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第二章 机体组和曲柄连杆机构
第一节 概述
一 、曲柄连杆机构的作用
把燃气作用在活塞顶的力转变为曲轴的转矩。
二 、组成
机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组
三 、气体作用力
进气、排气气体压力较小,对机件影响不大。
气体作用力随活塞位移而变化,造成曲轴轴径等处磨损不均
匀和气缸壁磨损不均匀。
三、气缸盖
(1) 作用及组成
封闭气缸上部,并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。
对顶置式发动机,一般应有进排气门座、气门导管、冷却水套、火
花塞或喷油泵安装孔等。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第二节 机体组
(3) 燃烧室种类
对燃烧室的要求:
a 结构尽可能紧凑,冷却面积小;
b 压缩终了气体具有一定涡流运动;
c 增大进气门面积。
燃烧室种类:
楔形:充气效率高,燃烧速度快,动力性和经济性好,但工作粗暴。
倒盆形:结构简单,进气阻力大。
半球形:充气效率高,散热损失小。
蓬形:与半球形相仿,高速性好。
多球形:结构紧凑,气道平直,可产生挤气涡流。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第二节 机体组
(4) 气缸盖冷却
气缸盖的冷却水套与气缸体相通,利用循环水冷却燃烧室等高温部分。
四、气缸衬垫
保持气缸密封不漏气,保证机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。
(1)工作条件:高温、高压、一定的腐蚀。
(2)要求:足够强度;耐热耐腐蚀;具有一定弹性;拆装方便。
(3)种类:
a 金属-石棉衬垫:
使用 多
b 金属-复合材料衬垫
c 全金属衬垫
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第二节 机体组
活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等。
一、 活塞
(1)作用:承受气体压力,并将其传给活塞销。
(2)工作条件:高温、高压、高速。
要求:质量小,具有一定强度和刚度;
热膨胀系数小;
导热性好;耐磨。
(3)材料:广泛采用铝合金
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
c 裙部:
油环槽下端面至活塞底面
的部分,为活塞在气缸内作往
复运动导向和承受侧压力。
由于活塞裙部在受热后会
产生变形,因此,为保证活塞
与气缸壁之间适当的间隙,活
塞裙部在冷态下具有一定的形
状。
另一方面,为减小裙部的
热变形,可采取一些措施。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
在现代汽车发动机上广泛采用半拖鞋式裙部或拖鞋式裙部的活塞。
优点:
①质量轻,比全裙式活塞轻10%~20%,
适应高速发动机减小往复惯性力的需要。
②裙部弹性好,可以减小活塞与气缸的配
合间隙。
③能够避免与曲轴平衡重发生运动干涉。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
(3)活塞环组合
依各环的特点,从提高密封性、刮油能力和润滑性角度出发,可选
择不同的组合方式。
三、 活塞销
用于连接活塞和连杆小头,并将活塞承受的
气体作用力传给连杆。
要有足够强度、刚度和耐磨性,质量要轻。
一般用低碳钢或低碳合金钢制造。
内孔形状有圆柱形、两段截锥形、组合形。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
四、 连杆
(1)作用:将活塞承受的力传给曲轴。
(2)受力:承受压缩、拉伸和弯曲等的交
变载荷,要求足够强度、刚度,质量小。
一般用中碳钢或合金钢模锻而成。
(3)构造:一般包括连杆衬套、连杆小头、
杆身、连杆大头、连杆轴瓦、连杆盖和螺栓
组成。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
E V型发动机连杆
左右两列气缸连杆支于同一个曲柄销上。
a 并列连杆式:可通用,活塞运动规律相同,但增加发动机长度;
b 主副连杆式:不能互换,运动规律及受力不同。
c 叉形连杆:运动规律相同,但刚度不高,工艺复杂。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第三节 活塞连杆组
一、 曲轴
(1)作用、工作条件和材料
作用:曲轴承受连杆传来的力,并由此造成绕其本身轴线的力矩。
工作条件:承受周期性的弯曲和扭转载荷。
材料:一般用中碳钢或中碳合金钢模锻。
(2) 构造
曲轴由曲柄销、曲柄臂
及主轴颈构成的单元曲拐组成。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第四节 曲轴飞轮组
(4)发动机工作顺序和曲拐的布置
在选择发动机工作顺序时,应注意以下几点:
1) 应该使接连作功的两个气缸相距尽可能的远,以减轻主轴承载荷和避免
在进气行程中发生抢气现象。
2) 各气缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计则称发
火间隔角。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内,每个气缸都应发火
作功一次。对于气缸数为 i 的四冲程发动机,其发火间隔角应为720°/i,
即曲轴每转720°/i 时,就有一缸发火作功,以保证发动机运转平稳。
3) V型发动机左右两列气缸应交替发火。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第四节 曲轴飞轮组
五、平衡机构
用来平衡发动机不平衡的离心力和力矩、往复惯性力及力矩。
对旋转惯性力的平衡采用安装在曲柄延长线上的平衡重来平衡,而对
往复惯性力和力矩的平衡则需要专门的平衡机构。
第二章 机体组和曲柄连杆机构
第四节 曲轴飞轮组