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1、機電設備機電設備 2022-8-12022-8-第二節(jié)第二節(jié) 曲柄連桿機構曲柄連桿機構機電設備機電設備 2022-8-12022-8-復習復習 發(fā)動機？內燃機？外燃機？發(fā)動機型號 6135Q 表示六缸、直列式、四行程、缸徑135mm的水冷汽車用。4VE100 表示四缸，V型，二行程，缸徑100mm，水冷，通用 機電設備機電設備 2022-8-12022-8-復習復習n 上止點上止點 n 下止點下止點 n 活塞行程活塞行程(S)(S)n 氣缸工作容積氣缸工作容積(Vh(Vh)n 發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL)(VL)n 燃燒室容積燃燒室容積(Vc(Vc)n 氣缸總容積氣缸總容積(Va(Va)n 壓
2、縮比壓縮比n 工作循環(huán)工作循環(huán)n 四行程發(fā)動機四行程發(fā)動機n 二行程發(fā)動機二行程發(fā)動機 發(fā)動機的基本術語機電設備機電設備 2022-8-12022-8- 發(fā)動機常用術語復習復習機電設備機電設備 2022-8-12022-8- 四行程發(fā)動機工作原理1 1、進氣行程、進氣行程 2 2、壓縮行程、壓縮行程 3 3、做功行程、做功行程 4 4、排氣行程、排氣行程 復習復習機電設備機電設備 2022-8-12022-8- 四行程柴油和柴油機工作的異同汽油機、柴油機的工作相同點：每個工作循環(huán)曲軸轉兩周;每一行程曲軸轉半周;只有作功行程產(chǎn)生動力。汽油機柴油機汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入氣缸的是純空
3、氣電火花點燃混合氣利用壓縮產(chǎn)生熱量點燃混合氣體有點火系無點火系無噴油器有噴油器汽油機、柴油機的工作不同點：復習復習機電設備機電設備 2022-8-12022-8- 曲軸旋轉平衡性的方法(1)安裝飛輪(2)多缸發(fā)動機的做功間隔和做功順序復習復習機電設備機電設備 2022-8-12022-8- 發(fā)動機總體布局復習復習兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統(tǒng)供給系統(tǒng)點火系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)起動系統(tǒng)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-一、曲柄連桿機構概述目錄目錄第二節(jié)第二節(jié) 曲柄連桿機構曲柄連桿機構四、曲軸飛輪組三、活塞連桿組二、機體組件機電設備機電設備 2022-8-12022-8-一、曲柄
4、連桿機構概述一、曲柄連桿機構概述 功用：曲柄連桿機構是內燃機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉換的傳動機構，用來傳遞動力和改變運動方式。工作中，曲柄連桿機構在作功行程中把活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，即進氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動?？偟膩碚f曲柄連桿機構是發(fā)動機借以產(chǎn)生并傳遞動力的機構。通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉變?yōu)闄C械能。工作條件：發(fā)動機工作時，曲柄連桿機構直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉速度又很高，活塞往復運動的線速度相當大，同時與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機構還受到化學腐蝕作用，并且潤滑困難?？梢?，曲柄連桿機構
5、的工作條件相當惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學腐蝕作用。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-一、曲柄連桿機構概述一、曲柄連桿機構概述 組成：1、機體組件：氣缸體、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊、油底殼等；2、活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等；3、曲軸飛輪組：曲軸、飛輪等機電設備機電設備 2022-8-12022-8-一、曲柄連桿機構概述一、曲柄連桿機構概述運動分析 活塞組、連桿小頭：上下往復運動 連桿大頭、桿身、連桿蓋：做左右擺動，同時伴有上下往復運動；曲軸、飛輪：做旋轉運動。各零部件均是做變速運動、周期性的。多缸發(fā)動機的曲柄連桿機構演示多缸發(fā)動機的曲柄連桿機構演示 機電設備機
6、電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件機體組件的功用：發(fā)動機機體是發(fā)動機的基礎和骨架，支撐著發(fā)動機的運動件，安裝著各種附件，承受發(fā)動機工作時產(chǎn)生的內外作用力。因此，要求機體具有足夠的強度和剛度，又盡可能尺寸小、質量輕、耐磨損和耐腐蝕。氣缸罩氣缸罩氣缸蓋氣缸蓋氣缸墊氣缸墊 氣缸氣缸曲軸箱曲軸箱水道、油道水道、油道氣缸體氣缸體油底殼墊油底殼墊油底殼油底殼發(fā)動機機體組件發(fā)動機機體組件機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 機體組機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體 氣缸體用來安裝氣缸套，水冷發(fā)動機的
7、氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為 油底殼安裝平油底殼安裝平面和曲軸旋轉面和曲軸旋轉中心在同一高中心在同一高度度油底殼安裝平油底殼安裝平面低于曲軸的面低于曲軸的旋轉中心旋轉中心氣缸體上氣缸體上曲軸的主曲軸的主軸承孔為軸承孔為整體式整體式 平底式（無裙式）龍門
8、式隧道式機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為 性能與應用比較性能與應用比較名 稱性 能應 用平底式機體高度小、重量輕、結構緊湊，便于加工拆卸。剛度和強度差。492Q汽油機，90系列柴油機。龍門式強度和剛度較好。工藝性差、結構笨重、加工困難。捷達轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結構緊湊、剛度和強度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負荷較大的柴油機上。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-根據(jù)冷卻方式不同分根據(jù)冷卻方式不同分散
9、熱片散熱片冷卻水冷卻水 為了能夠使氣缸內表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行適當?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風冷。水冷發(fā)動機的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)動機基本都采用水冷。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-根據(jù)氣缸的排列方式根據(jù)氣缸的排列方式 發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結構簡單，加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動機多采用單列式。機電設備機電設備 2022-8-
10、12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-根據(jù)氣缸的排列方式根據(jù)氣缸的排列方式 氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角180，稱為V型發(fā)動機，V型發(fā)動機與直列發(fā)動機相比，縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動機的重量，但加大了發(fā)動機的寬度，且形狀較復雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動機，6缸發(fā)動機也有采用這種形式的氣缸體。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸體分類-根據(jù)氣缸的排列方式根據(jù)氣缸的排列方式 氣缸排成兩列，左右兩列氣缸在同一水平面上，即左右兩列氣缸中心線的夾角 180，稱為對置式。它的特點是高度小，總體布置方便，有
11、利于風冷。這種氣缸應用較少。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件氣缸套 鑲入氣缸體的圓筒形氣缸稱為氣缸套。氣缸套與活塞、氣缸蓋共同組成燃燒室和工作容積，并引導活塞做直線運動，同時其又是散熱通道。目前國內使用較多的是高磷合金鑄鐵材料，內孔進行表面處理，提高耐磨性。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件氣缸套 氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件氣缸套 l 干式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一
12、般為13mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點，強度和剛度都較好，但加工比較復雜，內、外表面都需要進行精加工，拆裝不方便，散熱不良。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件氣缸套 l 濕式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為59mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但缺點是強度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應該采取一些防漏措施。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件名稱特點示意圖干
13、缸套外壁不直接與冷卻水接觸。1）壁厚較?。?mm3mm）；2）散熱不良；3）不易漏水漏氣。4）強度和剛度好。濕缸套外壁直接與冷卻水接觸。1）壁厚較厚（5mm9mm）；2）散熱效果好；3）易漏水漏氣；4）易穴蝕。氣缸套 機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件氣缸蓋 氣缸蓋用來封閉氣缸頂面，與氣缸和活塞共同組成燃燒室和工作腔。氣缸蓋直接接觸高溫燃氣，承受螺栓預緊力、燃氣壓力和交變應力，要求氣缸蓋具有一定強度和剛度，冷卻可靠，接合面要平整，以保證可靠密封。材料多采用鑄鐵，也可采用鋁合金鑄造。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣
14、缸墊 氣缸墊氣缸墊：功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。漏氣，漏水和漏油。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸墊 l 氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補償結合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮棉結構的氣缸墊，由于銅皮棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發(fā)動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。l 安裝氣缸墊時，首先要檢查氣缸墊的質量和完好程度，所有氣缸墊上的孔
15、要和氣缸體上的孔對齊。其次要嚴格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時，必須由中央對稱地向四周擴展的順序分23次進行，最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件 氣缸蓋罩 氣缸蓋罩氣缸蓋罩作用：封閉，防塵一般用薄鋼板沖壓而成，上設有機油加注孔。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-二、機體組件二、機體組件概念：貯存機油并封閉機體或曲軸箱使用特點：油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。材料：薄鋼板沖壓、鋁合金。油底殼 機電設備機電設備 2022-8-12022-
16、8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 功用：1、參與組成燃燒室(由活塞完成);2、承受氣體壓力、側壓力并傳力(由活塞、連桿完成);3、封氣并導熱(由活塞環(huán)完成）。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組組成：氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞 活塞功用（1）承受氣缸中的燃氣壓力（2）將燃氣作用力通過活塞銷和連桿傳給曲軸，推動曲軸旋轉（3）參與組成燃燒室機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組
17、活塞要求：(1)要有足夠的剛度和強度，傳力可靠；(2)導熱性能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損；（3）質量小，重量輕，盡可能地減小往復慣性力。鋁合金材料基本上滿足上面的要求，因此，活塞一般都采用高強度鋁合金，但在一些低速柴油機上采用高級鑄鐵或耐熱鋼。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組頂部：構成燃燒室，承受氣體壓力。頂部：構成燃燒室，承受氣體壓力。頭部頭部:安裝活塞環(huán)，應該足夠厚安裝活塞環(huán)，應該足夠厚。裙部：導向，傳力。承受側壓力，銷座孔裙部：導向，傳力。承受側壓力，銷座孔處制有加強筋處制有加強筋?；钊?活塞結構機電設備機電設備 2022-8-12022-8
18、-三、活塞連桿組三、活塞連桿組結構簡單、制造結構簡單、制造容易、受熱面積容易、受熱面積小、應力分布較小、應力分布較均勻，多用在汽均勻，多用在汽油機上。油機上。凸起呈球狀、頂部凸起呈球狀、頂部強度高，起導向作強度高，起導向作用、有利于改善換用、有利于改善換氣過程。氣過程。凹坑的形狀、位置有凹坑的形狀、位置有利于可燃混合氣的燃利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防燒；提高壓縮比，防止碰氣門。止碰氣門?；钊?活塞頂部機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。工作條件最工作條件最惡劣，應離惡劣，應離頂部遠些。頂部遠些。1、安裝活塞
19、環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內，3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁?；钊?活塞頭部機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組位置：活塞頭部以下的部分，包括銷座孔。作用：對活塞在氣缸內的往復運動起導向作用，并承受側壓力，防止破壞油膜?；钊?活塞裙部機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 裙部的長短取決于側壓力的大小和活塞直徑。所謂側壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作
20、功行程中的側壓力也大大高于壓縮行程中的側壓力。活塞裙部承受側壓力的兩個側面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上?；钊?活塞裙部機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 氣缸與活塞之間在任何工況下都應保持均勻、適宜的間隙。間隙過大，活塞敲缸；間隙過小，活塞可能被氣缸卡住。為保證活塞與缸壁間均勻而合理的配合間隙，常溫下通常將活塞裙部加工成橢圓形，長軸垂直于活塞銷軸線方向圖(a)、(b)；活塞沿高度方向加工成上小下大的截錐形或階梯形圖(c)。這樣活塞在工作中變形后，裙部可近似恢復成正圓形，高度方向可近似恢復成正圓柱形，使合理的配合間隙得到保證。活塞-活塞
21、裙部機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞-活塞在工作時的保護措施 （1）在活塞裙部表面涂保護層，可改善鋁合金活塞的磨合性；主要有鉛、錫、石墨、磷保護層等。（2）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向安裝，以減少換向時的敲擊聲，且使裙部減小磨損；機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)是具有一定彈性的金屬開口圓環(huán)，自由狀態(tài)下它的外徑大于氣缸直徑，裝入氣缸后其外圓面緊貼氣缸壁。按其功用可分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。活塞環(huán)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組工作條件：高溫、高壓、高
22、速、極難潤滑。材料：優(yōu)質灰鑄鐵、合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時表面涂有保護層）活塞環(huán)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組（1）氣環(huán) 保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。（2）油環(huán) 刮除飛濺到汽缸壁上的機油，并在汽缸壁上涂布一層均勻的油膜。有槽孔式、槽孔撐簧式、鋼帶組合式等幾種型式?；钊h(huán)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán) 氣環(huán)的作用是封氣，防止活塞頂部的氣體向曲軸箱泄漏。氣環(huán)的封氣原理：氣環(huán)在自由狀態(tài)時不是整圓，且大于缸徑，所以裝入缸孔后，環(huán)以一
23、定的彈力P。與缸壁壓緊，形成所謂第一密封面。在此條件下，被密封氣體不能通過環(huán)外周與缸壁之間，而是竄入環(huán)與環(huán)槽之間的空間，一方面把環(huán)向下壓緊于環(huán)槽側面上，形成第二密封面，同時又將環(huán)向外壓緊于缸壁上，加強了第一密封面。當發(fā)動機在正常狀態(tài)下工作時，氣體只可能由環(huán)切口處漏出。如果幾道活塞環(huán)的開口相互錯開，那么就形成了迷宮式漏氣通道。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán) 由于存在側隙和背隙，當活塞帶著氣環(huán)下行(進氣行程)時，氣環(huán)靠在環(huán)槽的上方，氣環(huán)從缸壁上刮下的潤滑油充入環(huán)槽下方；當活塞又帶著氣環(huán)上行(壓縮行程)時，氣環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時將油擠壓
24、到環(huán)槽上，如此反復，就像油泵一樣，將潤滑油泵入燃燒室。這種現(xiàn)象稱為氣環(huán)的泵油作用，如圖所示。潤滑油竄入燃燒室后形成積炭，使燃燒性能變壞；增加了潤滑油的消耗；擠壓活塞環(huán)失去彈性，破壞了對氣缸的密封性，加速發(fā)動機的磨損。且對于汽油機，竄入燃燒室的機油可能使火花塞“淹死”。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)氣環(huán)開口形狀：開口形狀對漏氣量有一定影響。直開口工藝性好，但密封性差；階梯形開口密封性好，工藝性差；斜開口的密封性和工藝性介于前兩種開口之間，斜角一般為30或45。氣環(huán)的斷面形狀：氣環(huán)的斷面形狀多種多樣，根據(jù)發(fā)動機的結構特點和強化程度，選擇不
25、同斷面形狀的氣環(huán)組合，可以得到最好的密封效果和使用性能。常見的氣環(huán)斷面形狀如下圖。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)1、矩形環(huán) 斷面為矩形，其結構簡單，制造方便，易于生產(chǎn)，應用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復運動時，會把氣缸壁面上的機油不斷送入氣缸中。這種現(xiàn)象稱為氣環(huán)的泵油作用”機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)2、扭曲環(huán) 扭曲環(huán)是在矩形環(huán)的內圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分，使斷面呈不對稱形狀，在環(huán)的
26、內圓部分切槽或倒角的稱內切環(huán)，在環(huán)的外圓部分切槽或倒角的稱外切環(huán)。裝入氣缸后，由于斷面不對稱，產(chǎn)生不平衡力的作用，使活塞環(huán)發(fā)生扭曲變形?；钊闲袝r，扭曲環(huán)在殘余油膜上浮，可以減小摩擦，減小磨損。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)2、扭曲環(huán) 活塞下行時，則有刮油效果，避免機油燒掉。同時，由于扭曲環(huán)在環(huán)槽中上、下跳動的行程縮短，可以減輕泵油的副作用。目前被廣泛地應用于第2道活塞環(huán)槽上，安裝時必須注意斷面形狀和方向，內切口朝上，外切口朝下，不能裝反。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)3、錐
27、面環(huán) 錐面環(huán)斷面呈錐形，外圓工作面上加工一個很小的錐面(0.5-1.5)，減小了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封?；钊滦袝r，便于刮油；活塞上行時，由于錐面的油楔作用，能在油膜上飄浮過去，減小磨損，安裝時，不能裝反，否則會引起機油上竄。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)4、梯形環(huán) 梯形環(huán)斷面呈梯形，工作時，梯形環(huán)在壓縮行程和作功行程隨著活塞受側壓力的方向不同而不斷地改變位置，這樣會把沉積在環(huán)槽中的積炭擠出去，避免了環(huán)被粘在環(huán)槽中而折斷。可以延長環(huán)的使用壽命。但是主要缺點是加工困難，精度要求高。機電設備機電設備 20
28、22-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-氣環(huán)5、桶面環(huán) 桶面環(huán)的外圓為凸圓弧形，是近年來興起的一種新型結構。當桶面環(huán)上下運動時。均能與氣缸壁形成楔形空間，使機油容易進入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸呈圓弧接觸，故對氣缸表面的適應性和對活塞偏擺的適應性均較好，有利于密封，但凸圓弧表面加工較困難。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán) 油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜?；钊闲谢蛳滦校铜h(huán)刮下的機油都能通過凹槽底的小孔或狹縫，并經(jīng)過活塞環(huán)槽上的徑向回油孔流回曲軸箱，油環(huán)的工作表
29、面都加工有倒角，形成刮片狀，刀口面起刮油作用，倒角起布油作用。這樣既可防止機油竄入燃燒室燃燒，又可減少活塞、活塞環(huán)與氣缸的摩擦阻力和磨損。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán) 油環(huán)的結構形式有普通油環(huán)、背襯脹簧油環(huán)和組合油環(huán)等幾種機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán) 普通油環(huán)也叫開槽油環(huán)，即在環(huán)的外圓面上開有凹槽，槽底部加工有通孔或狹縫，使刮下的機油通過此處流回曲軸箱，這種環(huán)制造成本低，使用較普遍。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán)
30、 背襯脹簧油環(huán)是在普通油環(huán)內加裝螺旋脹簧或鋼片脹簧，提高了環(huán)的徑向壓力，使環(huán)與氣缸壁能均勻穩(wěn)定貼合，并能補償環(huán)磨損后的彈性降低，因此封油性能好，使用壽命長。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán) 組合油環(huán)由上、下刮片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力作用的襯簧組成。這種油環(huán)刮片很薄，對氣缸壁的比壓大，刮油作用強；上下刮片各自獨立，對氣缸的適應性好；質量??；回油通路大。因此，組合油環(huán)在高速發(fā)動機上得到較廣泛的應用。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞環(huán)-油環(huán)機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞
31、連桿組三、活塞連桿組 活塞銷作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿。要求：具有足夠的強度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。材料與工藝:優(yōu)質低碳鋼，表面淬火、精磨。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞銷結構：活塞銷的內孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，以及兩段截錐與一段圓柱的組合形?；?塞 銷圓柱形兩段截錐與一段圓柱結合兩段截錐形機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 活塞銷活塞銷與連桿的連接形式分:全浮式（工作時自由轉動）、半浮式。連桿連桿活塞銷活塞銷全浮式：活塞銷能全浮式：活塞銷能在連桿襯套
32、和活塞在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，銷座中自由擺動，使磨損均勻。大多使磨損均勻。大多數(shù)發(fā)動機采用的連數(shù)發(fā)動機采用的連接方式接方式半浮式：活半浮式：活塞中部與連塞中部與連桿小頭采用桿小頭采用緊固螺栓連緊固螺栓連接，活塞銷接，活塞銷只能在兩端只能在兩端銷座內作自銷座內作自由擺動。由擺動。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復運動變成曲軸的旋轉運動。連桿機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿
33、組三、活塞連桿組 連桿工作時，承受活塞頂部氣體壓力和慣性力的作用，而這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。這就要求連桿強度高，剛度大，重量輕。連桿一般都采用中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成。連桿機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿構造機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿構造l 連桿小頭用來安裝活塞銷，以連接活塞。l 桿身通常采用工字形斷面，不機械加工，經(jīng)過噴丸處理以提高結構剛度和疲勞強度。某些發(fā)動機，在桿身還鉆有油道，使連桿軸承的潤滑油流向小頭進行潤
34、滑。鉆有油道的連桿須在小頭頂部加工出噴油孑L，以便潤滑油從小頭噴向活塞頂，以冷卻活塞。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿構造 連桿大頭用于連接曲軸。為便于安裝，大頭做成分開式，一半為連桿體大頭，一半為連桿蓋，二者一般用2只或4只螺栓裝合。大頭內孔粗糙度較高，以保證連桿軸承裝入后能很好地貼合傳熱。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿大頭的切口形式平切口斜切口結合面與連桿軸線垂直剛度大、變形小、成本低汽油機采用平切口結合面與連桿軸線成30-60夾角連桿體能從缸體上端取出多用于柴油機機電設備機電
35、設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿大頭的定位方式 連桿大頭的裝合，必須嚴格定位，以保證內孔的正確形狀，常見的定位方式有以下幾種。連桿螺栓定位依靠連桿螺栓桿精加工部分定位。因精度較差，一般用于不受橫向分力的平切口連桿。鋸齒形定位如圖(a)所示，依靠接合面的鋸齒形定位。定位可靠，結構緊湊，應用較多，如國產(chǎn)l05系列柴油機。這種方式在維修時，不能用加墊片的方法調整軸承間隙。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿大頭的定位方式 套、銷定位如圖(b)、(c)所示，依靠套或銷與連桿體(或蓋)的孔配合定位。這種形式能
36、多向定位，定位可靠，如國產(chǎn)l35系列柴油機用定位套。止口定位如圖(d)所示。這種形式工藝簡單，但止口易變形，定位不可靠，且結構不緊湊，應用較少，如國產(chǎn)95系列柴油機采用此種形式。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿螺栓 連接連桿大頭及連桿蓋的連桿螺栓結構形式有兩種：一種是螺釘式，即螺釘直接旋人桿身的螺孔里。一般用在斜切口連桿大頭的結構上；另一種是用螺栓穿過連桿身大頭和軸瓦蓋的螺栓孔，用螺母緊固。有的柴油機還采用了防松裝置，以防螺栓松脫，發(fā)生嚴重事故。工作時連桿螺栓承受交變載荷，因此在結構上應盡量增大連桿螺栓的彈性，而在加工方面要精細加工過渡圓
37、角，消除應力集中，以提高其抗疲勞強度。柴油機連桿螺栓一般都用韌性較高的優(yōu)質合金鋼制造。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-三、活塞連桿組三、活塞連桿組 連桿-連桿軸瓦 為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內表面澆鑄有耐磨合金層。連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動或轉動，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時應與連桿上相應的油孔對齊。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸飛輪組的組成曲軸飛輪組的組成起動爪起動爪
38、正時齒輪正時齒輪主軸瓦主軸瓦皮帶輪皮帶輪扭轉減振器扭轉減振器飛輪飛輪曲軸曲軸機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵?。還用來驅動發(fā)動機的配氣機構及其他各種輔助裝置。2、工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸的形式曲軸的形式l 曲軸可分為整體式和組合式兩類。l 整體式曲軸采用整體制造，強度和剛度好，結構緊湊，質量輕，工作可靠，使用廣泛。l 組合式曲軸又分為圓盤組合式、套合式和分段式三種。6
39、135系列柴油機采用圓盤組合式曲軸。它的每個曲拐單獨制造，然后用螺栓(每段上各有3個是定位螺栓)連成完整曲軸，它的主軸頸兼作曲柄臂。這種曲軸系列產(chǎn)品制造簡單，使用中當某段損壞進行單獨更換時，不致報廢整軸，但結構復雜，加工精度要求高。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構曲軸前端曲軸前端曲柄銷曲柄銷主軸頸主軸頸曲軸后端曲軸后端平衡重平衡重曲拐：由一個曲柄銷和它兩端曲柄臂及主軸頸構成。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構1、主軸頸。主軸頸可使曲軸支承在曲軸箱上，按支承情
40、況，曲軸可分為全支承和非全支承兩種。工程機械用柴油機均為全支承，亦即主軸頸數(shù)比連桿軸頸多一個。全支承可使曲軸抗彎曲剛度高，使主軸承載荷減輕。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構2、連桿軸頸。連桿軸頸也叫曲柄銷，在直列式發(fā)動機上，連桿軸頸與氣缸數(shù)相同，在V型發(fā)動機上，因為絕大多數(shù)是一個連桿軸頸上裝左右兩列各一個氣缸的連桿，所以連桿軸頸為氣缸數(shù)的一半。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構3、曲柄。曲柄用來連接主軸頸和連桿軸頸。為提高彎扭剛度，一般做成橢圓形。曲柄與各軸
41、頸的連接處有較大的過渡圓角，有的還對圓角進行冷滾壓強化處理，防止應力集中，避免發(fā)生斷軸事故。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構4、平衡重。平衡重的作用是平衡連桿大頭、連桿軸頸和曲柄等產(chǎn)生的離心慣性力及其力矩，有時也平衡活塞連桿組的往復慣性力及其力矩，使發(fā)動機運轉平穩(wěn)，并可減小曲軸軸承的負荷。一般平衡重和曲軸鍛造或鑄造為一體，也可單獨制造，并和曲軸連接成一體。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸結構曲軸結構5、前、后端。曲軸前端用來安裝曲軸正時齒輪、甩油盤、皮帶輪、扭轉減振器
42、和起動爪等零件。曲軸后端用來安裝飛輪，通常加工有回油螺紋，回油螺紋的旋向和曲軸轉向相反，從而起到封油作用。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組曲軸曲軸-曲軸支承曲軸支承 每個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸的，稱為全支撐曲軸，曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個，強度、剛度好，減小了磨損。否則稱為非全支撐曲軸，曲軸的主軸頸數(shù)少于或等于氣缸數(shù)，載荷較大，縮短了曲軸的總長度。全支撐曲軸非全支撐曲軸機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組飛輪功用飛輪功用 將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄
43、連桿機構越過上、下止點，保證曲軸的旋轉角速度和輸出轉矩盡可能均勻，并使發(fā)動機有可能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機的動力傳給離合器。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組飛輪特點飛輪特點飛輪邊緣部分做飛輪邊緣部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大轉動慣量。大轉動慣量。齒圈在發(fā)動機起動時齒圈在發(fā)動機起動時與起動機齒輪嚙合，與起動機齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉帶動曲軸旋轉。機電設備機電設備 2022-8-12022-8-四、曲軸飛輪組四、曲軸飛輪組飛輪上的標記符號飛輪上的標記符號 在飛輪輪緣上作有記號(刻線或銷孔)供找壓縮上止點用(四缸發(fā)動機為1缸或4缸壓縮上止點；六缸發(fā)動機為1缸或6缸壓縮上止點)。當飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好是壓縮上止點。標記標記機電設備機電設備 2022-8-12022-8-
第二節(jié) 曲柄連桿機構
