[理学]曲柄连杆机构.ppt

扬州职业大学 汽车与电气工程系汽车教研室 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 曲柄连杆机构 组成： 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组 曲柄连杆机构 第一节 概述 一、功用： 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 （能量的转换、 运动形式的转换） 多缸发动机的曲柄连杆机构演示 曲柄连杆机构的功用 二、组成 1、机体组：不动件 气缸体、 曲轴箱、 油底壳、 气缸套、 气缸盖、 气缸垫 2、活塞连杆组：运动件 活塞、活塞环、活塞销和连杆等 3、曲轴飞轮组： 曲轴、飞轮、减振器 三、工作条件 高温：2500K 高压：5~10MPa（柴）；3~5MPa（汽） 高速：nmax=3000~6000r/min； vmax10m/s(100~200行程/秒) 化学腐蚀 四、受力分析 曲柄连杆机构受的力主要有： 气体压力P 往复惯性力Pj 旋转离心力Pc 摩擦力F 汽车行驶中产生的冲击力 1、? 气体压力 (1)作功行程： (2)压缩行程： (1)作功行程 (2)压缩行程 2、? 往复惯性力Pj： 在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。 3、? 离心惯性力PC： 离心力加速轴承与轴颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。 往复惯性力和离心力作用情况示意图 4、摩擦力F： 指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。 机体组组成： 一、气缸体与曲轴箱 作用：是发动机的基体和骨架，承受高温高压气体作用力。 性能要求： 足够的强度和刚度； 结构紧凑、重量较轻； 便于机械加工； 气缸内表面耐高温高压、耐磨损腐蚀。 材料： 缸体：灰铸铁、铝合金 缸套：优质合金铸铁 内表面工艺： 热处理；对称式结构； 2级精度研磨加工 (二)气缸体的分类： 1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分 1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分 V6发动机透视图 3、根据冷却方式不同分 水冷和风冷 4、按缸套形式分 气缸套 (1)目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 (气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。) (2)型式： 干式缸套 湿式缸套 (3) 干式缸套 定义： 其外表面不直接与冷却水接触。 特点： 1)壁厚较薄(1mm~3mm)； 2)与缸体承孔过盈配合； 3)不易漏水漏气。 (4) 湿式缸套 ①定义： 其外表面直接与冷却水接触。 ②特点： 1)壁厚较厚（5mm～9mm）； 2)散热效果好； 3)易漏水漏气； 4)易穴蚀 ④密封： 上部：缸套顶面高出缸体0.05mm～0.15mm，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力。 下部：1～3个耐热耐油的橡胶密封圈。 干缸套和湿缸套的比较 5、整体式气缸体和镶嵌式气缸体 整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。 （三）曲轴箱 1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱：与气缸体铸成一体 下轴箱：贮存润滑油（油底壳） 三、气缸盖 1、功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成 燃烧室。 2、工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的 热负荷很大。 3、形式：单体缸盖、块状缸盖、整体缸盖。 4、材料：灰铸铁、 合金铸铁、 铝合金。 6、汽油机燃烧室 性能要求： 结构紧凑、冷却面积小。（减小热量损失，缩短火焰行程。） 使混合气行程涡流运动。（混合充分均匀，提高燃烧速度，保证及时充分燃烧。） 6、汽油机燃烧室 常见形状： （3）半球形燃烧室： 特点： 1)气门成横向V型排列，因此气门头部直径可以做得较大，换气好； 2)火花塞位于燃烧室的中部火焰行程短，燃烧速度最高，动力性、经济性最好。是高速发动机常用的燃烧室； 3)CO和HC排放最少，而NOX的排放较高。 6、汽油机燃烧室 3）纯金属垫： 4、安装注意： 油水孔对齐； 铝合金缸盖，光滑面对缸盖，冷态拧紧螺栓。 铸铁缸盖，光滑面对缸体，热态拧紧螺栓。 Santana发动机 ：“OPEN TOP”面朝上。 螺栓拧紧：从中间向四周对称顺序分2-3次进行，直至规定力矩。 五、气缸盖罩 作用：密封、防尘。 材料：薄钢板冲压而成。 结构：机油加注口、曲轴箱通风口等。 六、发动