱通常制成一体，由灰铸铁或铝合金铸造。 二、机体组 新知学习 根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为一般式、龙门式和隧道式3种，如图2-15所示。 二、机体组 新知学习 2.油底壳（图2-16) 气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来储存润滑油，并封闭上曲轴箱，因此又称为油底壳。 二、机体组 新知学习 3.气缸盖（图2-17) 气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水管，有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道，有燃烧室、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机），上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。 二、机体组 新知学习 活塞连杆组的作用是将混合气燃烧过程中活塞获得的动力传递给曲轴，其由活塞、活塞环（包括油环和气环）、活塞销、连杆、连杆轴瓦、连杆轴承盖等零件组成，如图2-19所示。 三、活塞连杆组 新知学习 1.活塞（图2-20) 活塞一般采用高强度铝合金制造，它与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将气体压力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞一般由顶部、头部和裙部组成。 2.活塞环（图2-21) 活塞环按其作用可分为气环和油环两类。 三、活塞连杆组 新知学习 气环用以保证活塞与气缸壁间的密封，防止漏气，同时还可将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由发动机冷却液带走。一般发动机上每个活塞装有2~3道气环。 油环用来刮除气缸壁上多余的润滑油，并在气缸壁上布上一层均匀的油膜，既可以防止润滑油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞环与气缸壁的磨损和摩擦阻力。此外，油环也起到密封的辅助作用。通常发动机有1~2道油环。 三、活塞连杆组 新知学习 3.活塞销（图2-22) 活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的压力传给连杆。 4.连杆（图2-23) 连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，从而使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由小头、杆身和大头（包括连杆盖）三部分组成。 三、活塞连杆组 新知学习 曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他零件（曲轴正时齿轮、曲轴轴瓦、止推垫片、带轮）和附件等组成，如图2-24所示。 四、曲轴飞轮组 新知学习 1.曲轴（图2-25) 由轴承受连杆传来的力，使其绕本身轴线旋转，然后通过飞轮输出力矩。另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构 及其他辅助装置。曲轴一般由主轴颈、 连杆轴颈、曲柄、平衡重、前端轴和后端 凸缘等组成。 四、曲轴飞轮组 新知学习 2.飞轮（图2-26) 飞轮的作用是利用做功冲程的惯性力，克服其他冲程中的阻力，带动活塞越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度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载。 四、曲轴飞轮组 新知学习 新知学习 五、曲轴平衡 新知学习 01 出厂前需进行动平衡测试，残余不平衡量通常要求≤15g·cm。不平衡会导致发动机振动加剧，轴承异常磨损。 动平衡标准 03 对于三缸等固有振动大的机型，需额外安装平衡轴系统，其转速为曲轴2倍，通过反向力矩抵消二阶振动。 平衡轴应用 02 通过计算活塞-连杆组件的往复惯性力，在曲柄臂相反方向设置平衡重。直列4缸机多采用4平衡重设计，6缸机则需8平衡重实现完全平衡。 平衡重配置 定义与功能 随堂练习 01 简述活塞环的类型及作用。 列举活塞连杆组的主要零件。 02 课堂练习 1.气缸盖的主要作用是（ ） A. 封闭气缸上部，构成燃烧室 B. 安装曲轴 C. 储存燃油 D. 调节气门间隙 答案：A 解析：气缸盖与气缸体、活塞共同构成燃烧室，密封气缸上部空间。 课堂练习 2.止推垫片安装在曲轴的哪个部位？（ ） A. 前端 B. 后端 C. 中间主轴颈处 D. 任意位置 答案：C 解析：止推垫片安装在曲轴中间主轴颈处，防止曲轴轴向窜动。 课堂练习 3.下列零件中，属于易损件的是（ ） A. 气缸体 B. 活塞环 C. 飞轮 D. 曲轴 答案：B 解析：活塞环因长期与气缸壁摩擦，属于易磨损更换的零件。 课堂练习 4.曲柄连杆机构工作时，受力最大的部件是（ ） A. 气缸盖罩 B. 连杆 C. 油底壳 D. 气缸盖罩螺栓 答案：B 解析：连杆在做功冲程承受气体压力和活塞惯性力，受力复杂且强度要求高。 课堂练习 5.曲轴正时齿轮的作用是（ ） A. 传递动力至配气机构 B. 调节发动机转速 C. 驱动发电机 D. 控制机油压力 答案：A 解析：曲轴正时齿轮通过传动带或链条驱动凸轮轴，保证配气机构与曲轴同步运转。 课堂练习 6.活塞顶部形状主要取决于（ ） A. 活塞材料 B. 燃烧室形状 C. 活塞尺寸 D. 连杆长度 答案：B 解析：活塞顶部形状需适配燃烧室设计，以优化混合气燃烧效率。 课堂练习 7.带轮安装在曲轴的哪个部位（ ） A. 前端 B. 后端 C. 中间 D. 侧面 答案：A 解析：曲轴前端安装带轮，通过皮带驱动水泵、发电机等附件。 课堂练习 8.气缸体上的水道作用是（ ） A. 冷却发动机 B. 润滑零件 C. 输送燃油 D. 排出废气 答案：A 解析：水道用于冷却液循环，带走气缸体和气缸盖的热量。 课堂小结 感谢观看 $$