《曲柄連桿機構》PPT課件

第三章曲柄連桿機構,1、機體組 2、活塞連桿組 3、曲軸飛輪組,一、功用,將燃料燃燒時產生的熱能轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而對外輸出動力。曲柄連桿機構工作示意圖.,二、組成,三、工作條件,承受機械載荷： 1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力; 2、汽車行駛中產生的沖擊力。,1、機體組,曲軸箱,氣缸體,氣缸墊,氣缸蓋,氣缸,油道和水道,油底殼,機體組是發(fā)動機各總成的裝配基體，它決定著各個總成的位置關系。 機體組包括氣門室罩、氣缸蓋、氣缸墊、氣缸體、曲軸箱和油底殼等組成。,曲軸箱,氣門室罩,曲軸托架,1）氣缸體與曲軸箱,氣缸體一般由鑄鐵或鋁合金鑄造而成，水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱。,a.按與油底殼安裝平面位置不同氣缸體分為：,油底殼安裝平面和曲軸旋轉中心在同一高度。,油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉中心。,氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。,一般式氣缸體,b.根據(jù)冷卻方式不同氣缸體分為：,風冷氣缸體和氣缸蓋,風冷式,水冷氣缸體和氣缸蓋,水冷式,c.根據(jù)排列方式不同氣缸體分為：,結構簡單、加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。,縮短了機體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機的重量；形狀復雜，加工困難。,高度小，總體布置方便。,對置氣缸式發(fā)動機,d.整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體,整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。 鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內的氣缸。,2）氣缸套,強度和剛度都較好，加工復雜，拆裝不便，散熱不良。,散熱良好、冷卻均勻、加工容易。 強度和剛度不如干缸套，易漏水。,3）曲軸箱,曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。 結構： 上軸箱 與氣缸體鑄成一體 下軸箱 貯存潤滑油（油底殼） 材料：薄鋼板沖壓,桑塔納發(fā)動機油底殼,4）氣缸蓋(cylinder head),功 用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構成燃燒室。 工作條件：由于接觸溫度很高的燃氣，所以承受的熱負荷很大。 材 料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。,氣缸蓋上一般裝有氣門、火花塞或噴油器等，其內部加工有氣門座孔、火花塞座孔、油道、水道、推桿孔等。,5)燃燒室(combustion chamber),6)氣缸墊,功用：,安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。,安裝: 注意方向,材料要求：有彈性、耐熱性、耐壓性,2. 活塞連桿組,1）活塞(Piston ),功用：直接承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅使曲軸旋轉。 工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達600700K，且分布不均勻；高速，線速度達到10m/s，承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_3 5MPa（汽油機）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結。 材料：鋁合金：質量小 導熱性好；灰鑄鐵。,活塞結構：,（1）活塞頂部,功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。,活塞頂類型,結構簡單、制造容易、受熱面積小、應力分布較均勻，多用在汽油機上。,凸起呈球狀、頂部強度高，起導向作用、有利于改善換氣過程。,凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。,（2）活塞頭部,位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。,氣環(huán)槽,油環(huán)槽,工作條件最惡劣，應離頂部遠些。,活塞銷孔,作用： 1、安裝活塞環(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。,（3）活塞裙部,位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，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，防治破壞油膜。,裙部表面的保護,1）鍍錫 油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油機） 易脆斷可加速磨合，自潤滑。 3）表面粗糙化 有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機油潤滑。,裙部受側壓力的作用，導致活塞發(fā)生變形,活塞形狀,工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多， 所以膨脹量較大。所以在生產時先將活塞制成橢圓形，短軸 在銷座軸方向。,銷座方向,工作時向里變形,不受壓力的部分，去掉后可以減輕質量。,開槽活塞（汽油機）,絕熱槽,膨脹槽,圓槽,2）活塞環(huán),是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。 工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤滑。 平均壽命：6萬公里,切口,氣環(huán),（1）氣環(huán) 作用：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。,氣環(huán)斷面形狀：,氣環(huán)的泵油作用,氣環(huán)的泵油作用演示,防泵油方法： 裝油環(huán)、 采用扭曲環(huán),（2）油環(huán),刮油片,軸向襯環(huán),徑向襯環(huán),刮油片,油環(huán)的刮油作用,活塞環(huán)安裝位置,3）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。,構造： 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。,活塞銷的連接方式,連桿,活塞銷,全浮式,半浮式,活塞銷的偏置,使活塞從壓縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過渡到另一邊，減少敲缸的聲音。,4）連桿(Connecting rod),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。,連桿組件分解圖,連桿的布置,V型發(fā)動機連桿的布置形式,并列式,主副式,叉式,直列發(fā)動機連桿的布置形式,連桿軸瓦,定位凸鍵,油槽潤滑,減磨合金層,連桿大頭的連接形式,平分式,斜分式,3. 曲軸飛輪組,起動爪,正時齒輪,主軸瓦,皮帶輪,扭轉減振器,飛輪,飛輪螺栓,曲軸,1）曲軸(Crank ),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。 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。,結構：,曲軸的支承方式,概念：在相鄰的兩個曲拐之間都設置一個主軸頸的曲軸，稱為全支承曲軸，否則稱為非全支承曲軸。,曲拐的布置,一般規(guī)律 各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動機運轉平穩(wěn)。 連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠些，最好是在發(fā)動機的前半部和后半部交替進行。 V型發(fā)動機左右氣缸盡量交替作功。 曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機工作平衡性好。,曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構成。,四沖程四缸發(fā)動機曲拐布置及點火順序,四沖程六缸發(fā)動機曲軸曲拐布置及點火順序,扭轉減振器,多用橡膠摩擦式扭轉減振器，其功用：吸收曲軸扭轉振動的能量，消減扭轉振動。,當曲軸發(fā)生扭轉振動時，力圖保持等速轉動的慣性盤便與橡膠層發(fā)生了內摩擦，從而消耗了扭轉振動的能量，消減了扭振。,2）飛輪(Flywheel ),功用：將在作功行程中輸入于曲軸的能量的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機構越過上、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。,飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉動慣量,齒圈在發(fā)動機起動時與起動機齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉。,一缸上止點記號,