《曲柄连杆机构》ppt课件

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1、第2章曲柄连杆机构2.1曲柄连杆机构的功用和组成2.2曲柄连杆机构的受力分析2.3机体组2.4活塞连杆组2.5曲轴飞轮组2.6机体组零部件的拆装2.7活塞连杆组零部件的拆装2.8曲轴飞轮组零部件的拆装2.1曲柄连杆机构的功用和组成2.1.1曲柄连杆机构的功用把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能，该机构是往复活塞式内燃机将热能转化为机械能的主要机构。2.1.2曲柄连杆机构的组成①机体组:主要包括汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸衬套、油底壳等机件。②活塞连杆组:主要包括活塞、活塞环、

2、活塞销和连杆等机件。③曲轴飞轮组:主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器等机件。返回2.2曲柄连杆机构的受力分析2.2.1气体压力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、排气两个行程中气体压力较小，对机件影响不大，故在这时主要研究做功和压缩两个行程中的气体作用力。在做功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的。这时，燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部，如图2-2(a)所示。在压缩行程中，如图2-2(b)所示，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。下一页返回2.2曲柄连杆机构的受力分析2.2.2往复惯

3、性力和离心力往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。物体围绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力，这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在的。活塞和连杆小头在汽缸中做往复自线运动时，速度很高，而目数值在不断地变化。当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是:从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零。上一页下一页返回2.2曲柄连杆机构的受力分析同理，当活塞向上运动时，前半程惯性力向下，后半程惯性力向上。活塞、活塞销和连杆小头的质量越大，曲轴转速越高，则往复惯性力也越大。它使

4、曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷，加快轴承的磨损;未被平衡的变化着的惯性力传到汽缸体后，还会引起发动机的振动。偏离曲轴轴线的活塞、活塞销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外，其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关。曲柄半径长，旋转质量大，曲轴转速高，则离心力大。上一页下一页返回2.2曲柄连杆机构的受力分析2.2.3摩擦力曲柄连杆机构中相互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因数成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。摩擦力

5、的存在是造成配合表面磨损的根源。为了方便，上述各力分析是单独分析的，实际上这些力不是单独存在的，各机件所受的力是各种力的综合。曲柄连杆机构产生的惯性力和摩擦力都是有害的，现代高速发展的发动机尽量减少运动件的质量和活塞的行程，以便减少惯性力。同时保证运动件有较高的加工精度和装配精度，并采取加强润滑等措施，以减少摩擦力。上一页返回2.3机体组2.3.1汽缸体1.汽缸体的结构形式水冷发动机的汽缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为汽缸体一曲轴箱，也可简称为汽缸体。汽缸体上半部有一个或若十个为活塞在其中运动导向的圆柱

6、形空腔，称为汽缸;下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。作为发动机各个机构和系统的装配基体，汽缸体本身应具有足够的刚度和强度。其具体结构形式分为三种，如图2-4所示。下一页返回2.3机体组2.汽缸排列形式对于多缸发动机，汽缸的排列形式决定了发动机外形结构，对于发动机汽缸体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置情况。汽车发动机汽缸排列基本上有以下三种形式:①单列式(直列式)发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的。但为了降低发动机的高度，有时也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的。②双列式发动

7、机左右两列汽缸中心线的夹角/小于180°，称为V形发动机。③γ等于180°则称为对置式发动机上一页下一页返回2.3机体组3.汽缸套为了提高汽缸表面的耐磨性，可从材料、加工精度和结构等方面来考虑。缸体的材料，一般用优质灰铸铁，为了提高汽缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钳、铬、磷等。但是，如果缸体全部用优质耐磨材料来制造，将造成材料上的浪费。因为除了与活塞配合的汽缸壁表面之外，其他各部分的耐磨性要求并不高，所以近年来广泛采用镶入缸体内的汽缸套，形成汽缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸

8、铁或合金钢制造，以延长汽缸使用寿命，而缸体则可采用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。汽缸套有干式和湿式两种，如图2-10所示。上一页下一页返回2.3机体组2.3.2汽缸盖与汽缸衬垫1.汽缸盖汽缸盖的主要功用是密封汽缸上部，并与活塞顶部和汽缸一起形成燃烧室。同时，汽缸盖也为其他零部件提供安装位置。汽缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气的作用。在承受热负荷时，由于形状复杂，冷却不均匀，各部分温差大，特别是在进、排气门口之间以及进、排气门口