機(jī)體零件與曲柄連桿機(jī)構(gòu)

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1、第 二 章 機(jī) 體 零 件 與 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 機(jī) 體 組 主 要 由 氣 缸 體 、 曲 軸 箱 、 氣 缸 蓋 、氣 缸 蓋 罩 和 氣 缸 墊 等 零 件 組 成 。2.1 氣 缸 體 氣 缸 體 (Cylinder Block) 水 冷 發(fā) 動 機(jī) 的 氣 缸 體 和 上曲 軸 箱 組 成 ， 最 大 零 件 ， 承 受 拉 、 壓 、 彎 、 扭 的 機(jī) 械 負(fù)荷 。 氣 缸 體 內(nèi) 部 鑄 有 許 多 加 強 筋 ， 冷 卻 水 套 和 潤 滑 油 道等 材 料 一 般 選 用 灰 鑄 鐵 或 鋁 合 金 。 氣 缸 （ Cylinder） 氣 缸 體 上 部 的 圓 柱

2、形 空 腔 曲 軸 箱 (Crankcase)機(jī) 體 下 部 支 承 曲 軸 運 動 的 空 間 。氣 缸 體 分 為 圖 2-2所 示 的 一 般 （ 平 底 ） 式 、 龍 門 式 和 隧道 式 三 種 形 式 。 圖 2-1 氣 缸 體 的 種 類 一 般 （ 平 底 ） 式 龍 門 式 隧 道 式優(yōu) 點 機(jī) 體 高 度 小 ， 重 量 輕 ，便 于 加 工 ， 曲 軸 拆 裝 方 便 , 強 度 和 剛 度 都 好能 承 受 較 大 的 機(jī) 械 負(fù) 荷 ， 機(jī)體 前 后 端 與 油 底 殼 之 間 的 密封 較 簡 單 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、剛 度 和 強 度 好缺 點 剛 度 和 強 度

3、 較 差 ， 機(jī) 體 前 后端 與 油 底 殼 之 間 的 密 封 較 復(fù)雜 工 藝 性 較 差 ， 結(jié) 構(gòu) 笨 重 ， 加工 較 困 難 加 工 精 度 要 求 高 ， 工 藝 性 較差 ， 曲 軸 拆 裝 不 方 便 ， 必 須使 用 滾 動 軸 承 ， 限 制 了 在 高速 發(fā) 動 機(jī) 上 的 使 用 按 照 氣 缸 排 列 方 式 可 把 氣 缸 體 分 成 直 列 式 、 V型 、W型 、 對 置 式 和 星 （ Radial） 型 等 形 式 。 整 體 式 氣 缸 氣 缸 直 接 鏜 在 氣 缸 體上 優(yōu) 點 ： 整 體 式 氣 缸 強 度 和 剛 度 都 好 ， 能 承 受 較

4、 大 的載 荷不 足 ： 對 材 料 要 求 高 ， 成 本 高 。氣 缸 套 可 裝 到 氣 缸 體 內(nèi) 的 單 獨 的 圓 筒 形 零 件 ，采 用 耐 磨 的 優(yōu) 質(zhì) 材 料 制 成 . 制 造 成 本 低 ,便 于 修 理 和 更換 ， 氣 缸 體 的 使 用 壽 命 長 。風(fēng) 冷 發(fā) 動 機(jī) 通 常 在 氣 缸 的 外 壁 鑄 造 有 散 熱 片 。 干式氣缸套濕式氣缸套特 點壁厚較薄，一般為13mm，用合金鑄鐵離心鑄造的氣缸套其厚度為23mm，用精密拉伸的鋼制氣缸套其厚度僅為1.01.5mm壁厚一般為58mm。優(yōu) 點強度和剛度都較好散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表

5、面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便；缺 點進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要強度、剛度不如干式氣缸套好，容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。氣 缸 套 有干 式 氣 缸 套和 濕 式 氣 缸 套 兩 種 2.1.2 曲 軸 箱曲 軸 箱 氣 缸 體 下 部 用 來 安 裝 曲 軸 的 部 位 ；分 上 曲 軸 箱 和 下 曲 軸 箱 （ 油 底 殼 ） ， 接 合 面 之 間裝 有 襯 墊 。油 底 殼 ： 裝 有 穩(wěn) 油 擋 板 、 放 油 螺 塞 、 機(jī) 油 溫 度傳 感 器 等 ， 受 力 很 小 ， 薄 鋼 板 沖 壓 而 成 ， 其 形 狀取 決 于 總 布 置

6、和 機(jī) 油 容 量 。 曲 軸 箱 通 風(fēng) 裝 置 自 然 通 風(fēng) -從 曲 軸 箱 抽出 的 氣 體 直 接 導(dǎo) 入 大 氣 中 的通 風(fēng) 方 式 稱 為 自 然 通 風(fēng) 。 柴油 機(jī) 多 采 用 這 種 曲 軸 箱 自 然通 風(fēng) 方 式 。 2. 強 制 通 風(fēng)從 曲 軸 箱 抽 出 的 氣 體導(dǎo) 入 發(fā) 動 機(jī) 的 進(jìn) 氣 管， 吸 入 氣 缸 再 燃 燒 。汽 油 機(jī) 一 般 都 采 用 這種 曲 軸 箱 強 制 通 風(fēng) 方式 。 2.1. 3 氣 缸 蓋復(fù) 雜 箱 形 零 件 ， 有 進(jìn) 、 排 氣 門 座 ， 氣 門 導(dǎo) 管 孔 ， 火 花 塞 的 孔 或噴 油 器 孔 、 氣 門

7、 搖 臂 軸 固 定 裝 置 、 凸 輪 軸 軸 承 孔 ， 冷 卻 水 套 等 。 工 作 條 件 與 高 溫 高 壓 燃 氣 相 接 觸 ， 承 受 很 大 的 熱 負(fù) 荷 和 機(jī) 械 負(fù) 荷 型 式 單 體 式 （ 缸 徑 140） ， 分 塊 式 、 整 體 式“ 鼻 梁 區(qū) ” 汽 油 機(jī) 氣 缸 蓋 上 進(jìn) 、 排 氣 門 座 之 間 的 的 地 方“ 三 角 區(qū) ” 柴 油 機(jī) 氣 缸 蓋 上 是 進(jìn) 、 排 氣 門 座 和 噴 油 器 安 裝 孔 之 間 的地 方 的 。材 料 采 用 灰 鑄 鐵 、 合 金 鑄 鐵 鑄 成 或 鋁 合 金 火 花 塞 2.1. 4 氣 缸 襯

8、 墊 （ 圖 2-9）功 用 保 證 氣 缸 蓋 與 氣 缸 體 接 觸 面 的 密 封 ， 防 止 漏 氣 ， 漏水 和 漏 油 。要 求 有 一 定 的 彈 性 ， 能 補 償 結(jié) 合 面 的 不 平 度 ， 以 確 保 密 封， 同 時 要 有 好 的 耐 熱 性 、 耐 壓 性 和 耐 腐 蝕 性 ， 在 高 溫 、 高 壓 下不 燒 損 、 不 變 形 。氣 缸 襯 墊 的 材 料 金 屬 -石 棉 襯 墊 、 金 屬 -復(fù) 合 材 料襯 墊 和 全 金 屬 襯 墊 三 種 。 應(yīng) 用 較 多 的 是 金 屬 -石 棉 襯 墊 中 的 銅 皮 -石 棉 氣 缸 墊 。 功 用 把 作

9、 用 于 活 塞 的 力 轉(zhuǎn) 變 為 曲 軸 的 對 外 輸出 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 并 把 活 塞 的 往 復(fù) 直 線 運 動 轉(zhuǎn) 變 成 曲 軸的 旋 轉(zhuǎn) 運 動 。主 要 零 件 活 塞 組 、 連 桿 組 和 曲 軸 飛 輪 組三 部 分 。工 作 條 件 相 當(dāng) 惡 劣 ， 承 受 高 溫 、 高 壓 、 高速 和 化 學(xué) 腐 蝕 作 用 2.2 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2.2.1 活 塞 連 桿 組 （ 圖 2-10）由 活 塞 、 活 塞 環(huán) 、 活 塞 銷 、 連 桿 、 連 桿 軸 瓦 等 組 成 。 2.2.1.1 活 塞 功 用 承 受 氣 體 壓 力 ， 通 過 活 塞 銷

10、傳 給 連 桿 驅(qū)使 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) ， 與 缸 蓋 和 氣 缸 壁 組 成 燃 燒 室 。工 作 條 件 （ 最 為 嚴(yán) 酷 ） ： 高 溫 、 高 壓 、 高 速 、 潤 滑 不 良 。高 溫 瞬 時 2500K以 上 ， 頂 部 工 作 溫 度 高 達(dá) 600 700K 高 壓 作 功 行 程 壓 力 最 大 ， 汽 油 機(jī) 高 達(dá) 3 5MPa， 柴 油 機(jī) 高 達(dá) 6 9MPa， 增 壓 發(fā) 動 機(jī) 可 達(dá) 14 16MPa高 速 (8 12m/s)往 復(fù) 運 動 ， 且 速 度 在 不 斷 地 變 化 , 這 就 產(chǎn) 生 了 很 大 的 慣 性 力 ， 使 活 塞 受 到 很 大

11、的 附 加 載 荷 。 要 求 ： (1) 有 足 夠 的 剛 度 和 強 度 ; (2)質(zhì) 量 小 ， 盡 可 能 小 的 往 復(fù) 慣 性 力 ； (3)受 熱 面 積 小 ， 散 熱 性 好 ； (4)熱 膨 脹 系 數(shù) 小 ， 導(dǎo) 熱 性 能 好 ， 耐 高 溫 、 耐 磨 損 。材 料 ： 活 塞 廣 泛 采 用 高 強 度 鋁 合 金 ， 但 在 一些 低 速 柴 油 機(jī) 上 采 用 高 級 鑄 鐵 或 耐 熱 鋼 。 構(gòu) 造 ： 活 塞 可 分 為 三 部 分 ， 活 塞 頂 部 、 活 塞頭 部 和 活 塞 裙 部 。 (1) 活 塞 頂 部 （ 圖 2-12） 平 頂 活 塞

12、、 凸 頂 活 塞 和 凹 頂 活 塞 。平 頂 活 塞 凸 頂 活 塞 凹 頂 活 塞結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 制 造 容 易 ，受 熱 面 積 小 ， 頂 部 應(yīng) 力 分 布 較 為 均 勻 ， 一 般 用在 汽 油 機(jī) 上 ， 柴 油 機(jī) 很少 采 用 頂 部 強 度 高 ， 起 導(dǎo) 向 作用 ， 有 利 于 改 善 換 氣 過程 ， 二 行 程 汽 油 機(jī) 常 采用 凸 頂 活 塞 。 凹 坑 形 狀 和 位 置 有 利 于可 燃 混 合 氣 的 燃 燒 ， 有雙 渦 流 凹 坑 、 球 形 凹 坑、 U形 凹 坑 、 貝 殼 形 、曲 面 形 等 (2) 活 塞 頭 部指 最 下 面 一

13、道 活 塞 環(huán) 槽 到 活 塞 頂 之 間 的部 分 。 它 有 數(shù) 道 環(huán) 槽 (包 括 隔 熱 槽 )， 用 以 安 裝活 塞 環(huán) ， 起 密 封 作 用 ， 又 稱 為 防 漏 部 。柴 油 機(jī) 壓 縮 比 高 ， 一 般 有 四 道 環(huán) 槽 ， 上部 三 道 安 裝 氣 環(huán) ， 下 部 安 裝 油 環(huán) 。汽 油 機(jī) 一 般 有 三 道 環(huán) 槽 ， 其 中 有 兩 道 氣環(huán) 槽 和 一 道 油 環(huán) 槽活 塞 頭 部 的 作 用 安 裝 活 塞 環(huán) ， 密 封作 用 , 隔 熱 和 傳 熱 作 用 。 隔 熱 槽 作 用 ： 割 斷 由 活 塞 頂 傳 向 第 一 道環(huán) 的 熱 流 耐 熱

14、 護(hù) 圈 作 用 -增 強 環(huán) 槽 的 耐 磨 性 (3) 活 塞 裙 部從 油 環(huán) 槽 下 端 面 起 至 活 塞 最 下 端 的 部 分 ， 它 包 括 裝 活 塞 銷 的 銷 座 孔 。功 用 導(dǎo) 向 作 用 ， 并 承 受 側(cè) 壓 力 。 裙 部 的 長 短 取 決 于 側(cè) 壓 力 的 大 小 和活 塞 直 徑 。側(cè) 壓 力 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 。推 力 面 活 塞 裙 部 承 受 側(cè) 壓 力 的 兩 個 側(cè) 面 ， 它 們 處 于 與 活 塞 銷 軸 線

15、相垂 直 的 方 向 上 。主 推 力 面 ： 承 受 膨 脹 側(cè) 壓 力 的 側(cè) 面 ，次 推 力 面 ： 承 受 壓 縮 側(cè) 壓 力 的 側(cè) 面 。 結(jié) 構(gòu) 特 點 ：（ 1） ： 橢 圓 的 長 軸 方 向 與 銷 座 垂 直 ， 短 軸 方 向沿 銷 座 方 向裙 部 承 受 氣 體 側(cè) 壓 力 作 用 ， 沿 銷 軸 方 向 變 形 量 較 垂 直 活 塞 銷 方 向 大 。 （ 2） 預(yù) 先 做 成 階 梯 形 、 錐 形 （ 圖 2-15）活 塞 沿 高 度 方 向 的 溫 度 很 不 均 勻 ， 活 塞 的 溫 度 是 上 部 高、 下 部 低 ， 膨 脹 量 也 相 應(yīng) 是

16、上 部 大 、 下 部 小 。 為 了 使 工 作時 活 塞 上 下 直 徑 趨 于 相 等 ， 即 為 圓 柱 形 ， 就 必 須 預(yù) 先 把 活塞 制 成 上 小 下 大 的 階 梯 形 、 錐 形 。 （ 3） 活 塞 裙 部 開 槽 ：隔 熱 槽 （ 橫 槽 ） 開 在 最 下 一 道 環(huán) 槽 的 下 面 ， 裙 部 上 邊 緣 銷 座 的 兩 側(cè) (也 有 開 在油 環(huán) 槽 之 中 的 )， 以 減 小 頭 部 熱 量 向 裙 部 傳 遞膨 脹 槽 （ 豎 槽 ） 會 使 裙 部 具 有 一 定 的 彈 性 ， 從 而 使 活 塞 裝 配 時 與 氣 缸 間 具 有盡 可 能 小 的

17、 間 隙 ， 而 在 熱 態(tài) 時 又 具 有 補 償 作 用 ， 不 致 造 成 活 塞 在 氣 缸 中 卡 死 。 裙 部開 豎 槽 后 ， 會 使 其 開 槽 的 一 側(cè) 剛 度 變 小 ， 在 裝 配 時 應(yīng) 使 其 位 于 作 功 行 程 中 承 受 側(cè) 壓力 較 小 的 一 側(cè) 。 柴 油 機(jī) 活 塞 受 力 大 ， 裙 部 一 般 不 開 槽 。 （ 4） 拖 板 式 （ 拖 鞋 式 ） 活 塞 或 短 活 塞 為 了 減 輕 重 量 ， 在 裙 部 開 孔 或 把 裙 部 不 受 側(cè) 壓 力 的兩 邊 切 去 一 部 分 ， 以 減 小 慣 性 力 ， 減 小 銷 座 附 近 的

18、 熱 變形 量 ， 形 成 拖 板 式 （ 拖 鞋 式 ） 活 塞 或 短 活 塞 拖 板 式 結(jié) 構(gòu) 裙 部 彈 性 好 ， 質(zhì) 量 小 ， 活 塞 與 氣 缸 的 配合 間 隙 較 小 ， 適 用 于 高 速 發(fā) 動 機(jī) 。 （ 5） 恒 范 鋼 片 式 活 塞 l可 減 小 鋁 合 金 活 塞 裙 部 的 熱 膨 脹 量 ， 有 些 汽 油 機(jī) 活 塞 在 活 塞 裙部 或 銷 座 內(nèi) 嵌 入 鋼 片 。l銷 座 通 過 恒 范 鋼 片 與 裙 部 相 連 ， 牽 制 了 裙 部 的 熱 膨 脹 變 形 量 。 l恒 范 鋼 為 含 鎳33% 36%的 低 碳鐵 鎳 合 金l膨 脹 系

19、數(shù) 僅 為 鋁合 金 的 1/10 （ 6） 活 塞 銷 孔 中 心 線 位 置 有 的 汽 油 機(jī) 上 ， 活 塞 銷 孔 中 心 線 是 偏 離 活 塞 中心 線 ， 向 作 功 行 程 中 受 主 側(cè) 壓 力 的 一 方 偏 移 了 1 2mm（ 圖 2-33） 。 可 使 活 塞 在 從 壓 縮 行 程 到 作 功 行 程 中 較 為 柔 和 地 從 壓 向 氣 缸 的 一 面 過 渡 到 壓向 氣 缸 的 另 一 面 ， 以 減 小 敲 缸 的 聲 音 。 在 安 裝 時 ， 這 種 活 塞 銷 偏 置 的 方 向 不 能裝 反 ， 否 則 換 向 敲 擊 力 會 增 大 ， 使 裙

20、 部 受 損 。(7)活 塞 冷 卻 圖 2-34 銷 孔 置 對 側(cè) 向 力 變 向 時 活 塞 運 動 的 影 響 2.2.1.2 活 塞 環(huán)活 塞 環(huán) 是 具 有 彈 性 的 開 口 環(huán) ， 有 氣 環(huán) 和 油 環(huán) 之 分 。氣 環(huán) 的 功 用 ： 密 封 ， 傳 熱 。油 環(huán) 的 功 用 ： 起 布 油 和 刮 油 的 作 用 ， 輔 助 的 封 氣 作 用 .工 作 條 件 ： 活 塞 環(huán) 在 高 溫 、 高 壓 、 高 速 和 潤 滑 極 其 困 難 。使 用 壽 命 最 短 的 零 件 ， 容 易 折 斷 受 到 交 變 應(yīng) 力 （ 沿 徑 向 會 產(chǎn) 生 一 張 一縮 運 動

21、） 要 求 彈 性 好 ， 強 度 高 、 耐 磨 損 。活 塞 環(huán) 材 料 合 金 鑄 鐵 (在 優(yōu) 質(zhì) 灰 鑄 鐵 中 加 入 少 量 銅 、 鉻 、 鉬 等 合 金 元 素 )， 第 一 道 環(huán) 通 常 采 用 鍍 鉻 或 噴 鉬 處 理 ， 其 余 環(huán) 一 般 鍍 錫 或 磷 化 ， 用 于 改 善 其 磨 合 性。 多 孔 性 鉻 層 硬 度 高 ， 并 能 儲 存 少 量 機(jī) 油 可 以 減 輕 磨 損 和 改 善 潤 滑 ； 鉬 的 熔 點 高 ，也 具 有 多 孔 性 。 (1) 氣 環(huán)氣 環(huán) 開 有 切 口 ， 具 有 彈 性 ， 在 自 由 狀 態(tài) 下 外 徑 大 于 氣

22、缸 直徑 。 氣 環(huán) 的 切 口 形 狀 有 直 開 口 、 階 梯 形 開 口 和 斜 開 口 三 種 。汽 油 機(jī) 一 般 采 用 2道 氣 環(huán)柴 油 機(jī) 一 般 多 采 用 3道 氣 環(huán) 。氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀 很 多 ， 最 常 見 的 有 矩 形 環(huán) 、 扭 曲 環(huán) 、 錐 面環(huán) 、 梯 形 環(huán) 、 桶 面 環(huán) 和 頂 岸 環(huán) 等 。 矩 形 環(huán)優(yōu) 點 與 不 足 ： 斷 面 為 矩 形 ， 其 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 制造 方 便 ， 易 于 生 產(chǎn) ， 應(yīng) 用 最 廣 。 但 是 矩 形 環(huán) 有“ 泵 油 作 用 ” ， 易 形 成 積 炭 （ 圖 2-23） 。 扭 曲 環(huán)

23、在 矩 形 環(huán) 的 內(nèi) 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 內(nèi) 圓 部 分 切 槽 或 倒 角 的 稱 內(nèi)切 環(huán) ， 在 環(huán) 的 外 圓 部 分 切 槽 或 倒 角 的 稱 外 切 環(huán) , 廣 泛 地 應(yīng) 用 于第 2道 活 塞 環(huán) 槽 上 。l環(huán) 的 扭 曲 變 形 應(yīng) 使 環(huán) 的 端 面 與 氣 缸 壁 形 成 的 楔 形 尖 角 向 下 。l活 塞 向 上 運 動 時 ： 因 “ 油 楔 ” 作 用 使 環(huán) 懸 浮 于 氣 缸 壁 ， 改 善 潤 滑 ， 減 少 摩 擦 阻 力 ；l活 塞 向 下 運 動 時

24、， 向 下 刮 油 。l但 如 果 裝 反 使 尖 角 朝 上 ， 則 活 塞 向 上 運 動 時 ， 向 上 刮 油 ， 機(jī) 油 消 耗 率 劇 增 ， 排 氣 冒 藍(lán) 煙 。安 裝 時 內(nèi) 切 口 朝 上 ， 外 切 口 朝 下 ， 不 能 裝 反 2） 扭 曲 環(huán) ：a)正 扭 曲 環(huán) ： 內(nèi) 圓 上 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 或 外 圓 下 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 ；b)反 扭 曲 環(huán) ： 內(nèi) 圓 下 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 或 外 圓 上 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 ；圖 2-30 氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀（ b ） 正 扭 曲 內(nèi) 切 環(huán) （ c） 反

25、扭 曲 內(nèi) 切環(huán) 圖 2-31 扭 曲 環(huán) 的 作 用 原 理扭 曲 環(huán) 成 因 見 圖 2-31所 示 ： 活 塞 環(huán) 裝 入 氣 缸 后 ， 其 外 側(cè) 氣 缸 壁 的 作 用 力 F1與 內(nèi) 側(cè) 環(huán) 的 彈 力 F2不 在 一 條直 線 上 ， 于 是 產(chǎn) 生 扭 曲 力 矩 M， 從 而 使 環(huán) 的 邊 緣 與 環(huán) 槽 的 上 下 側(cè) 平 面 都 接 觸 ，避 免 了 因 環(huán) 在 環(huán) 槽 內(nèi) 的 上 下 竄 動 造 成 的 “ 泵 油 ” 現(xiàn) 象 。 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

26、 氣 缸 壁 的 接 觸 面 ， 提 高 了 表 面 接 觸 壓 力 ， 有 利 于磨 合 和 密 封 。 活 塞 下 行 時 ， 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 ， 不 能裝 反 ， 否 則 會 引 起 機(jī) 油 上 竄 。 梯 形 環(huán)易 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 。 桶 面 環(huán)當(dāng)

27、桶 面 環(huán) 上 下 運 動 時 ， 均 能 與 氣 缸 壁 形 成 楔 形 空 間 ， 磨 損 小 ，對 氣 缸 表 面 的 適 應(yīng) 性 和 對 活 塞 偏 擺 的 適 應(yīng) 性 均 較 好 ， 有 利 于 密封 。 但 凸 圓 弧 表 面 加 工 較 困 難 。 頂 岸 環(huán) ： 有 利 于 密 封 ； 可 以 減 少 汽 車 尾 氣 HC的 排 放 量 (2) 油 環(huán)油 環(huán) 有 普 通 油 環(huán) 和 組 合 油 環(huán) 兩 種 。 普 通 油 環(huán)普 通 油 環(huán) 又 叫 整 體 式 油 環(huán) 。 環(huán) 的 外 圓 柱 面中 間 加 工 有 凹 槽 ， 槽 中 鉆 有 小 孔 或 開 切 槽 ，有 些 普

28、通 環(huán) 還 在 其 外 側(cè) 上 邊 制 有 倒 角 ， 使 環(huán)在 隨 活 塞 上 行 時 形 成 油 楔 ， 可 起 均 布 潤 滑 油的 作 用 ， 下 行 刮 油 能 力 強 ， 減 少 了 潤 滑 油 的上 竄 。 組 合 式 油 環(huán)組 合 環(huán) 由 上 下 兩 片 側(cè) 軌 環(huán) 與 中 間 的 擴(kuò) 脹 器組 成 ， 側(cè) 軌 環(huán) 用 鍍 鉻 鋼 片 制 成 ， 擴(kuò) 脹 器 的 周邊 比 氣 缸 內(nèi) 圓 周 略 大 一 些 ， 將 側(cè) 軌 環(huán) 緊 緊 壓向 氣 缸 壁 。 這 種 油 環(huán) 的 接 觸 壓 力 高 ， 對 氣 缸 壁 面 適 應(yīng) 性 好 ， 而 且 回 油 通 路 大 ， 重 量

29、 小 ，刮 油 效 果 明 顯 。 缺 點 主 要 是 制 造 成 本 高 。 螺 旋 撐 簧 油 環(huán) 軌 形 撐 簧 油 環(huán) 功 用 -是 連 接 活 塞 和 連 桿 小 頭 ， 并 把 活 塞 承 受的 氣 體 壓 力 傳 給 連 桿 。 一 般 都 做 成 空 心 圓 柱 體 .工 作 條 件 高 溫 下 周 期 地 承 受 很 大 的 沖 擊 載荷 ， 其 本 身 又 作 擺 轉(zhuǎn) 運 動 ， 而 且 處 于 潤 滑 條 件 很差 的 情 況 下要 求 -活 塞 銷 具 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 ， 表 面 韌性 好 ， 耐 磨 性 好 ， 重 量 輕 。材 料 -低 碳 鋼

30、和 低 碳 合 金 鋼 制 成 ， 外 表 面 經(jīng) 滲碳 淬 火 處 理 以 提 高 硬 度 ， 精 加 工 后 進(jìn) 行 磨 光 ， 有較 高 的 尺 寸 精 度 和 表 面 光 潔 度 。2.2.1.3 活 塞 銷 活 塞 銷 的 內(nèi) 孔 有 三 種 形 狀 ：A 圓 柱 形 ；B 兩 段 截 錐 與 一 段 圓 柱 組 合 ；C 兩 段 截 錐 形 。圓 柱 形 孔 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 加 工 容 易 ， 中 間 部 分 應(yīng) 力 最 大 ， 兩 端較 小 ， 結(jié) 構(gòu) 質(zhì) 量 較 大 ， 往 復(fù) 慣 性 力 大 ；兩 段 截 錐 形 孔 ， 接 近 等 強 度 梁 ， 但 孔 的 加 工 較

31、 復(fù) 雜 ； 組 合 形 孔 的 結(jié) 構(gòu) 介 于 二 者 之 間 。 活 塞 銷 與 活 塞 銷 座 孔 及 連 桿 小 頭 襯 套 孔 的 連 接配 合 “全 浮 式 ” 安 裝 和 “ 半 浮 式 ” 安 裝 。活 塞 是 鋁 活 塞 ， 而 活 塞 銷 采 用 鋼 材 料 ， 鋁 比 鋼 熱 膨 脹 量大 。 為 了 保 證 高 溫 工 作 時 活 塞 銷 與 活 塞 銷 座 孔 為 過 渡 配 合 。 裝配 時 ， 先 把 鋁 活 塞 加 熱 到 一 定 程 度 ， 然 后 再 把 活 塞 銷 裝 入 。“ 半 浮 式 ” 安 裝 的 特 點 活 塞 銷 不 會 作 軸 向 竄 動 ，

32、 不需 要 鎖 片 。 小 轎 車 上 應(yīng) 用 較 多 . 2.2.2 連 桿功 用 連 接 活 塞 與 曲 軸 。 連 桿 小 頭 通 過 活 塞 銷 與 活塞 相 連 ， 連 桿 大 頭 與 曲 軸 的 連 桿 軸 頸 相 連 。 并 把 活 塞 承受 的 氣 體 壓 力 傳 給 曲 軸 ， 使 得 活 塞 的 往 復(fù) 運 動 轉(zhuǎn) 變 成 曲軸 的 旋 轉(zhuǎn) 運 動 。 工 作 條 件 承 受 周 期 性 變 化 的 活 塞 頂 部 氣 體 壓 力 和 慣 性 力 的 作 用 ， 即 壓 縮 、 拉 伸 和 彎 曲 等 交 變 載 荷 。要 求 連 桿 強 度 高 ， 剛 度 大 ， 重 量

33、 輕 。全 浮 式 活 塞 銷 ， 在 連 桿 小 頭 孔 中 壓 入 減 磨 的 青 銅 襯 套 。 在 小 頭 和 襯 套 上 銑 有 油 槽 或 鉆 有 油 孔半 浮 式 活 塞 銷 是 與 連 桿 小 頭 緊 配 合 的 ， 不 需 要 襯 套 和 潤 滑 。連 桿 桿 身 “工 ” 字 形 斷 面 ， 抗 彎 強 度 好 ， 重 量 輕 ， 大 圓 弧 過 渡 ， 且 上 小 下 大 ， 壓 力 潤 滑 連 桿， 桿 身 中 部 都 制 有 連 通 大 、 小 頭 的 油 道 。材 料 連 桿 體 和 連 桿 蓋 有 優(yōu) 質(zhì) 的 中 碳 鋼 或 中 碳 合 金 鋼 （ 如 45、 4

34、0Cr、 42CrMo、 40MnB等 ） 模 鍛 或 輥 鍛 而 成 。 連 桿 大 頭 與 曲 軸 連 桿 軸 頸 相 連 ， 有 平 分 和 斜 分 兩 種 平 分 汽 油 機(jī) 多 采 用 這 種 連 桿 。 斜 分 切 分 面 與 連 桿 桿 身 軸 線 成 30 60 夾 角 。 柴 油 機(jī) 多 采 用 這 種 連 桿 。 柴油 機(jī) 連 桿 軸 頸 較 粗 ， 大 頭 尺 寸 往 往 超 過 了 氣 缸 直 徑 ， 為 了 使 連 桿 大 頭 能 通 過 氣 缸 ，便 于 拆 裝 ， 一 般 都 采 用 斜 切 口 ， 最 常 見 的 是 45 夾 角 。連 桿 蓋 連 桿 大 頭

35、分 開 可 取 下 的 部 分 ， 連 桿 與 連 桿 蓋 配 對 加 工 ， 在 同 一 側(cè) 打上 配 對 記 號 ， 安 裝 時 不 得 互 相 調(diào) 換 或 變 更 方 向 。 斜 切 口 連 桿 常 用 的 定 位 方 法 有 鋸 齒定 位 、 圓 銷 定 位 、 套 筒 定 位 和 止 口 定 位 。連 桿 螺 栓 采 用 優(yōu) 質(zhì) 合 金 鋼 ， 并 精 加 工 和 熱 處 理 特 制 而 成 。 安 裝 連 桿 蓋 擰 緊連 桿 螺 栓 螺 母 時 ， 要 用 扭 力 板 手 分 2 3次 交 替 均 勻 地 擰 緊 到 規(guī) 定 的 扭 矩 ， 擰 緊 后 還應(yīng) 可 靠 的 鎖 緊

36、。 連 桿 螺 栓 損 壞 后 絕 不 能 用 其 它 螺 栓 來 代 替 。 連 桿 軸 瓦 連 桿 大 頭 孔 內(nèi) 的 瓦 片 式 滑 動 軸 承 。軸 瓦 分 上 、 下 兩 個 半 片 ， 多 采 用 薄 壁 鋼 背 軸 瓦 ， 內(nèi) 表 面 澆 鑄有 耐 磨 合 金 層 。 耐 磨 合 金 層 具 有 質(zhì) 軟 ， 容 易 保 持 油 膜 ， 磨 合 性好 ， 摩 擦 阻 力 小 ， 不 易 磨 損 等 特 點 。耐 磨 合 金 -有 巴 氏 合 金 ， 銅 鋁 合 金 ， 高 錫 鋁 合 金 。定 位 凸 鍵 供 安 裝 時 嵌 入 連 桿 大 頭 和 連 桿 蓋 的 定 位 槽 中

37、，以 防 軸 瓦 前 后 移 動 或 轉(zhuǎn) 動 ， 有 的 軸 瓦 上 還 制 有 油 孔 ， 安 裝 時 應(yīng)與 連 桿 上 相 應(yīng) 的 油 孔 對 齊 。 叉 形 連 桿 V型 發(fā) 動 機(jī) 連 桿 主 副 連 桿 2.2.3曲 軸 飛 輪 組 （ 圖 2-32）曲 軸 飛 輪 組 主 要 由 曲 軸 、 飛 輪 和 一 些 附 件 組 成 。 2.2.3.1 曲 軸功 用 與 連 桿 配 合 將 作 用 在 活 塞 上 的 氣 體 壓 力 變 為 旋 轉(zhuǎn) 的 動 力 ， 傳 給 傳 動 機(jī) 構(gòu) ； 驅(qū)動 配 氣 機(jī) 構(gòu) 和 其 它 輔 助 裝 置 （ 如 風(fēng) 扇 、 水 泵 、 發(fā) 電 機(jī) 等

38、 ） 。工 作 條 件 曲 軸 承 受 氣 體 壓 力 ， 慣 性 力 及 慣 性 力 矩 的 作 用 ， 受 力 大 而 且 受 力 復(fù) 雜 ，并 且 承 受 交 變 負(fù) 荷 的 沖 擊 作 用 ， 高 速 旋 轉(zhuǎn) 。要 求 曲 軸 具 有 足 夠 的 剛 度 和 強 度 ， 具 有 良 好 的 承 受 沖 擊 載 荷 的 能 力 ， 耐 磨 損 且 潤滑 良 好 。材 料 中 碳 鋼 或 中 碳 合 金 鋼 （ 如 45、 40Cr等 ） 模 鍛 而 成 。 為 提 高 耐 磨 性 和 耐 疲 勞 強度 ， 軸 頸 表 面 經(jīng) 高 頻 淬 火 或 氮 化 處 理 ， 并 經(jīng) 精 磨 加 工

39、 ， 以 達(dá) 到 較 高 的 表 面 硬 度 和 表 面粗 糙 度 的 要 求 。組 成 主 軸 頸 ， 連 桿 軸 頸 （ 曲 柄 銷 ） 、 曲 柄 、 平 衡 塊 、 前 端 和 后 端 等 。 曲 拐 一 個 主 軸 頸 、 一 個 連 桿 軸 頸 和 一 個 曲 柄 組 成 。 曲 拐 數(shù) 目 等 于 氣 缸數(shù) (直 列 式 發(fā) 動 機(jī) )； V型 發(fā) 動 機(jī) 曲 軸 的 曲 拐 數(shù) 等 于 氣 缸 數(shù) 的 一 半 。全 支 承 曲 軸 ： 曲 軸 的 主 軸 頸 數(shù) 比 氣 缸 數(shù) 目 多 一 個 。 曲 軸 的 強 度 和 剛 度 都 比較 好 ， 并 且 減 輕 了 主 軸 承

40、 載 荷 ， 減 小 了 磨 損 。 柴 油 機(jī) 和 大 部 分 汽 油 機(jī) 多 采 用這 種 形 式 。非 全 支 承 曲 軸 ： 曲 軸 的 主 軸 頸 數(shù) 比 氣 缸 數(shù) 目 少 或 與 氣 缸 數(shù) 目 相 等 。 縮 短 了曲 軸 的 總 長 度 ， 使 發(fā) 動 機(jī) 的 總 體 長 度 有 所 減 小 。全 支 承 曲 軸 非 全 支 承 曲 軸 曲 軸 的 連 桿 軸 頸 （ 亦 稱 曲 柄 銷 ） 是 曲 軸 與 連 桿 的 連 接 部 分， 通 過 曲 柄 與 主 軸 頸 相 連 ， 在 連 接 處 用 圓 弧 過 渡 ， 以 減 少 應(yīng) 力集 中 。曲 柄 是 主 軸 頸 和

41、連 桿 軸 頸 的 連 接 部 分 ， 斷 面 為 橢 圓 形 ， 為 了平 衡 慣 性 力 ， 曲 柄 處 鑄 有 (或 緊 固 有 )平 衡 重 塊 。 平 衡 重 塊 用 來平 衡 發(fā) 動 機(jī) 不 平 衡 的 離 心 力 矩 ， 有 時 還 用 來 平 衡 一 部 分 往 復(fù) 慣性 力 ， 從 而 使 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 。曲 軸 前 端 裝 有 正 時 齒 輪 ， 驅(qū) 動 風(fēng) 扇 和 水 泵 的 皮 帶 輪 以 及 起 動爪 等 。 為 了 防 止 機(jī) 油 沿 曲 軸 軸 頸 外 漏 ， 在 曲 軸 前 端 裝 有 一 個 甩油 盤 ， 在 齒 輪 室 蓋 上 裝 有 油 封 。后

42、 端 用 來 安 裝 飛 輪 ， 在 后 軸 頸 與 飛 輪 凸 緣 之 間 制 成 檔 油 凸 緣與 回 油 螺 紋 ， 以 阻 止 機(jī) 油 向 后 竄 漏 。 2.2.3.2 曲 拐 的 布 置 和 發(fā) 動 機(jī) 的 工 作 順 序曲 軸 的 形 狀 和 曲 拐 相 對 位 置 (即 曲 拐 的 布 置 )取 決 于氣 缸 數(shù) 、 氣 缸 排 列 和 發(fā) 動 機(jī) 的 發(fā) 火 順 序 。發(fā) 火 順 序 安 排 的 原 則 l連 續(xù) 作 功 的 兩 缸 相 距 盡 可 能 遠(yuǎn) ， 以 減 輕 主 軸 承 的載 荷 ， 同 時 避 免 可 能 發(fā) 生 的 進(jìn) 氣 重 疊 現(xiàn) 象 。l作 功 間 隔

43、 應(yīng) 力 求 均 勻 。發(fā) 火 間 隔 角 以 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 表 示 的 各 缸 發(fā) 火 的 間隔 時 間 ， 四 行 程 發(fā) 動 機(jī) 的 發(fā) 火 間 隔 角 為 720 /i， (i為 氣 缸 數(shù) 目 )。 (1) 四 沖 程 直 列 三 缸 發(fā) 動 機(jī)工 作 順 序 為 1-3-2或 1-2-3。 四 沖 程 直 列 三 缸 發(fā) 動 機(jī) 的 發(fā) 火 間 隔 角 應(yīng) 為 720 3=240 ， 3個 曲 拐互 成 120四 沖 程 直 列 三 缸 發(fā) 動 機(jī) 的 工 作 循 環(huán) 表 （ 工 作 順 序 為 1-2-3）曲 軸 轉(zhuǎn) 角 ( ) 第 一 缸 第 二 缸 第 三 缸0 180 0

44、 60 作 功 進(jìn) 氣 排 氣60 120 壓 縮120 180 進(jìn) 氣 180 360 180 240 排 氣240 300 作 功300 360 壓 縮360 540 360 420 進(jìn) 氣420 480 排 氣480 540 作 功540 720 540 600 壓 縮 600 660 進(jìn) 氣660 720 排 氣 （ 2） 四 缸 四 行 程 發(fā) 動 機(jī) 的 發(fā) 火 順 序 和 曲 拐 布 置 ：四 缸 發(fā) 動 機(jī) 的 曲 拐 布 置四 缸 四 行 程 發(fā) 火 間 隔 角 為 720 /4 180 。 即 為 1-3-4-2或 為 1-2-4-3 表 2-1 發(fā) 火 順 序 為 1-3

45、-4-2工 作 循 環(huán) 表曲 軸 轉(zhuǎn) 角 ( ) 第 一 缸 第 二 缸 第 三 缸 第 四 缸0 180 作 功 排 氣 壓 縮 進(jìn) 氣180 360 排 氣 進(jìn) 氣 作 功 壓 縮360 540 進(jìn) 氣 壓 縮 排 氣 作 功540 720 壓 縮 作 功 進(jìn) 氣 排 氣表 2-2 發(fā) 火 順 序 為 1-2-4-3工 作 循 環(huán) 表曲 軸 轉(zhuǎn) 角 ( ) 第 一 缸 第 二 缸 第 三 缸 第 四 缸0 180 作 功 壓 縮 排 氣 進(jìn) 氣180 360 排 氣 作 功 進(jìn) 氣 壓 縮 360 540 進(jìn) 氣 排 氣 壓 縮 作 功540 720 壓 縮 進(jìn) 氣 作 功 排 氣 (2)

46、 四 行 程 直 列 六 缸 發(fā) 動 機(jī) 的 發(fā) 火 順 序 和 曲 拐 布 置 ：四 行 程 直 列 六 缸 發(fā) 動 機(jī) 發(fā) 火 間 隔 角 為 720 /6=120 ， 六 個 曲 拐分 別 布 置 在 三 個 平 面 內(nèi) ， 一 種 發(fā) 火 順 序 是 1-5-3-6-2-4， 國 產(chǎn) 汽 車的 六 缸 直 列 發(fā) 動 機(jī) 都 用 這 種 ， 其 工 作 循 環(huán) 表 見 表 2-3。 另 一 種 發(fā) 火順 序 是 1-4-2-6-3-5。 表 2-3 直 列 六 缸 機(jī) 工 作 循 環(huán) 表（ 發(fā) 火 順 序 ： 1-5-3-6-2-4-1） （ 3） 四 行 程 V型 八 缸 發(fā) 動 機(jī)

47、 的 發(fā) 火 順 序發(fā) 火 間 隔 角 為 720 /8=90 ， V型 八缸 發(fā) 動 機(jī) 只 有 四 個 曲 拐 。 曲 拐 布 置 與 四 缸 發(fā) 動 機(jī) 相 同 ， 四 個 曲拐 布 置 在 同 一 平 面 內(nèi) ， 也 可 以 布 置 在 兩 個互 相 錯 開 90 的 平 面 內(nèi) ， 使 發(fā) 動 機(jī) 得 到 更好 地 平 衡 。發(fā) 火 順 序 為 R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2。 表 2-4 發(fā) 火 順 序 為 R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2 V型 八 缸 四 行 程 發(fā) 動 機(jī) 循 環(huán) 表曲 軸 轉(zhuǎn) 角 ( ) R1 R2 R3 R4 L4 L2 L3

48、 L10 180 90 作 功 作 功 排 氣 壓 縮 進(jìn) 氣 進(jìn) 氣 排 氣 壓 縮180 排 氣 進(jìn) 氣 壓 縮 作 功180 360 270 排 氣 作 功 壓 縮 進(jìn) 氣360 進(jìn) 氣 壓 縮 作 功 排 氣450 進(jìn) 氣 排 氣 作 功 壓 縮 360 540 540 壓 縮 作 功 排 氣 進(jìn) 氣630 壓 縮 進(jìn) 氣 排 氣 作 功540 720 720 作 功 排 氣 進(jìn) 氣 壓 縮 2.2.3.3 飛 輪功 用 用 來 貯 存 作 功 行 程 的 能 量 ， 克 服 進(jìn) 氣 、 壓 縮 和 排 氣 行 程 的 阻 力 和 其 它 阻力 ， 使 曲 軸 能 均 勻 地 旋 轉(zhuǎn)

49、。 飛 輪 外 緣 壓 有 的 齒 圈 與 起 動 電 機(jī) 的 驅(qū) 動 齒 輪 嚙 合 ， 供 起 動 發(fā) 動 機(jī) 用 ； 汽 車 離 合 器 也 裝 在 飛 輪 上 ， 利 用 飛 輪 后 端 面 作 為 驅(qū) 動 件 的 摩 擦 面 ， 用 來對 外 傳 遞 動 力 。 l高 速 旋 轉(zhuǎn) 件 ， 靜 平 衡 和 動 平 衡 要 求 高 ， 用 定 位 銷 和 不 對 稱 布 置 的 螺 栓 來 定 位 。l用 螺 栓 固 定 在 曲 軸 后 端 的 接 盤 上 。l具 有 很 大 的 轉(zhuǎn) 動 慣 量 的 鑄 鐵 圓 盤 ， 輪 緣 上 鑲 有 齒 圈 （ 齒 圈 與 飛 輪 為 緊 配 合

50、， 有 一 定 的 過 盈 量 ） 。l在 飛 輪 輪 緣 上 作 有 壓 縮 上 止 點 記 號 當(dāng) 飛 輪 上 的 記 號 與 外 殼 上 的 記 號 對 正 時 ， 正 好 是 壓 縮 上 止 點 。 四 缸 發(fā) 動 機(jī) 為 1缸 或 4缸 壓 縮 上 止 點 ； 六 缸 發(fā) 動 機(jī) 為 1缸 或 6缸 壓 縮 上 止 點 。 奧 迪 100飛 輪 上 有 “ 0”標(biāo) 記 。 2.2.3.4 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器l 曲 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 振 動 曲 軸 各 曲 拐 的 轉(zhuǎn) 動 比 飛 輪 時 快 時 慢 的 現(xiàn) 象l 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 的 功 用 就 是 吸 收 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 振

51、 動 的 能 量 ， 消 減 扭 轉(zhuǎn) 振 動 ， 避 免 發(fā) 生 強 烈 的 共 振 及 其 引 起 的 嚴(yán) 重 惡 果 。l 加 裝 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 的 條 件 曲 軸 剛 度 小 、 旋 轉(zhuǎn) 質(zhì) 量 大 、 缸 數(shù) 多 及 轉(zhuǎn) 速 高的 發(fā) 動 機(jī) ， 由 于 自 振 頻 率 低 ， 強 迫 振 動 頻 率 高 ， 容 易 達(dá) 到 臨 界 轉(zhuǎn) 速 而 發(fā)生 強 烈 的 共 振 。 (a)橡 膠 摩 擦 式 (b)摩 擦 片 式 (c)硅 油 粘 液 式圖 2-44 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 示 意 2.3 平 衡 機(jī) 構(gòu)曲 軸 的 曲 柄 臂 上 設(shè) 置 的 平 衡 重 只 能 平

52、衡 旋 轉(zhuǎn) 慣 性 力 及 其 力 矩 ， 而 往 復(fù) 慣 性 力 及 其力 矩 的 平 衡 則 需 采 用 專 門 的 平 衡 機(jī) 構(gòu) 。Fj曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 往 復(fù) 運 動 質(zhì) 量 將 產(chǎn) 生 往 復(fù) 慣 性 力Fj 一 階 往 復(fù) 慣 性 力 ， 與 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 的 余 弦 成 正 比Fj -二 階 往 復(fù) 慣 性 力 ， 與 二 倍 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 的 余 弦 成 正 比 。Fj=Fj +Fj往 復(fù) 慣 性 力 的 平 衡 狀 況 與 氣 缸 數(shù) 、 氣 缸 排 列 形 式 及 曲 拐 布 置 形 式 等 因 素 有 關(guān) 。四 沖 程 直 列 四 缸 發(fā) 動 機(jī) 一 階

53、往 復(fù) 慣 性 力 、 一 階 往 復(fù) 慣 性 力 矩 和 二 階 往 復(fù) 慣 性力 矩 都 平 衡 ， 唯 二 階 往 復(fù) 慣 性 力 不 平 衡 。 圖 2-78 作 用 于 平 面 曲 軸 上 的 一 階 和 二 階 往 復(fù) 慣 性 力 示 意 圖 圖 2-79 鏈 傳 動 雙 軸 平 衡 機(jī) 構(gòu) （ 三 菱 公 司 ）圖 2-79所 示 為 兩 根 平 衡 軸 一 高 一 低 在 氣 缸 中 心 線 左 右 等 距 布 置 ， 上 方 的 平 衡 軸與 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 同 ， 下 方 的 平 衡 軸 旋 向 相 反 ， 上 下 平 衡 軸 的 垂 直 距 離 等 于 連桿

54、長 度 的 0.7倍 。 這 種 平 衡 機(jī) 構(gòu) 可 以 顯 著 地 降 低 由 二 階 往 復(fù) 慣 性 力 和 氣 體 力 所 造成 的 振 動 和 噪 聲 。 圖 2-80所 示 為 齒 輪 傳 動 的 雙 軸 平 衡 裝 置 。 整 個 裝 置 置 于 油 底 殼 內(nèi) ， 兩 個 平衡 軸 高 度 相 同 ， 相 對 氣 缸 中 心 線 左 右 對 稱 。 圖 2-80 齒 輪 傳 動 的 雙 軸 平 衡 裝 置 （ 通 用 汽 車 公 司 ） 圖 2-81 單 軸 平 衡 機(jī) 構(gòu) （ 夏 利 TJ376Q） 2.4 內(nèi) 燃 機(jī) 的 燃 燒 室l燃 燒 室 當(dāng) 活 塞 到 達(dá) 上 止 點

55、 時 ， 氣 缸 蓋 、 氣 缸壁 面 和 活 塞 頂 三 部 分 或 氣 缸 蓋 和 活 塞 頂 兩 部 分 組 成的 密 閉 空 間 ， 該 密 閉 空 間 的 容 積 就 是 計 算 壓 縮 比 時使 用 的 燃 燒 室 體 積 。l應(yīng) 注 意 內(nèi) 燃 機(jī) 的 燃 燒 并 不 只 是 在 上 述 定 義 的 燃 燒室 內(nèi) 進(jìn) 行 的 。l傳 統(tǒng) 的 汽 油 機(jī) 的 燃 燒 室 主 要 在 氣 缸 蓋 上 ， 但 隨 著缸 內(nèi) 直 噴 汽 油 機(jī) 的 出 現(xiàn) ， 以 活 塞 頂 部 的 凹 坑 已 成 為燃 燒 室 的 重 要 組 成 部 分 。l柴 油 機(jī) 的 燃 燒 室 可 分 為 統(tǒng)

56、 一 式 燃 燒 室 （ 直 噴 式 ）和 分 隔 式 （ 非 直 噴 ） 燃 燒 室 兩 大 類 。 (1) 半 球 型 燃 燒 室 （ Semi-spherical Type） 半 球 型 燃 燒 室 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 火 花 塞 布 置 在 燃 燒 室 中 央 ， 火 焰 行 程 短 ， 故 燃 燒 速 率 高 ， 散熱 少 ， 熱 效 率 高 。 這 種 燃 燒 室 結(jié) 構(gòu) 上 也 允 許 氣 門 雙 行 排 列 ， 進(jìn) 氣 口 直 徑 較 大 ， 故 充 氣 效 率 較 高， 雖 然 使 配 氣 機(jī) 構(gòu) 變 得 較 復(fù) 雜 ， 但 有 利 于 排 氣 凈 化 ， 在 轎 車 發(fā) 動

57、 機(jī) 上 被 廣 泛 地 應(yīng) 用 。(2) 多 球 型 燃 燒 室 （ Multi-spherical Type）由 兩 個 以 上 半 球 形 凹 坑 組 成 的 ,其 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 面 容 比 小 ， 火 焰 傳 播 距 離 短 ， 氣 門 直 徑 較大 ， 氣 道 比 較 平 直 ， 且 能 產(chǎn) 生 擠 氣 渦 流 。 夏 利 TJ376Q型 汽 油 機(jī) 即 為 此 種 燃 燒 室 。 (3) 楔 型 燃 燒 室 （ Wedge Type）楔 型 燃 燒 室 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 緊 湊 ， 散 熱 面 積 小 ， 熱 損 失 也 小 ， 能 保 證 混 合 氣 在 壓 縮 行 程

58、中形 成 良 好 的 渦 流 運 動 ， 有 利 于 提 高 混 合 氣 的 混 合 質(zhì) 量 ， 進(jìn) 氣 阻 力 小 ， 提 高 了 充 氣 效 率 。 氣 門 排 成一 列 ， 使 配 氣 機(jī) 構(gòu) 簡 單 ， 但 火 花 塞 置 于 楔 形 燃 燒 室 高 處 ， 火 焰 傳 播 距 離 長 些 ， 切 諾 基 轎 車 發(fā) 動 機(jī)采 用 這 種 形 式 的 燃 燒 室 。 4) 篷 型 燃 燒 室 （ Pent Roof Type） (圖 214e) 近 年 來 在 高 性 能 多 氣 門 轎 車 發(fā) 動 機(jī) 上 廣 泛 應(yīng) 用 的 燃 燒 室 。 特別 是 小 氣 門 夾 角 的 淺 篷

59、形 燃 燒 室 得 到 了 較 大 的 發(fā) 展 。 在 每 缸 四 氣門 發(fā) 動 機(jī) 歐 寶 V6、 奔 馳 320E、 富 士 EJ20等 和 每 缸 五 氣 門 汽 油 機(jī)三 菱 3G81等 上 得 到 了 應(yīng) 用 。5) 浴 盆 型 （ Bathtub Type） 燃 燒 室 浴 盆 型 燃 燒 室 ， 氣 缸 蓋 工 藝 性 好 ， 制 造 成 本 低 ， 但 因 氣 門 直徑 易 受 限 制 ， 進(jìn) 、 排 氣 效 果 要 比 半 球 型 燃 燒 室 差 。 捷 達(dá) 轎 車 發(fā) 動機(jī) 、 奧 迪 轎 車 發(fā) 動 機(jī) 采 用 盆 型 燃 燒 室 。 6） 活 塞 頂 燃 燒 室豐 田

60、汽 油 機(jī) 的 燃 燒 室 三 菱 GDI汽 油 機(jī) 的 燃 燒 室 2.4.2 柴 油 機(jī) 的 燃 燒 室2.4.2.1 柴 油 機(jī) 燃 燒 室 的 種 類柴 油 機(jī) 的 燃 燒 室l統(tǒng) 一 式 燃 燒 室 （ 直 接 噴 射 式 柴 油 機(jī) 用 ）l分 隔 式 燃 燒 室 （ 非 直 接 噴 射 式 柴 油 機(jī) 用 ）根 據(jù) 燃 燒 室 的 特 點 也 常 把 柴 油 機(jī) 區(qū) 分l直 接 噴 射 式 （ DI） 柴 油 機(jī) （ Direct-injection engine）l非 直 接 噴 射 式 （ IDI） 柴 油 機(jī) （ Indirect-injection engine） 2.4

61、.2.2 柴 油 機(jī) 的 統(tǒng) 一 式 燃 燒 室混 合 氣 形 成 燃 油 自 噴 油 器 直 接 噴 射 到 燃 燒 室 中 ， 借 噴 出 油 注 的 形 狀 和 燃燒 室 形 狀 的 匹 配 ， 以 及 燃 燒 室 內(nèi) 空 氣 渦 流 運 動 ， 迅 速 形 成 混 合 氣 。構(gòu) 造 特 點 由 活 塞 凹 頂 頂 部 與 氣 缸 蓋 底 部 所 包 圍 的 單 一 內(nèi) 腔 ， 幾 乎 全 部 容積 都 在 活 塞 頂 面 上 ， 缸 蓋 底 面 一 般 是 平 的 ， 活 塞 頂 部 下 凹 。DI柴 油 機(jī) 的 燃 燒 室 的 種 類 常 見 的 有 型 、 淺 球 型 、 器 皿

62、型 、 U型 等 。（ 1） 型 燃 燒 室 l 采 用 螺 旋 進(jìn) 氣 道 或 切 向 進(jìn) 氣 道 ， 以 產(chǎn) 生 進(jìn) 氣 渦 流 ， 并 于 壓 縮 末 期 組 織 中 等 強度 的 繞 氣 缸 軸 線 轉(zhuǎn) 動 的 擠 氣 渦 流 ， 促 進(jìn) 混 合 氣 的 形 成 和 改 善 燃 燒 狀 況l 采 用 小 孔 徑 的 多 孔 噴 油 器 。l 混 合 氣 形 成 的 方 式 空 間 霧 化 混 合 。 燃 油 以 較 高 的 壓 力 (17 22MPa)噴 入氣 缸 時 ， 大 部 分 燃 油 以 霧 狀 分 布 在 燃 燒 室 空 間 ， 少 量 燃 油 由 于 空 氣 渦 流 運 動

63、 的 作 用 ， 被 甩 到 燃 燒 室 壁 面 上 形 成 油 膜 。 油 膜 受 熱 蒸 發(fā) ， 并 在 燃 燒 開 始 后 大 量 蒸發(fā) ， 柴 油 蒸 汽 被 空 氣 渦 流 帶 走 ， 迅 速 與 空 氣 形 成 可 燃 混 合 氣 。 優(yōu) 點 ： 形 狀 簡 單 、 易 于 加 工 ； 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 散 熱 面 積 小 、熱 效 率 高 ； 一 部 分 燃 油 在 空 間 先 形 成 混 合 氣 而 發(fā) 火 ， 起 動性 較 好 。缺 點 ： 要 求 的 噴 油 壓 力 高 ， 對 配 套 的 噴 油 泵 和 噴 油 器 中的 配 合 偶 件 加 工 精 度 要 求 高 ；

64、多 孔 噴 油 器 的 噴 孔 直 徑 小 ， 易于 堵 塞 ； 同 時 著 火 的 混 合 氣 較 多 ， 發(fā) 動 機(jī) 工 作 比 較 粗 暴 。 (2) 球 形 燃 燒 室 ：l利 用 強 烈 的 進(jìn) 氣 渦 流 來 促 進(jìn) 混 合 氣 形 成 的 。 混 合 氣 形 成 的 方 式 油 膜 表 面 蒸 發(fā) 混 合 。燃 油 以 較 高 的 噴 射 壓 力 (17 19MPa)由 噴 油 器 順 氣 流 方 向 和 接 近 燃 燒 室 切 線 方 向噴 入 燃 燒 室空 氣 渦 流 的 作 用 ， 絕 大 部 分 的 燃 油 附 在 燃 燒 室 壁 面 上 ， 形 成 一 層 比 較 均

65、勻 的油 膜 。缺 點 ： 起 動 困 難 ， 須 采 用 螺 旋 形 進(jìn) 氣 道 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 制 造 困 難 。優(yōu) 點 ： 工 作 柔 和 ， 噪 音 小 。 2.4.2.3 柴 油 機(jī) 的 分 隔 式 燃 燒 室l分 隔 式 燃 燒 室 由 兩 部 分 組 成 ， 一 部 分 位 于 活 塞 頂 與 氣 缸 底 面 之 間 ， 稱 為 主燃 燒 室 ， 另 一 部 分 在 氣 缸 蓋 中 ， 稱 為 副 燃 燒 室 。 這 兩 部 分 由 一 個 或 幾 個 孔道 相 連 。l分 隔 式 燃 燒 室 的 常 見 型 式 有 渦 流 室 燃 燒 室 (Swirl Chamber)和 預(yù) 燃 室 燃 燒室 (Precombustion Chamber)兩 種 。 （ 1） 渦 流 室 優(yōu) 點 ： 工 作 柔 和 ， 空 氣 利 用 率 較 高 ， 噴 射 壓 力 也 較 低 。 缺 點 ： 熱 損 失 大 ， 經(jīng) 濟(jì) 性 差 ， 起 動 困 難 。 （ 2） 預(yù) 燃 室 燃 燒 室 （ 圖 2-87） : 缸 蓋 上 有 預(yù) 燃 室 ， 占 燃 燒 室 總 容 積 的 1/3， 預(yù) 燃 室 與主 燃 室 有 通 道 ， 活 塞 為 平 頂 。 因 為 通 道 不 是 切 向 的 ， 所 以 壓縮 時 不 產(chǎn) 生 渦 流 。