第02章曲柄连杆机构汇总课件.ppt
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- 第02章 曲柄连杆机构汇总课件 02 曲柄 连杆机构 汇总 课件
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1、2022年11月27日第二章 曲柄连杆机构2.1 概述2.2 机体组2.3 活塞连杆组2.4 曲轴飞轮组连接关系图示作业本课件用于汽车专业教学教学目的与要求教学目的与要求1、掌握曲柄连杆机构功用及组成。2、了解曲柄连杆机构受力情况。3、掌握气缸体与曲轴箱的型式,气缸的排列型式,气缸盖的功用、组成及其缸盖 螺栓拆卸注意事项,气缸垫的功用、要求、构造及安装方向,油底壳构造及密 封,汽油机燃烧室的常见类型及其特点,气缸与气缸套的工作条件、型式。4、掌握活塞连杆组及其各零部件结构特点,气环密封原理,油环泵油原理。5、掌握曲轴的功用和型式及结构特点。6、了解四、六缸发动机曲拐布置形式。7、掌握发动机工作
2、循环表的绘制方法并学会运用工作循环表。重点与难点重点与难点1、机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的结构特点。2、气环的密封原理、泵油现象,扭曲环的特点,活塞环的安装方向及位置。3、四、六缸发动机工作循环表的绘制。2.1 概 述作用:作用:组成:组成:工作条件:工作条件:受力:受力:把混合气爆发作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。高温、高压、高速、化学腐蚀。气体作用力、运动质量惯性力、离心力、摩擦力等。曲柄连杆机构的组成 气缸体曲轴箱气缸盖气缸套气缸垫油底壳机体组活塞活塞环活塞销连杆活塞连杆组曲轴飞轮扭转减振器曲轴飞轮组 曲柄连杆机构活塞连杆组和曲轴
3、飞轮组曲柄连杆机构组成情况图示版权所有:太原大学 巩利平工 作 情 况 演 示一、气 体 作 用 力(FP)FP对发动机的影响:(1)产生翻倒力矩(FP2)(2)产生有效扭矩(FS )结论:结论:(1)发动机上下振动并非 气体压力所致(2)活塞左侧所受侧压力 (作功冲程侧压力)大于右侧所受侧压力 (压缩冲程侧压力)作功冲程压缩冲程二、往复惯性力与离心力往复运动(活塞、连杆小头)惯性力旋转运动(曲柄、连杆大头)离心力1.往复惯性力:往复惯性力:0 max 0 前半行程前半行程 后半行程后半行程 (惯性力向上)(惯性力向上)(惯性力向下)惯性力向下)活活 塞塞上止点上止点下止点下止点当活塞从下止点
4、向上止点运动时,正好相反。当活塞从下止点向上止点运动时,正好相反。2.离心力:离心力:其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关。离心力总是沿着半径背离圆心方向。轴转速有关。离心力总是沿着半径背离圆心方向。上止点下止点(顺时针旋转)惯性力惯性力FJ离心力FC结论:离心力在垂直方向上的分力总是和往复惯性结论:离心力在垂直方向上的分力总是和往复惯性力方向一致的,它们加剧了发动机的上下振动。力方向一致的,它们加剧了发动机的上下振动。前半行程后半行程3.摩擦力:摩擦力:摩擦力是任何一对相互压紧并摩擦力是任何一对相互压紧并 作相对运动的零件(摩擦副)作相对运动的零
5、件(摩擦副)表面之间必定存在的,摩擦力表面之间必定存在的,摩擦力 大小取决于摩擦表面的正压力大小取决于摩擦表面的正压力 和摩擦系数。和摩擦系数。摩擦的三种情况:润滑摩擦、干摩擦、边摩擦的三种情况:润滑摩擦、干摩擦、边 界摩擦。界摩擦。上述各种力作用在曲柄连杆机构的各有关零件上,使它们受上述各种力作用在曲柄连杆机构的各有关零件上,使它们受到不同形式的载荷。为了保证工作可靠,减少磨损,在结构到不同形式的载荷。为了保证工作可靠,减少磨损,在结构上必须采取相应措施。上必须采取相应措施。回目录曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳2.2 机体组机体组 气
6、缸体、曲轴箱气缸盖、气缸垫油底壳机 体 组 图 示水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体称为气缸体曲轴箱。曲轴箱。一、气缸体和曲轴箱一、气缸体和曲轴箱缸体是发动机中最大的单独式部件,它基本上是一个金属体,为了达到润滑和冷却的目的,该部件被制造成既有汽缸又有油道和水道网。另外,缸体的侧面装有机油滤清器、水泵以及其它辅助部件。一汽奥迪一汽奥迪100汽车发动机气缸体汽车发动机气缸体发动机号缸体基本参数缸径缸径正时皮带侧正时皮带侧缸距缸距缸缸体体高高度度1号号2号号3号号4号号缸 序 每个气缸都有号码 直列4缸发动机,1号汽缸离变速箱最远,其它号码依
7、次分配。4号号5号号6号号1号号2号号3号号V6发动机,1号汽缸离变速箱最远,同一组的两个气缸依次被指定为2号汽缸和3号气缸。另一组的气缸按照气缸与正时皮带之间的距离远近依次被指定为4号、5号和6号汽缸。正时皮带侧水冷和风冷发动机水冷和风冷发动机水冷式发动机水套1-气缸 2-水套 3-气缸盖 4-燃烧室 5-气缸垫风冷式发动机的散热片1-气缸体 2-气缸盖 3-散热片气缸体、曲轴箱气缸体、曲轴箱水冷发动机的气缸体和曲水冷发动机的气缸体和曲轴箱是一体的。轴箱是一体的。气缸体结构形式气缸布置形式对气缸体的要求 到气缸盖气缸体结构形式:一般式、龙门式、隧道式气缸体结构形式:一般式、龙门式、隧道式油底
8、壳安装平油底壳安装平面和曲轴旋转面和曲轴旋转中心在同一高中心在同一高度。度。油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心。旋转中心。气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式。孔为整体式。一般式也称作平分式曲 轴 箱名名 称称性性 能能应应 用用平分平分式式机体高度小、重量轻、结构紧机体高度小、重量轻、结构紧凑凑、便于加工拆卸便于加工拆卸,刚度刚度小小。中小型发动机中小型发动机龙门式龙门式刚度较刚度较高、维修方便,高、维修方便,工艺性工艺性差、加工差、加工较较困难。困难。大中型大中型隧道式隧道式刚度刚度最大,最大,工艺性差、难加工工艺性差、难加工、曲轴拆卸不方便。曲轴拆卸不
9、方便。负荷较大的柴油机负荷较大的柴油机 三种气缸体结构形式的比较三种气缸体结构形式的比较缸体概念之短裙式与长裙式短裙式与长裙式“裙深”是指从曲轴中心至缸体底部的距离。因此,该距离相对较小的缸体称为短裙式缸体;那些裙部较长、并且形成了一个完整的曲轴罩的缸体称为长裙式缸体。短裙式短裙式长裙式长裙式 开顶式缸体 冷却效率高 重量轻 闭顶式缸体 刚性好缸体概念之开顶式与闭顶式开顶式与闭顶式 发动机机油滤清器 发动机机油压力开关 爆震传感器 机油泵 平衡轴 曲轴 油底壳等装配在缸体上的发动机部件气缸布置形式气缸布置形式结构简单、加工容结构简单、加工容易,但发动机长度易,但发动机长度和高度较大。和高度较大
10、。缩短了机体的长度和高度,增缩短了机体的长度和高度,增加了刚度,减轻了发动机的重加了刚度,减轻了发动机的重量;形状复杂,加工困难。量;形状复杂,加工困难。高度小,总体布置方便。对置式发动机对置式发动机奥迪A8W12发动机福特L4直列发动机凌凌志志V8发发动动机机对对置置式式四四缸缸发发动动机机对 气 缸 体 的 要 求气缸体气缸工作表面与高温、高压的燃气接触(要求耐高温、耐腐蚀)(要求耐高温、耐腐蚀),且活塞在其中作高速往复运动(要求耐磨)(要求耐磨),这就对气缸的材料(优质合金铸铁、合金铝、(优质合金铸铁、合金铝、灰铸铁)灰铸铁)、加工精度(镗、磨、激光处(镗、磨、激光处理)理)、结构(水套
11、、气缸套)(水套、气缸套)等方面提出了很高的要求。13mm59mm0.050.15mm干式及湿式气缸套缸套缸套气缸体冷却液干式气缸套湿式气缸套二、气缸盖与气缸衬垫(气缸垫)二、气缸盖与气缸衬垫(气缸垫)气缸垫桑塔纳轿车发动机气缸盖与气缸垫1-气缸盖 2-气缸垫 3-机油反射罩 4-气缸盖罩 5-压条 6-气门罩垫 7-加机油盖(一)气缸盖(一)气缸盖v作用:作用:封闭气缸上部,并和活塞顶部以及 气缸(套)壁一起形成燃烧室。v组成:组成:水套,进、排气门座,气门导管孔,进排气通道,火花塞座孔,喷油器 座孔等。v材料:材料:灰铸铁、合金铸铁、铝合金。v结构形式:结构形式:单体气缸盖、块状气缸盖、整
12、体 气缸盖。v汽油机燃烧室形状:汽油机燃烧室形状:楔形、盆形、球形。汽油机燃烧室形状楔 形盆 形球 形说出下列燃烧室形状:名称名称 特点特点示意图示意图应用应用半球形半球形结构紧凑、火焰行程结构紧凑、火焰行程短短、燃烧速率高、热损失小、燃烧速率高、热损失小、热效率高热效率高桑塔纳桑塔纳 夏利夏利 富康富康楔形楔形结构简单、紧凑、散热结构简单、紧凑、散热面积小、热损失面积小、热损失小小;火;火花塞置于燃烧室最高处,花塞置于燃烧室最高处,火焰传播距离长火焰传播距离长切诺基切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、进工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃排气效果不如半球形燃烧室烧室捷达捷达 奥迪奥迪此外,汽
13、油机燃烧室形状还有:扁球形多气门篷形燃烧室的布置 燃烧室的形状对未燃炭氢化合物的产生有很大影响。火花塞的位置对火焰的传播距离有很大影响,短的火焰传播距离可以减少早燃的趋势,便于采用高的压缩比设计。四气门技术使燃烧室更紧凑,火焰传播距离更短,气体流动更畅通。工作条件:高温、高压、腐蚀、沾油、沾水。要求:耐高温,耐高压,耐腐蚀。安装注意事项:卷边的一面朝向易修整的接触面或硬平面。拧紧缸盖时应注意:从中央对称向四周扩展,且分几次进 行;最后按规定力矩拧紧。另外还应 注意,拆气缸盖时应该待发动机冷却 后按相反顺序进行。(二)气缸垫(二)气缸垫缸盖拆卸注意事项 铝合金缸盖重量轻,但铝热膨胀系数比较大,且
14、比较软,因此,建议冷却液温度降到38C以下后,再拆下缸盖,避免发动机的变形。在松开和拧紧任何用于精加工和精确配合的螺栓时,一定要遵循维修手册中规定的顺序,以确保缸盖螺栓尽可能均匀地松动,防止出现变形。从发动机上卸下缸盖后,不应当将其面向下放置,这样会损坏缸盖表面和仍由凸轮轴打开的气门。维修保养信息 缸盖的安装顺序与拆卸相反。但一定要使用新的缸盖密封垫。而且,所有工作区域都要保持清洁、无污物,因为沾上任何污物都可能导致缸盖泄漏。必须小心拧紧缸盖螺栓。注意,在维修手册中说明了拧紧的顺序和步骤,以便拧紧螺栓时尽可能均匀地受力,同样,装配发动机时也要尽可能地保持平直。紧固精密接合的螺栓时,要按照对角线
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