汽车发动机的构造与维修(第二版)_电子演示文稿_曲柄连杆机构构造

汽车发动机构造与维修

第二章 曲柄连杆机构的构造与维修

曲柄连杆机构图

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2.1 曲柄连杆机构概述一、功用： 功用：把热能转换成机械能，活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。 把热能转换成机械能，活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。 活塞上的气压力经连杆传给曲轴，对外输出功率。 活塞上的气压力经连杆传给曲轴，对外输出功率。

二、工作条件： 工作条件：热负荷 机械负荷 发动机的最高压力为5 9MPa,轿车转速为4000~6000r/min, 发动机的最高压力为5~9MPa,轿车转速为4000~6000r/min,惯 4000 性力与气压力相当。 性力与气压力相当。

2.1 曲柄连杆机构概述三、曲柄连杆机构的运动活塞在上、下止点位置时速度为零，加速度最大。 活塞在上、下止点位置时速度为零，加速度最大。 活塞在行程中的速度是变化的，从上止点往下止点运动时， 活塞在行程中的速度是变化的，从上止点往下止点运动时，上半行 程是加速运动，后半行程是减速运动。 程是加速运动，后半行程是减速运动。 同理，下半行程到上半行程也如此。 同理，下半行程到上半行程也如此。

2.1 曲柄连杆机构概述四、曲柄连杆机构的受力分析受力类型：气压力、惯性力、摩擦力。 受力类型：气压力、惯性力、摩擦力。 1.气压力：工作循环中，气缸气体压力不断变化作用于活塞。 1.气压力：工作循环中，气缸气体压力不断变化作用于活塞。 气压力

气压力分析图

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2.1 曲柄连杆机构概述2.往复惯性力和离心惯性力： 2.往复惯性力和离心惯性力： 往复惯性力和离心惯性力 曲柄连杆机构运动速度大小和方向是不断变化的， 曲柄连杆机构运动速度大小和方向是不断变化的，从而产生惯 性力。 性力。 惯性力可分解为往复惯性力与离心惯性力。 惯性力可分解为往复惯性力与离心惯性力。 (1)往复惯性力: 往复惯性力: 指活塞组件和连杆小端在气缸内作往复运动所产生的惯性力， 指活塞组件和连杆小端在气缸内作往复运动所产生的惯性力， 表示。 用Fj表示。 与质量、加速度成正比，方向与加速度方向相反。 Fj与质量、加速度成正比，方向与加速度方向相反。 (2)离心惯性力: 离心惯性力: 指曲柄，连杆轴颈， 指曲柄，连杆轴颈，连杆大端等围绕曲轴轴线作圆周运动产生 的离心惯性力。 的离心惯性力。

往复惯性力和离心力作用示意图

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2.1 曲柄连杆机构概述3.摩擦力: 3.摩擦力: 摩擦力 曲柄连杆机构中互相接触表面作相对运动时，存在摩

擦力。 曲柄连杆机构中互相接触表面作相对运动时，存在摩擦力。 摩擦力大小与摩擦系数、正压力有关， 摩擦力大小与摩擦系数、正压力有关，方向与活塞运动方向相 反。

2.2 活塞连杆组构造和维修2.2.1 活塞一、作用、工作条件与要求: 作用、工作条件与要求:1.作用 1.作用 承受气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞传给连杆， 承受气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞传给连杆，以 推动曲轴旋转。 推动曲轴旋转。 活塞顶部与气缸盖，气缸壁共同组成燃烧室。 活塞顶部与气缸盖，气缸壁共同组成燃烧室。 2.工作条件 2.工作条件 高温 高压 承受呈周期性变化的气压力和惯性力

2.2 活塞连杆组构造和维修3.要求 3.要求 要有足够的强度和刚度 质量要尽量小， 质量要尽量小，保持较小惯性力 热膨胀系数要小 导热性要好 耐磨 和气缸壁间要保持最小的间隙

活塞连杆组的组成图

活塞的基本结构图

2.2 活塞连杆组构造和维修二、材料现代汽车发动机广泛采用的活塞材料是铝合金， 现代汽车发动机广泛采用的活塞材料是铝合金，个别汽车的 柴油机用高级铸铁或耐热钢制造活塞。 柴油机用高级铸铁或耐热钢制造活塞。

三、组成头部(顶部与环槽部) 头部(顶部与环槽部) 裙部 活塞销座

2.2 活塞连杆组构造和维修四、活塞的结构1.活塞顶部形状 1.活塞顶部形状 汽油机：平顶、凹顶、凸顶。 汽油机：平顶、凹顶、凸顶。 柴油机常用形状：凹坑。 柴油机常用形状：凹坑。 2.环槽部 2.环槽部 活塞的环槽部切有若干环槽、用以安装活塞环、是活塞的防漏部分。 活塞的环槽部切有若干环槽、用以安装活塞环、是活塞的防漏部分。 活塞顶部的环槽装有压缩环(气环),一般为2 活塞顶部的环槽装有压缩环(气环),一般为2~3道；下面的环槽装 ),一般为 有油环1 有油环1~2道。

2.2 活塞连杆组构造和维修3.裙部 3.裙部 活塞运动导向 承受侧压力 4.活塞销座 4.活塞销座 将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆

2.2 活塞连杆组构造和维修五、活塞的变形及相应结构措施1.活塞和气缸之间必须保持一定的间隙 1.活塞和气缸之间必须保持一定的间隙 导向作用的间隙尤为严格； 导向作用的间隙尤为严格； 间隙过小，将会因活塞膨胀而拉缸，卡死等现象； 间隙过小，将会因活塞膨胀而拉缸，卡死等现象； 间隙过大，将出现敲缸，窜气，泵油等故障。 间隙过大，将出现敲缸，窜气，泵油等故障。 2.变形主要原因： 2.变形主要原因：热膨胀 变形主要原因

2.2 活塞连杆组构造和维修3.采取措施 3.采取措施 活塞加工成冷态下其裙部断

面为长轴垂直与活塞销方向的椭圆 活塞将销座附近的裙部外表制成下陷0.5~ 活塞将销座附近的裙部外表制成下陷0.5~1.0mm 0.5 油冷活塞 偏置销座等

活塞销偏置图

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