曲柄连杆机构-1.ppt

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1、汽车构造（一）车辆教研室刘云《汽车构造》精品课程第二章曲柄连杆机构第一节概述第二节机体组第三节活塞连杆组第四节曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的作用：1.将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动；2.将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的输出转矩。二、组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。三、工作特点：高温、高压、高速、化学腐蚀。第一节概述1。气体作用力：在作功行程中，气体作用力Fp作用在活塞顶上，传到活塞销上，分解为Fp1、Fp2，分力Fp1沿连杆传到曲柄销上，并可分解为FR和FS，垂直于曲柄的分力FS对曲轴中心形成转矩T，推动曲轴旋转；分力Fp2则将活塞压向气缸的左侧。（1）

2、作功行程图2-1气体压力作用情况示意图四、受力分析（2）压缩行程图2-1气体压力作用情况示意图在压缩行程中，作用在活塞顶上的气体压力FP也可以分解为两个分力FP1和FP2，而FP1又可以分解为Fs和FR，分力Fs对曲轴造成一个旋转阻力矩T，企图阻止曲轴旋转，而FP2则将活塞压向气缸的另一侧。气体压力作用在活塞顶上，通过活塞销、连杆传力给曲轴，最终由机体主轴承承受。同时，曲轴终端产生输出转矩，而倾倒力矩则使机体左右摇晃，故必须将机体固定在车架上。2。往复惯性力与离心力活塞加速度：在上止点前后活塞加速度是正值，往复惯性力朝上；在下止点前后活塞加速度是负值，往复

3、惯性力朝下。（1）活塞在上半行程时的惯性力图2-2往复惯性力和离心力作用情况示意图（2）活塞在下半行程时的惯性力3、摩擦力：忽略不计。总结：曲柄连杆机构（包括机体组）各有关零件受到压缩、拉伸、弯曲和扭转作用。偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，其方向沿曲柄半径向外。曲轴转速愈高，往复惯性质量和旋转惯性质量愈大，则往复惯性力与离心力愈大，惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈（轴承）受周期性变化的附加负荷，加快磨损。若不加以平衡，惯性力传到气缸体外，引起发动机的振动。第二节机体组一、气缸体水冷发动机的气缸体与曲轴箱常铸成一体，简称气缸体，有的水

4、冷发动机的气缸体象风冷发动机的气缸体一样，将气缸体与上曲轴箱（其内腔为曲轴运动的空间）分开铸造，而把油底壳称之为下曲轴箱。气缸体内孔一般镶入气缸套，其内表面形成气缸工作表面。机体组由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫和油底壳组成，是发动机的支架。《汽车构造》精品课程1.功用与要求：功用⑴作为发动机各个机构和系统的装配基体⑵承受高温高压气体作用力，活塞在其中作高速往复运动。要求⑴气缸体应具有足够的刚度和强度。⑵气缸内壁经过精加工，其工作表面的粗糙度、形状和尺寸精度都比较高。（3）耐高温、耐磨损、耐腐蚀。名称性能应用结构形式一般式机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差

5、。492Q汽油机龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。负荷较大的柴油机（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为2.分类《汽车构造》精品课程一汽奥迪100型发动机气缸体（一般式）1-机油泵2-主轴瓦3-主轴承盖4-飞轮5-转速传感器脉冲齿6-止推垫片7-曲轴8-气缸体9-链轮桑塔纳时代超人2000GSI型轿车AJR发动机的气缸体及相关零件（龙门式）（2）根据冷却方式不同水冷风冷气缸体内铸有冷却水套气缸体外铸有散热片（3）根据气缸的排列方式名称特点形状直列式结构简单、加

6、工容易，但发动机长度和高度较大。V型缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。水平对置式高度小，总体布置方便。《汽车构造》精品课程气缸的三种排列形式：直列式V型对置式（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型构造性能及应用整体式气缸直接镗在气缸体上强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。镶嵌式用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。《汽车构造》精品课程干式气缸套湿式气缸套（5）干缸套和湿缸套不直接

7、与冷却水接触，薄壁（1-3mm），过盈压配在气缸体内孔中。优点：密封性好，气缸体刚性好，不易变形。缺点：a、制造成本增加：气缸体内孔、缸套外圆亦需精加工，且薄壁缸套刚性差，加工装夹时易变形。b、热负荷增加：缸套外圆与气缸体内孔理论上是完全接触，但加工误差使之不可能完全接触，因而散热面积小，影响缸套散热，必然使缸套、活塞等热负荷严重。c、气缸体铸造工艺性差：水套封闭，去渣困难。d、缸心距增加，曲轴易弯曲变形：水套封闭。气缸套水套气缸体干式气缸套a）干式缸套：气缸体水套敞开，缸套与冷却水直接接触，壁厚（5-9mm），缸