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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 第一节 概述 功用 主要零件组成 工作条件的特点 受力状态 功用： 是发动机的主要运动机构，将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。是发动机系统主要零部件装配的机体和支架。 主要零件组成： 机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等； 活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等； 曲轴飞轮组：主要包括曲轴、飞轮和扭转减振器等。 工作条件的特点：恶劣 高温：最高可达 2500K以上 高压：最高可达 3MPa—5MPa 高速：最高可达 3000 r/min—6000 r/min 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件。 受力状态：气体力和运动质量惯性力（往复惯性力、旋转惯性力）。 第二节 机体组 一、机体组的组成 二、气缸体 气缸体影视 性能比较与应用 2、根据冷却方式不同分：水冷、风冷 3、根据气缸的排列方式分： 直列式：结构简单、加工容易，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。 对置式：高度小，平衡性好，总体布置方便，成本高。 4、根据气缸套结构分： 干式缸套：外壁不直接与冷却水接触。特点：强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。 湿式缸套：外壁直接与冷却水接触。特点：散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。 气缸套影视 气缸盖 气缸盖功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。 结构：气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水道，有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道，有燃烧室、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机），有些还有用以安装凸轮轴的轴承孔。 材料： 灰铸铁、合金铸铁、铝合金。 类型：单体气缸盖、分块气缸盖、整体气缸盖。 气缸盖影视 油底壳 第三节 活塞连杆组 一、活塞(piston) 一、结构 结构 1-第一道气环 2-第二道气环 3-油环衬簧 4-油环 5-活塞 6-连杆 7-连杆盖 8-连杆轴瓦 9-活塞销 10-连杆螺栓 二、活塞 功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转；与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。 工作环境：高温、散热条件差；顶部温度高达且分布不均匀；高速，承受很大的惯性力。顶部承受3～5MPa的压力。 材料：铝合金或灰铸铁。 活塞结构 活塞基本结构分顶部、头部和裙部三部分。 活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。 活塞顶分类 平顶：结构简单、受热面积小，多用在汽油机上 凸顶：凸起呈球状、顶部强度高，有利于改善换 气过程。 凹顶：凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气 的燃烧；提高压缩比。 活塞头部 位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 作用：安装活塞环；与活塞环一起密封气缸； 防止可燃混合气漏到曲轴箱内；将顶部吸收的热 量通过活塞环传给气缸壁。 活塞裙部 位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。 活塞环 具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里 气环 作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。 气环的泵油作用 气环的断面形状 油环种类 油环的刮油作用 活塞环影视 活塞销 作用：连接活塞和连杆小端，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。 构造： 活塞销根据其内孔形状分圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。 活塞销的连接方式 连杆 作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。 材料：中碳钢或中碳合金钢。 要求：刚度和强度。 连杆盖、连杆轴瓦要配对安装 V型发动机连杆的布置形式 连杆影视 六、活塞连杆机构的受力分析 由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此它在工作中的受力情况很复杂。曲柄连杆机构工作条件的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。曲柄连杆机构的受力有气体作用力、运动质量的惯性力、相对运动件接触表面的摩擦力等。 1、气体作用力 在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力，燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部。活塞所受总压力为Fp，它传到活塞销上可分解为Fp1和Fp2；分力Fp1通过活塞传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。 Fp1还可分解为两个分力R和S。沿曲柄方向的分力R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；与曲柄垂直的分力S除了使