單元二曲柄連桿機(jī)構(gòu)

2021-5-27 1 單 元 二 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 2021-5-27 2 1.1 概 述1.1功 用 將 燃 料 燃 燒 時(shí) 產(chǎn) 生 的 熱 能 轉(zhuǎn) 變 為 活 塞 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng)的 機(jī) 械 能 ， 再 轉(zhuǎn) 變 為 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 而 對(duì) 外 輸 出 動(dòng) 力 2021-5-27 3 1.2組 成 一 、 機(jī) 體 組 （ 不 動(dòng) 件 ） 氣 缸 體 、 曲 軸 箱 、 油 底 殼 、 氣 缸 套 、氣 缸 蓋 和 氣 缸 墊 2021-5-27 4 二 、 活 塞 連 桿 組 （ 運(yùn) 動(dòng) 件 ）由 活 塞 、 活 塞 環(huán) 、 活 塞 銷 和 連 桿 組 成三 、 曲 軸 飛 輪 組曲 軸 、 飛 輪 、 減 振 器 2021-5-27 5 1.3受 力 分 析 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 受 的力 主 要 有 氣 壓 力 P， 往 復(fù)慣 性 力 Pj， 旋 轉(zhuǎn) 離 心 力 Pc和 摩 擦 力 F。 P Pj PCF 2021-5-27 6 1.3.1氣 壓 力 氣 壓 力 P的 集 中 力 PP分 解 為 側(cè)壓 力 NP和 SP， SP分 解 為 RP和 TP， RP使 曲 軸 主 軸 頸 處受 壓 ， TP為 周 向 產(chǎn) 生 轉(zhuǎn) 矩的 力 。(1)作 功 行 程 側(cè) 壓 力 NP向 左 ， 活塞 的 左 側(cè) 面 壓 向 氣 缸 壁 ，左 側(cè) 磨 損 嚴(yán) 重 NP SPPR P TP 2021-5-27 7 (2)壓 縮 行 程 側(cè) 壓 力 NP向 右 ， 活塞 的 右 側(cè) 面 壓 向 氣 缸 壁 ，左 側(cè) 磨 損 嚴(yán) 重 NPPSPRPTP 2021-5-27 8 1.3.2 往 復(fù) 慣 性 力 Pj 活 塞 在 上 半 行 程 時(shí) ， 慣性 力 都 向 上 ， 下 半 行 程 時(shí) ，慣 性 力 都 向 下 。 在 上 下 止 點(diǎn)活 塞 運(yùn) 動(dòng) 方 向 改 變 ， 速 度 為零 ， 加 速 度 最 大 ， 慣 性 力 也最 大 ； 在 行 程 中 部 附 近 ， 活塞 運(yùn) 動(dòng) 速 度 最 大 ， 加 速 度 為零 ， 慣 性 力 也 等 于 零 。 Pj 2021-5-27 9 1.3.3 離 心 慣 性 力 PC 旋 轉(zhuǎn) 機(jī) 件 的 圓 周運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 離 心 慣 性 力 ，方 向 背 離 曲 軸 中 心 向 外 。離 心 力 加 速 軸 承 與 周 頸的 磨 損 ， 也 引 起 發(fā) 動(dòng) 機(jī)振 動(dòng) 而 傳 到 機(jī) 體 外 。 Pc 2021-5-27 10 4.摩 擦 力 F 指 相 互 運(yùn) 動(dòng) 件 之 間的 摩 擦 力 ， 它 是 造 成 配 合表 面 磨 損 的 根 源 。 F 2021-5-27 11 機(jī) 體 組 由 氣 缸 體 、曲 軸 箱 、 油 底 殼 、氣 缸 套 、 氣 缸 蓋 、氣 缸 墊 組 成 。2機(jī) 體 組 2021-5-27 12 2.1氣 缸 體 與 曲 軸 箱2.1.1缸 體 的 結(jié) 構(gòu)機(jī) 體 是 構(gòu) 成 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的骨 架 ， 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 各 機(jī)構(gòu) 和 各 系 統(tǒng) 的 安 裝 基礎(chǔ) ， 其 內(nèi) 、 外 安 裝 著發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 所 有 主 要 零件 和 附 件 ， 承 受 各 種載 荷 。 因 此 ， 機(jī) 體 必須 要 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和剛 度 。 機(jī) 體 組 主 要 由氣 缸 體 、 曲 軸 箱 、 氣缸 蓋 和 氣 缸 墊 等 零 件組 成 。 2021-5-27 13 2.1.2. 氣 缸 的 排 列 形 式（ 1） 直 列 式 ： 多 用 于 六 缸 以 下 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。（ 2） V型 式 ： 它 縮 短 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 長(zhǎng) 度 和 高 度 ， 多用 于 八 缸 以 上 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。（ 3） 對(duì) 置 式 ： 是 V型 的 特 殊 形 式 。 2021-5-27 14 2.1.3. 曲 軸 箱 的 型 式（ 1） 平 分 式 定 義 ： 主 軸 承 座 孔 中 心線 位 于 曲 軸 箱 分 開 面 上 。 特 點(diǎn) ： 剛 度 小 ， 前 后 端呈 半 圓 形 ， 與 油 底 殼 接 合 面的 密 封 較 困 難 。 應(yīng) 用 ： 中 小 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。 2021-5-27 15 （ 2） 龍 門 式 定 義 ： 主 軸 承 座 孔 中心 線 高 于 曲 軸 箱 分 開 面 。 特 點(diǎn) ： 剛 度 較 大 ， 油底 殼 前 后 端 為 一 平 面 ， 密封 簡(jiǎn) 單 可 靠 。 應(yīng) 用 ： 大 中 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。 2021-5-27 16 （ 3） 隧 道 式 定 義 ： 主 軸 承 座孔 不 分 開 。 特 點(diǎn) ： 剛 度 最 大 ，主 軸 承 同 軸 度 易 保 證 ，主 軸 承 用 滾 動(dòng) 軸 承 。 應(yīng) 用 ： 負(fù) 荷 較 大的 柴 油 機(jī) 。 2021-5-27 17 2.1.4油 底 殼 1.功 用 ： 貯 存 和 冷 卻 機(jī) 油 并 封 閉 曲 軸 箱 。 2.構(gòu) 造 ： （ 1） 用 薄 鋼 板 沖 壓 而 成 。 （ 2） 內(nèi) 部 設(shè) 有 穩(wěn) 油 擋 板 ， 以 防 止 汽 車 振 動(dòng) 時(shí)油 底 殼 油 面 產(chǎn) 生 較 大 的 波 動(dòng) 。 （ 3） 最 低 處 有 放 油 塞 曲 軸 箱 與 油 底 殼 之 間 有密 封 襯 墊 。 2021-5-27 18 2.1.5氣 缸 套 1.目 的 ： 解 決 成 本 與 壽 命 之 間 的 矛 盾 。氣 缸 內(nèi) 鑲 了 用 耐 磨 的 高 級(jí) 鑄 鐵 材 料 制 成 的 氣 缸 套 ，而 缸 體 則 可 用 價(jià) 廉 的 普 通 鑄 鐵 或 質(zhì) 量 輕 的 鋁 合 金制 成 ， 這 樣 ， 既 延 長(zhǎng) 了 使 用 壽 命 ， 又 節(jié) 省 了 好 材料 。 2021-5-27 19 2.型 式（ 1） 干 式 缸 套 13m m 定 義 ： 其 外 表 面 不 直 接 與冷 卻 水 接 觸 。 特 點(diǎn) ：1)壁 厚 較 薄 （ 1m m 3m m ） ；2)與 缸 體 承 孔 過 盈 配 合 ；3)不 易 漏 水 漏 氣 。 13m m 2021-5-27 20 （ 2） 濕 式 缸 套 定 義 ： 其 外 表 面 直 接 與冷 卻 水 接 觸 。特 點(diǎn) ： 1)壁 厚 較 厚 （ 5 9m m ） ；2)散 熱 效 果 好 ；3)易 漏 水 漏 氣 ；4)易 穴 蝕 59m m 0.050.15m m 2021-5-27 21 定 位 ： 1） 徑 向 ： 靠 上 下 兩個(gè) 凸 出 的 、 與 氣 缸 體 間 為動(dòng) 配 合 的 圓 環(huán) 帶 A和 B。 2） 軸 向 ： 利 用 缸 套上 部 凸 緣 與 缸 體 相 應(yīng) 的 臺(tái)階 。 0.050.15m mAB 2021-5-27 22 密 封 ： 上 部 ： 缸 套 頂 面 高 出 缸體 0.05m m 0.15m m ， 當(dāng) 氣缸 蓋 螺 栓 擰 緊 后 ， 缸 套 與 缸體 凸 臺(tái) 接 合 處 、 缸 套 與 缸 墊接 合 處 ， 承 受 較 大 的 壓 緊 力 。 0.050.15m m 2021-5-27 23 下 部 ： 1 3個(gè) 耐 熱 耐 油 的 橡 膠 密 封 圈 2021-5-27 24 2.1.6氣 缸 蓋1.結(jié) 構(gòu) 氣 缸 蓋 上 有 冷 卻 水套 、 燃 燒 室 、 進(jìn) 排 氣 門道 、 氣 門 導(dǎo) 管 孔 和 進(jìn) 排氣 門 座 、 火 花 塞 孔 （ 汽油 機(jī) ） 或 噴 油 器 座 孔 。 2021-5-27 25 2.汽 油 機(jī) 燃 燒 室（ 1） 盆 形 燃 燒 室 ： 其 特 點(diǎn) 為1） 氣 門 平 行 于 氣 缸 軸 線 ；2） 有 擠 氣 冷 激 面 ， 可 形 成 擠 氣 渦 流 ；3） 盆 的 形 狀 狹 窄 ， 氣 門 尺 寸 受 限 ， 換 氣 質(zhì) 量 較 差 ，燃 燒 速 度 較 低 ， CO和 HC排 放 較 高 而 NO的 排 放 較低 。 2021-5-27 26 （ 2） 楔 形 燃 燒 室其 特 點(diǎn) 為 ：1） 氣 門 斜 置 ， 氣 流 導(dǎo) 流 較 好 ， 充 氣 效 率 高 ；2） 有 擠 氣 冷 激 面 ， 可 形 成 擠 氣 渦 流 ；燃 燒 速 度 較 快 ， CO和 HC排 放 較 低 而 NO的 排 放 稍 高 。 2021-5-27 27 （ 3） 半 球 形 燃 燒 室其 特 點(diǎn) 為 1)氣 門 成 橫 向 V型 排 列 ， 因 此 氣 門 頭 部 直 徑 可 以做 得 較 大 ， 換 氣 好 ； 2)火 花 塞 位 于 燃 燒 室 的 中 部 火 焰 行 程 短 ， 燃 燒 速度 最 高 ， 動(dòng) 力 性 、 經(jīng) 濟(jì) 性 最 好 。 是 高 速 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 常用 的 燃 燒 室 ； 3)CO和 HC排 放 最少 ， 而 NO的 排 放較 高 。 2021-5-27 28 2.1.7氣 缸 墊1.作 用保 證 氣 缸 體 與 氣 缸 蓋 間 的 密 封 ， 防 止 漏水 、 漏 氣 。 2021-5-27 29 2.構(gòu) 造金 屬 石 棉 墊 包 括 銅 皮 和 鋼 片 ，且 在 缸 口 、 水 孔 、 油 道口 周 圍 卷 邊 加 強(qiáng) ， 內(nèi) 填石 棉 （ 常 摻 入 銅 屑 或 鋼絲 ， 以 加 強(qiáng) 導(dǎo) 熱 ） 。 2021-5-27 30 （ 1） 金 屬 骨 架 石棉 墊 ： 以 編 織 的 鋼 絲 網(wǎng)（ 圖 c） 或 有 孔 鋼 板（ 圖 d） 為 骨 架 ， 外 覆石 棉 ， 只 在 缸 口 、 水孔 、 油 道 口 處 用 金 屬片 包 邊 。 2021-5-27 31 純 金 屬 墊 ： 由 單 層 或 多 層 金 屬 片 （ 銅 、 鋁 或 低 碳鋼 ） 制 成 ， 用 于 某 些 強(qiáng) 化 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。 2021-5-27 32 安 裝 注 意 ： 金 屬 皮 的 金 屬 石棉 墊 ， 缸 口 金 屬 卷 邊一 面 應(yīng) 朝 向 易 修 整 接觸 面 或 硬 平 面 。 因 卷邊 一 面 會(huì) 對(duì) 與 其 接 觸的 平 面 造 成 壓 痕 變 形 。 2021-5-27 33 2.1.8機(jī) 體 的 檢 驗(yàn) 2.1.8.1機(jī) 體 的 損 傷 形 式1.裂 紋2.變 形3.磨 損2.1.8.2機(jī) 體 的 檢 驗(yàn)缸 體 變 形 檢 修 點(diǎn) 擊 播 放 氣 缸 磨 損 檢 驗(yàn) 點(diǎn) 擊 播 放 氣 缸 蓋 拆 裝 點(diǎn) 擊 播 放 2021-5-27 34 3 活 塞 連 桿 組 2021-5-27 35 組 成 ： 活 塞 、 活 塞 環(huán) 、 活 塞 銷 、 連 桿 、 連 桿 軸 承 2021-5-27 36 3.1活 塞3.1.1功 用1.與 氣 缸 蓋 、 氣 缸 壁 等 共 同 組 成 燃 燒 室 ；2.承 力 傳 力 ： 承 受 氣 體 壓 力 ， 并 將 此 力 傳 給 連 桿 ，以 推 動(dòng) 曲 軸 旋 轉(zhuǎn) 。 2021-5-27 37 3.1.2材 料 ： 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 活 塞 廣 泛 采 用 鋁 合 金 。 其特 點(diǎn) 為1.質(zhì) 量 小 （ 約 為 鑄 鐵 活 塞 的 50% 70%） ；2.導(dǎo) 熱 性 好 （ 約 為 鑄 鐵 的 三 倍 ） ；3.熱 膨 脹 系 數(shù) 大 。 2021-5-27 38 3.1.3組 成根 據(jù) 其 作 用 ， 活 塞 可 分 為 頂 部 、 環(huán) 槽 部 、 裙 部 和活 塞 銷 座 四 部 分 。銷 座 2021-5-27 39 1.頂 部 ： 是 燃 燒 室 的 組 成 部 分 ， 用 來 承 受 氣 體 壓 力 。汽 油 機(jī) 活 塞 的 頂 部 形 狀 有 ：（ 1） 平 頂 ： 受 熱 面 積 小 ， 廣 泛 采 用 。（ 2） 凸 頂 ： 與 半 球 形 燃 燒 室 配 用 。（ 3） 凹 頂 ： 高 壓 縮 比 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 為 了 防 止 碰 撞 氣 門 ，也 可 用 凹 坑 的 深 度 來 調(diào) 整 壓 縮 比 。 2021-5-27 40 2.活 塞 銷 座 ： 用 以 安 裝 活 塞 銷 。 在 銷 座 孔 兩 端 有 卡環(huán) 槽 ， 用 以 安 裝 卡 環(huán) 。 2021-5-27 41 3.1.4活 塞 的 變 形 及 采 取 的 相 應(yīng) 措 施1.變 形 原 因 ： 熱 膨 脹 、 側(cè) 壓 力 和 氣 體 壓 力 。 2021-5-27 42 2.變 形 規(guī) 律（ 1） 活 塞 的 熱 膨 脹 量 大 于 氣 缸 的 膨 脹 量 ， 使 配 缸間 隙 變 小 。 因 活 塞 溫 度 高 于 氣 缸 壁 ， 且 鋁 合 金 的膨 脹 系 數(shù) 大 于 鑄 鐵 ；（ 2） 活 塞 自 上 而 下 膨 脹 量 由 大 而 小 。 因 溫 度 上 高下 低 ， 壁 厚 上 厚 下 薄 ；（ 3） 裙 部 周 向 近 似 橢 圓 形 變 化 ， 長(zhǎng) 軸 沿 銷 座 孔 軸線 方 向 。 因 銷 座 處 金 屬 量 多 而 膨 脹 量 大 ， 以 及 側(cè)壓 力 作 用 的 結(jié) 果 。 點(diǎn) 擊 觀 看活 塞 變 形 動(dòng) 畫 2021-5-27 43 冷 態(tài) 時(shí)正 常 工 作 時(shí) 頭 部 橢 圓 裙 部 截 錐 體 2021-5-27 44 3.結(jié) 構(gòu) 措 施（ 1） 活 塞 縱 斷 面 制 成 上 小 下 大 的 截 錐 形 。（ 2） 活 塞 橫 斷 面 制 成 橢 圓 形 ， 長(zhǎng) 軸 垂 直 于 銷 座 孔軸 線 方 向 ， 即 側(cè) 壓 力 方 向 。 （ 3） 銷 座 處 凹 陷 0.5m m 1.0m m 。 2021-5-27 45 （ 4） 裙 部 開 絕 熱 膨 脹 槽 （ “ T”形 或 形 槽 ） ，其 中 橫 槽 叫 絕 槽 ， 豎 槽 叫 膨 脹 槽 。 2021-5-27 46 （ 5） 采 用 雙 金 屬 活 塞 ：即 在 活 塞 裙 部 或 銷 座內(nèi) 嵌 鑄 入 鋼 片 ， 以 減少 裙 部 的 膨 脹 量 。 1） 恒 范 鋼 片 式 ： 活 塞銷 座 通 過 恒 范 鋼 片 與裙 部 相 連 ， 而 恒 范 鋼片 （ 含 鎳 33% 36%）的 膨 脹 系 數(shù) 僅 為 鋁 合金 的 十 分 之 一 。 這 樣 ，使 裙 部 膨 脹 量 大 為 減少 。 2021-5-27 47 2） 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 式 ： 膨 脹 系 數(shù) 小 的 低 碳 鋼片 貼 在 銷 座 鋁 層 的 內(nèi) 側(cè) ，依 靠 鋼 片 的 牽 制 作 用 ， 及鋼 片 與 鋁 殼 之 間 的 雙 金 屬效 應(yīng) 來 減 小 裙 部 側(cè) 壓 力 方向 的 膨 脹 量 。 2021-5-27 48 3)筒 形 鋼 片 式 ： 澆 鑄 時(shí) ， 將 鋼筒 夾 在 鋁 合 金 中 ，冷 凝 時(shí) 鋼 筒 內(nèi) 外 側(cè)的 鋁 合 金 分 別 產(chǎn) 生“ 收 縮 縫 隙 ” 和 拉應(yīng) 力 。 工 作 時(shí) 因 要先 消 除 “ 收 縮 縫 隙 ”和 拉 應(yīng) 力 而 膨 脹 量減 小 。 2021-5-27 49 3.1.5偏 置 銷 座1.定 義 ： 活 塞 銷 座 朝 向 承 受 作 功 側(cè) 壓 力 的 一 面 （ 圖 示左 側(cè) ） 偏 移 1m m 2m m 。2.作 用 ： 減 輕 活 塞 換 向 時(shí) 對(duì) 氣 缸 壁 的 敲 擊 。 2021-5-27 50 3.原 理 ： 因 銷 座 偏 置 ， 在 接 近 上 止 點(diǎn) 時(shí) ， 作 用 在 活 塞銷 座 軸 線 以 右 的 氣 體 壓 力 大 于 左 邊 ， 使 活 塞 傾 斜 ， 裙部 下 端 提 前 換 向 。 而 活 塞 在 越 過 上 止 點(diǎn) ， 側(cè) 壓 力 反 向時(shí) ， 活 塞 才 以 左 下 端 接 觸 處 為 支 點(diǎn) ， 頂 部 向 左 轉(zhuǎn) （ 不是 平 移 ） ， 完 成 換 向 。 2021-5-27 51 可 見 偏 置 銷 座 使 活 塞 換 向 分 成 了 兩 步 第 一 步 是 在 氣 體 壓 力 較 小 時(shí) 進(jìn) 行 ， 且 裙 部 彈 性好 ， 有 緩 沖 作 用 ； 第 二 步 雖 氣 體 壓 力 大 ， 但 它 是 個(gè) 漸 變 過 程 。 為此 ， 兩 步 過 渡 使 換 向 沖 擊 力 大 為 減 弱 。 2021-5-27 52 3.2 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 。功 用 ： 氣 環(huán) 的 是 保 證 氣 缸 與 活塞 間 的 密 封 性 ， 防 止 漏 氣 ， 并 且要 把 活 塞 頂 部 吸 收 的 大 部 分 熱 量傳 給 氣 缸 壁 ， 由 冷 卻 水 帶 走 。 油環(huán) 起 布 油 和 刮 油 的 作 用 ， 下 行 時(shí)刮 除 氣 缸 壁 上 多 余 的 機(jī) 油 ， 上 行時(shí) 在 氣 缸 壁 上 鋪 涂 一 層 均 勻 的 油膜 。 這 樣 既 可 以 防 止 機(jī) 油 竄 入 氣缸 燃 燒 掉 ， 又 可 以 減 少 活 塞 、 活塞 環(huán) 與 氣 缸 壁 的 摩 擦 阻 力 ， 此 外， 油 環(huán) 還 能 起 到 封 氣 的 輔 助 作 用 2021-5-27 53 3.2.1活 塞 環(huán) 的 間 隙活 塞 環(huán) 有 三 隙 ， 即 端 隙 、 側(cè) 隙 和 北 隙（ 1） 端 隙 1： 又 稱 開 口 間 隙 ， 是 活 塞 環(huán) 裝 入 氣 缸后 開 口 處 的 間 隙 。 一 般 為 0.25m m 0.50m m ； 2021-5-27 54 （ 2） 側(cè) 隙 2： 又 稱 邊 隙 ， 是環(huán) 高 方 向 上 與 環(huán) 槽 之 間 的 間 隙 。第 一 道 0.04m m 0.10m m ； 其它 氣 環(huán) 0.03m m 0.07m m 。 油環(huán) 一 般 側(cè) 隙 較 小 ， 0.025m m 0.07m m ；（ 3） 背 隙 3： 是 活 塞 環(huán) 裝 入氣 缸 后 ， 活 塞 環(huán) 背 面 與 環(huán) 槽 底部 的 間 隙 。 0.5m m 1m m ； 23 2021-5-27 55 3.2.2氣 環(huán) 的 密 封 原 理（ 1） 第 一 密 封 面 的 建立 ： 環(huán) 在 自 由 狀 態(tài) 下 ，環(huán) 外 徑 缸 徑 ， 裝 缸 后在 其 彈 力 P0作 用 下 與 缸壁 壓 緊 ， 形 成 第 一 密 封面 。 第 一 密 封 面 2021-5-27 56 （ 2） 第 二 密 封 面 的 建立 ： 活 塞 環(huán) 在 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 產(chǎn)生 慣 性 力 Pj， 與 缸 壁 間產(chǎn) 生 摩 擦 力 F， 以 及 側(cè)隙 有 氣 體 壓 力 P1， 在 這三 個(gè) 力 的 共 同 作 用 下 ，使 環(huán) 靠 在 環(huán) 槽 的 上 側(cè) 或下 側(cè) ， 形 成 第 二 密 封 面 。 第 二 密 封 面 PjF P1 2021-5-27 57 （ 3） 氣 環(huán) 的 第 二 次 密 封 ： 竄 入 背 隙 和 側(cè) 隙的 氣 體 ， 使 環(huán) 對(duì) 缸 壁 和 環(huán) 槽 進(jìn) 一 步 壓 緊 ，加 強(qiáng) 了 第 一 、 二 密 封 面 的 密 封 。 2021-5-27 58 3.2.3.活 塞 環(huán) 的 泵 油 作 用及 危 害原 因 ：（ 1） 存 在 側(cè) 隙 和 背 隙 ；（ 2） 環(huán) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 在 環(huán) 槽 中靠 上 靠 下 。 2021-5-27 59 現(xiàn) 象 ： 當(dāng) 活 塞 帶 著 環(huán) 下 行 （ 進(jìn)氣 行 程 ） 時(shí) ， 環(huán) 靠 在 環(huán) 槽 的 上方 ， 環(huán) 從 缸 壁 上 刮 下 的 潤(rùn) 滑 油充 入 環(huán) 槽 下 方 ； 當(dāng) 活 塞 又 帶 著環(huán) 上 行 （ 壓 縮 行 程 ） 時(shí) ， 環(huán) 又靠 在 環(huán) 槽 的 下 方 ， 同 時(shí) 將 油 擠壓 到 環(huán) 槽 上 ， 如 此 反 復(fù) ， 就 將潤(rùn) 滑 油 泵 到 活 塞 頂 。 點(diǎn) 擊 觀 看活 塞 環(huán) 泵 油 動(dòng) 畫 2021-5-27 60 泵 油 的 危 害 ：（ 1） 增 加 了 潤(rùn) 滑 油 的 消 耗 ；（ 2） 火 花 塞 沾 油 不 跳 火 ；（ 3） 燃 燒 室 積 炭 增 多 ， 燃 燒 性 能 變 壞 ；（ 4） 環(huán) 槽 內(nèi) 形 成 積 炭 ， 擠 壓 活 塞 環(huán) 而 失去 密 封 性 ；（ 5） 加 劇 了 氣 缸 的 磨 損 。 2021-5-27 61防 止 活 塞 環(huán) 泵 油 的 措 施 ：（ 1） 采 用 扭 曲 環(huán) ；（ 2） 采 用 組 合 式 油 環(huán) ；（ 3） 油 環(huán) 下 設(shè) 減 壓 腔 2021-5-27 62 3.2.4氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀（ 1） 矩 形 環(huán)結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 與 缸 壁 接 觸 面 積 大 ， 散 熱 好 ，但 易 泵 油 。 矩 形 斷 面 2021-5-27 63 （ 2） 錐 形 環(huán) 1） 特 點(diǎn) ： 與 缸 壁 線 接觸 ， 有 利 于 密 封 和 磨 合 。 下行 有 刮 油 作 用 ， 上 行 有 布 油作 用 ， 并 可 形 成 楔 形 油 膜 。 2） 安 裝 注 意 ： 錐 角 朝 下 （ 在 環(huán) 端 有 向上 或 TOP等 標(biāo) 記 ） ； 錐 形 環(huán) 傳 熱 性 差 ， 常 裝到 第 二 、 三 道 環(huán) 槽 上 。 2021-5-27 64 （ 3） 扭 曲 環(huán) 將 矩 形 環(huán) 內(nèi) 圓 上 方 或 外 圓 下 方 切 成 臺(tái) 階 或 倒 角而 成 。 扭 曲 原 理 ： 當(dāng) 活 塞 環(huán) 裝 入 氣 缸 后 ， 環(huán) 受 到 壓 縮產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 ， 斷 面 中 性 層 以 外 產(chǎn) 生 拉 應(yīng) 力 、 中 性層 以 外 產(chǎn) 生 壓 應(yīng) 力 ， 矩 形 環(huán) 由 于 中 性 層 內(nèi) 外 斷 面 不對(duì) 稱 ， 使 拉 力 和 壓 力 不 在 同 一 平 面 內(nèi) ， 從 而 形 成 力偶 M， 在 力 偶 的 作 用 下 ， 活 塞 環(huán) 發(fā) 生 微 量 的 扭 曲 變 形 。 e 2021-5-27 65 1） 特 點(diǎn)具 有 錐 形 環(huán) 的 特 點(diǎn) ；減 小 了 泵 油 作 用 ；作 功 行 程 環(huán) 不 再 扭 曲 ， 兩 個(gè) 密 封 面 達(dá) 到 完 全接 觸 ， 利 于 散 熱 。2） 安 裝 ： 內(nèi) 上 切 扭 曲 環(huán) 裝 入 第 一 道 環(huán) 槽 ， 外下 切 扭 曲 環(huán) 裝 入 第 二 、 三 道 環(huán) 槽 。 2021-5-27 66 （ 4） 桶 形 環(huán)其 特 點(diǎn) 為 ：1） 環(huán) 的 外 圓 面 為 凸 圓 弧 形 ；2） 環(huán) 面 與 缸 壁 圓 弧 接 觸 ， 避免 了 棱 角 負(fù) 荷 ；環(huán) 上 下 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 均 能 形 成 楔 形油 膜 。 2021-5-27 67 （ 5） 梯 形 環(huán)當(dāng) 活 塞 在 側(cè) 壓 力 作 用 下左 、 右 換 向 時(shí) ， 環(huán) 的 側(cè)隙 和 背 隙 將 不 斷 變 化 ，使 膠 狀 油 焦 不 斷 從 環(huán) 槽中 被 擠 出 。 梯 形 環(huán) 用 于熱 負(fù) 荷 較 大 的 柴 油 機(jī) 的第 一 道 環(huán) 。 2021-5-27 68 3.2.5油 環(huán) 1.作 用 ： 刮 油 。即 將 氣 缸 壁 上 多 余 的潤(rùn) 滑 油 刮 下 來 。 2.類 型 （ 1） 整 體 式 其 外 圓 上 切 有 環(huán)形 槽 ， 槽 底 開 有 回 油用 的 小 孔 或 窄 槽 。 2021-5-27 69 v （ 2） 組 合 式 ：v 由 上 下 刮 油 片 和產(chǎn) 生 徑 向 、 軸 向 彈 力的 襯 簧 組 成 。 2021-5-27 70 組 合 式 油 環(huán) 的 特 點(diǎn)v 1） 密 封 好 ： 第 一 密 封 面 ， 靠 徑 向 力 ， 因 襯 簧長(zhǎng) 大 于 刮 片 長(zhǎng) 而 產(chǎn) 生 徑 向 力 。v 第 二 密 封 面 ， 靠 軸 向 力 ， 因 襯 簧 和 鋼 片 總 厚度 大 于 環(huán) 槽 高 而 產(chǎn) 生 軸 向 力 。v 2) 無 側(cè) 隙 ， 不 竄 油 。v 3) 刮 油 能 力 強(qiáng) ： 因 鋼 片 薄 ， 對(duì) 缸 壁 比 壓 大 。v 4) 上 下 片 可 分 別 動(dòng) 作 ， 適 應(yīng) 性 好 。v 5) 回 油 能 力 強(qiáng) 。 點(diǎn) 擊 觀 看 動(dòng) 畫 2021-5-27 71 3.3活 塞 銷（ 一 ） 作 用 連 接 活 塞 和 連 桿 ， 并 傳 遞 活 塞 的 力 給 連 桿 。 （ 二 ） 結(jié) 構(gòu) 用 低 碳 鋼 或 低 碳 合 金 鋼 制 成的 厚 壁 管 狀 體 。 2021-5-27 72 （ 三 ） 連 接 方 式v 1.全 浮 式v （ 1） 定 義v 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 正 常 工作 溫 度 下 ， 活 塞銷 在 連 桿 小 頭 孔和 活 塞 銷 座 孔 中都 能 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 2021-5-27 73 v (2)裝 配v 1） 銷 與 銷 座 孔 在 冷 態(tài) 時(shí) 為 過 渡 配 合 ， 采 用 分 組選 配 法 。v 2） 熱 裝 合 ： 將 活 塞 放 入 熱 水 或 熱 油 中 加 熱 后 ，迅 速 將 銷 裝 入 。 2021-5-27 74 v2.半 浮 式v (1)定 義v 銷 與 銷 座 孔 和 連 桿 小 頭 兩 處 ， 一 處 固 定 ， 一 處 浮動(dòng) 。 （ 一 般 固 定 連 桿 小 頭 ）(2)裝 配加 熱 連 桿 小 頭 后 ，將 銷 裝 入 ， 冷 態(tài) 時(shí)為 過 盈 配 合 。 2021-5-27 75 3.4連 桿v 3.4.1功 用 ： 將 活 塞 的 力 傳 給 曲 軸 ， 變 活 塞 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 為 曲軸 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 。v 3.4.2組 成 ： 連 桿 組 由 連 桿 體 、連 桿 蓋 、 連 桿 螺 栓 和連 桿 軸 瓦 等 組 成 。 2021-5-27 76 3.4.3構(gòu) 造v 1.小 頭 ： 用 來 安 裝 活 塞銷 ， 以 連 接 活 塞 。v 2.桿 身 ： 常 做 成 “ 工 ”字 形 斷 面 。v 3.大 頭 ： 與 曲 軸 的 連 桿軸 頸 相 連 。 大 頭 一 般 做成 分 開 式 ， 即 連 桿 體 大頭 和 連 桿 蓋 2021-5-27 77 (1)切 口 形 式v 有 平 切 口 和 斜 切 口 兩 種 。 2021-5-27 78 v (2)切 口 定 位 方 式v 連 桿 螺 栓 定 位 ： 靠 連 桿 螺 栓 的 光 圓 柱 部 分 與螺 栓 孔 的 配 合 來 定 位 。 其 定 位 精 度 較 差 ， 用于 直 切 口 連 桿 。 2021-5-27 79 v 鋸 齒 形 定 位 ： 依 靠 接 合 面 的 齒 形 定 位 。v 套 或 銷 定 位 ： 依 靠 套 或 銷 與 連 桿 體 （ 或 蓋 ）的 孔 緊 配 合 定 位 。v 止 口 定 位 2021-5-27 80 (3)噴 油 孔有 的 連 桿 的 大 頭面 對(duì) 氣 缸 主 承 壓面 的 一 側(cè) ， 鉆 一噴 油 孔 （ 1m m 1.5m m ） ， 以 潤(rùn) 滑氣 缸 主 承 壓 面 。 2021-5-27 81 3.4.4連 桿 的 安 裝v 1.不 能 破 壞 連 桿 桿 身 與 蓋 的 配 對(duì) 及 裝 合 方 向 ， 在 二在 者 的 同 一 側(cè) 打 有 配 對(duì) 標(biāo) 記 。v 2.不 能 裝 反 ， 也 不 能 亂 缸 ， 在 桿 身 上 有 方 向 標(biāo) 記 ，大 頭 側(cè) 面 有 缸 號(hào) 標(biāo) 記 。 2021-5-27 82 3. 5連 桿 軸 承 （ 俗 稱 小 瓦 ）3.5.1作 用保 護(hù) 連 桿 軸 頸 及 連 桿大 頭 孔 。 2021-5-27 83 v3.5.2組 成v 由 鋼 背 和 減 磨 層 組 成 。 鋼 背 由 1mm3mm的 低 碳 鋼 制 成 。 減 磨 層 為 0.3mm0.7mm的 減 磨 合 金 ， 層 質(zhì) 較 軟 能 保 護(hù) 軸 頸 。 2021-5-27 84 v 3.5.3減 磨 層 材 料v （ 1） 白 合 金 （ 巴 氏 合 金 ） ： 減 磨 性 能 好 ， 但 機(jī) 械 強(qiáng) 度 低 ，且 耐 熱 性 差 。 常 用 于 負(fù) 荷 不 大 的 汽 油 機(jī) 。v （ 2） 銅 鉛 合 金 ： 機(jī) 械 強(qiáng) 度 高 ， 承 載 能 力 大 ， 耐 熱 性 好 。多 用 于 高 負(fù) 荷 的 柴 油 機(jī) 。 但 其 減 磨 性 能 差 。v (3)鋁 基 合 金 ： 有 鋁 銻 鎂 合 金 、 低 錫 鋁 合 金 和 高 錫 鋁 合 金三 種 。v 1） 鋁 銻 鎂 合 金 和 低 錫 鋁 合 金 ：v 械 性 能 好 ， 負(fù) 載 能 力 強(qiáng) ， 但 其 減 磨 性 能 差 。 主 要 用 于 柴油 機(jī) 。v 2)高 錫 鋁 合 金 ： v 具 有 較 好 的 機(jī) 械 性 能 和 減 磨 性 能 ， 廣 泛 應(yīng) 用 于 柴 油 機(jī) 和汽 油 機(jī) 。 2021-5-27 85 3.5.4軸 瓦 的 定 位 2021-5-27 86 3.6活 塞 連 桿 組 的 檢 修連 桿 變 形 檢 驗(yàn) 點(diǎn) 擊 播 放 活 塞 環(huán) 的 選 配 點(diǎn) 擊 播 放 連 桿 襯 套 修 復(fù) 點(diǎn) 擊 播 放 2021-5-27 87 2.4 曲 軸 飛 輪 組 由 曲 軸 、 飛 輪 、 減 振 器 等 組 成 。 2021-5-27 88 2.4.1曲 軸v2.4.1.1功 用v1.把 活 塞 連 桿 組 傳 來 的 氣 體 壓 力 轉(zhuǎn) 變 為 扭矩 對(duì) 外 輸 出 。v2.驅(qū) 動(dòng) 配 氣 機(jī) 構(gòu) 及 其 它 附 屬 裝 置 。v材 料 ： 大 多 采 用 優(yōu) 質(zhì) 中 碳 鋼 或 中 合 金 碳 鋼 。有 的 采 用 球 墨 鑄 鐵 。 2021-5-27 89 2.4.1.2構(gòu) 造v 曲 軸 包 括 前 端 軸 、 主 軸 頸 、 連 桿 軸 頸 、 曲 柄 、 平衡 重 、 后 端 軸 等 ， 一 個(gè) 連 桿 軸 頸 和 它 兩 端 的 曲 柄 及 主軸 頸 構(gòu) 成 一 個(gè) 曲 拐 。 2021-5-27 90 v 1.主 軸 頸 和 連 桿 軸 頸v 1)主 軸 頸 是 曲 軸 的 支 承 部 分 。v 每 個(gè) 連 桿 軸 頸 兩 邊 都 有 一 個(gè) 主 軸 頸 者 ， 稱為 全 支 承 曲 軸 ； 主 軸 頸 數(shù) 等 于 或 少 于 連 桿 軸 頸數(shù) 者 稱 為 非 全 支 承 曲 軸 。 2021-5-27 91 2)曲 軸 上 有 貫 穿 主 軸 頸 、 曲 柄 和 連 桿 軸 頸 的油 道 ， 以 便 潤(rùn) 滑 主 軸 頸 和 連 桿 軸 頸 。 2021-5-27 92 2.曲 柄 和 平 衡 重 曲 柄 是 用 來 連 接 主 軸 頸 和 連 桿 軸 頸 的 。 平 衡 重的 作 用 是 平 衡 各 機(jī) 件 產(chǎn) 生 的 離 心 慣 性 力 及 其 力 矩 2021-5-27 93 v 3.曲 拐 的 布 置v （ 1） 布 置 原 則v 1） 使 各 缸 作 功 間 隔 角 盡 量 相 等 。 對(duì) 直 列 多 缸 四沖 程 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ， 作 功 間 隔 角 為 7200/缸 數(shù) 。v 2)連 續(xù) 作 功 的 兩 缸 相 隔 盡 量 遠(yuǎn) ， 減 少 主 軸 承 連續(xù) 載 荷 和 避 免 相 鄰 兩 缸 進(jìn) 氣 門 同 時(shí) 開 啟 的 搶 氣現(xiàn) 象 。v 3） V型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 左 右 兩 氣 缸 盡 量 交 替 作 功 2021-5-27 94 （ 2） 常 用 曲 拐 布 置v 1） 直 列 四 沖 程 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī)v曲 拐 對(duì) 稱 布 置 于 同 一 平 面 內(nèi) 。v相 鄰 作 功 氣 缸 的 曲 拐 夾 角 為 7200/4=1800。v發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 順 序 有 兩 種13421243 2021-5-27 951.4 2.3 2021-5-27 96 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 第 一 缸 第 二 缸 第 三 缸 第 四 缸0180 作 功 排 氣 壓 縮 進(jìn) 氣180360 排 氣 進(jìn) 氣 作 功 壓 縮360540 進(jìn) 氣 壓 縮 排 氣 作 功540720 壓 縮 作 功 進(jìn) 氣 排 氣工 作 順 序 為 1342的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 循 環(huán) 表 如 下 2021-5-27 97 直 列 四 沖 程 六 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī)v 曲 拐 對(duì) 稱 布 置 于 三 個(gè) 平 面 內(nèi) 。v 相 鄰 作 功 氣 缸 的 曲 拐 夾 角 為 7200/6=1200v 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 順 序 有 兩 種 ： 153624和 142635 2021-5-27 98 1.62.5 3.4 1.63.4 2.51-5- 3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 2021-5-27 99 4.前 端 軸 與 后 端 軸（ 1） 作 用 ：前 端 軸 用 來 安 裝 正 時(shí) 齒 輪 、 皮 帶 輪 及 起 動(dòng) 爪 等 ； 后 端軸 有 凸 緣 盤 ， 用 來 安 裝 飛 輪 。（ 2） 前 后 端 的 密 封曲 軸 前 后 端 都 伸 出 曲 軸 箱 ， 為 了 防 止 潤(rùn) 滑 油 沿 軸 頸 流出 ， 在 曲 軸 前 后 都 設(shè) 有 防 漏 裝 置 。 2021-5-27 100 常 用 的 防 漏 裝 置 有 擋 油 盤 、 填 料 油 封 、 自 緊 油 封 、 回油 螺 紋 等 2021-5-27 101 5.曲 軸 的 軸 向 定 位（ 1） 結(jié) 構(gòu) ：在 某 一 道 主 軸 承 的 兩 側(cè) 裝 止 推 片 。 止 推 片 由 低 碳 鋼 背 和 減磨 層 組 成 。 照 片 2021-5-27 102 （ 2） 安 裝 注 意 ： 止 推 片 有 減 磨 層 的 一 面 朝 向 轉(zhuǎn)動(dòng) 件 。 當(dāng) 曲 軸 向 前 竄 動(dòng) 時(shí) ， 后 止 推 片 承 受 軸向 推 力 ； 向 后 竄 動(dòng) 時(shí) ， 前 止 推 片 承 受 軸 向 推力 。 2021-5-27 103 （ 3） 曲 軸 的 軸 向 間 隙 的 調(diào) 整 ： 更 換 止 推 片 的 厚 度 。 2021-5-27 104 6. 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 曲 軸 是 一 種 扭 轉(zhuǎn) 彈 性 系 統(tǒng) ， 其 本 身具 有 一 定 的 自 振 頻 率 。 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 過程 中 ， 經(jīng) 連 桿 傳 給 連 桿 軸 頸 的 作 用 力 的大 小 和 方 向 都 是 周 期 性 變 化 的 ， 所 以 曲軸 各 個(gè) 曲 拐 的 旋 轉(zhuǎn) 速 度 也 是 忽 快 忽 慢 呈周 期 性 變 化 。 安 裝 在 曲 軸 后 端 的 飛 輪 轉(zhuǎn)動(dòng) 慣 量 最 大 ， 可 以 認(rèn) 為 是 勻 速 旋 轉(zhuǎn) ， 由此 造 成 曲 軸 各 曲 拐 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 比 飛 輪 時(shí) 快 時(shí)慢 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 之 為 曲 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng) 。當(dāng) 振 動(dòng) 強(qiáng) 烈 時(shí) 甚 至 會(huì) 扭 斷 曲 軸 。 扭 轉(zhuǎn) 減振 器 的 功 用 就 是 吸 收 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng) 的 能量 ， 消 減 扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng) ， 避 免 發(fā) 生 強(qiáng) 烈 的 共振 及 其 引 起 的 嚴(yán) 重 惡 果 。 一 般 低 速 發(fā) 動(dòng)機(jī) 不 易 達(dá) 到 臨 界 轉(zhuǎn) 速 。 但 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(dòng) 機(jī) ， 由 于 自 振 頻 率 低 ， 強(qiáng) 迫 振 動(dòng) 頻 率 高 ， 容易 達(dá) 到 臨 界 轉(zhuǎn) 速 而 發(fā) 生 強(qiáng) 烈 的 共 振 。 因而 加 裝 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 就 很 有 必 要 。 2021-5-27 105 7.曲 軸 的 檢 修 曲 軸 的 測(cè) 量 點(diǎn) 擊 播 放 曲 軸 彎 扭 檢 驗(yàn) 點(diǎn) 擊 播 放 2021-5-27 106 2.4.2飛 輪2.4.2.1功 用1.貯 存 能 量 ： 在 作 功 行 程 貯 存 能 量 ， 用 以 完 成 其它 三 個(gè) 行 程 ， 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 。2.利 用 飛 輪 上 的 齒 圈 起 動(dòng) 時(shí) 傳 力 。3.將 動(dòng) 力 傳 給 離 合 器 。4.克 服 短 暫 的 超 負(fù) 荷 。 2021-5-27 107 2.4.2.2構(gòu) 造1.飛 輪 為 一 外 緣 有 齒 圈 的 鑄 鐵 圓 盤 2021-5-27 108 2.有 的 飛 輪 上 有 一缸 上 止 點(diǎn) 記 號(hào) 和 點(diǎn)火 提 前 角 刻 度 線（ 汽 油 機(jī) ） 或 供 油提 前 角 刻 度 線 （ 柴油 機(jī) ） ， 以 便 調(diào) 整和 檢 驗(yàn) 點(diǎn) 火 正 時(shí) ，供 油 提 前 角 和 氣 門間 隙 。 0 510 15 2021-5-27 109 2.4.2.3飛 輪 的 檢 修飛 輪 齒 圈 更 換 點(diǎn) 擊 播 放 飛 輪 端 面 修 整 點(diǎn) 擊 播 放