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第二章 曲柄连杆机构 本章讲述内容： 功用及组成 汽缸体与曲轴箱组 活塞连杆组 曲轴飞轮组 一、曲柄连杆机构的功用及组成 功用： 把燃气作用在活塞顶上的力转化为曲轴的转矩，向工作机械输出机械能。 组成： 气缸体与曲轴箱组：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 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。 二、气缸体与曲轴箱组 气缸体 气缸体：发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体－－曲轴箱，简称气缸体。 气缸：气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。 气缸的工作条件：高温、高压，并且有活塞在其中做高速往复运动。 气缸体的分类 1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分： 气缸体的分类 2、根据冷却方式不同分：风冷、水冷 气缸体的分类 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，总体布置方便。 气缸体的分类 4、气缸套有两种结构：干式缸套和湿式缸套。 干式缸套：外壁不直接与冷却水接触。壁厚1~3mm。 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。壁厚5~9mm。 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。 气缸盖与气缸衬垫 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套，应有进、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、整体气缸盖。 燃烧室 气缸垫 功用：保证燃烧室的密封。 类型：①金属-石棉气缸垫；②实心金属片气缸垫；③加强型无石棉气缸垫。 气缸盖的拧紧：拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扭力扳手按厂家规定的拧紧力矩值拧紧。 铝合金气缸盖：最后必须在发动机冷态下拧紧； 铸铁气缸盖：最后必须在发动机热态下拧紧。 油底壳 功用：储存机油并封闭曲轴箱。 结构、材料：薄钢板冲压而成；底部装有放油螺塞，有的螺栓带有磁性。 发动机的支撑方式 三点支承：前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后 端一点通过变速器壳支承在车架上。 四点支承：前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端二点通过飞轮壳支承在车架上。 三、活塞连杆组 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。 工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。 材料：铝合金：质量小 导热性好；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、凸顶、凹顶 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：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。 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。 活塞裙部的保护 镀锡 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。 涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。 活塞形状 工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。 开槽活塞（汽油机） 活塞环 是具有弹性的开口环，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 活塞销 作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。 构造： 活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，