曲柄連桿機(jī)構(gòu)講義ga

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1、n 本 章 講 述 內(nèi) 容 ： 2.1 概 述 2.2 機(jī) 體 組 2.3 活 塞 連 桿 組 2.4 曲 軸 飛 輪 組第 二 章 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) (5h) 2.1 概 述一 、 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 功 用 及 組 成(一 ） 功 用 ：q 將 燃 氣 作 用 在 活 塞 頂 上 的 力 轉(zhuǎn) 變 為 曲 軸 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 向 工作 機(jī) 械 輸 出 機(jī) 械 能 。(二 ） 組 成 ：q 機(jī) 體 組 ： 主 要 包 括 氣 缸 體 、 曲 軸 箱 、 氣 缸 蓋 、 氣 缸 套 、氣 缸 襯 墊 和 油 底 殼 等 ； q 活 塞 連 桿 組 ： 主 要 包 括 活 塞 、 活

2、 塞 環(huán) 、 活 塞 銷 和 連 桿等 ；q 曲 軸 飛 輪 組 ： 主 要 包 括 曲 軸 、 飛 輪 和 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 等 。 (三 ） 工 作 條 件q 高 溫 ： 最 高 可 達(dá) 2500K以 上q 高 壓 ： 最 高 可 達(dá) 5MPa9MPaq 高 速 ： 最 高 可 達(dá) 3000 r/min6000 r/minq 化 學(xué) 腐 蝕 ： 可 燃 混 合 氣 和 燃 燒 廢 氣 直 接 接 觸 機(jī) 件 。 （ 四 ） 受 力 分 析 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 受 的 力主 要 有 氣 壓 力 Fp， 往 復(fù) 慣性 力 Fj ， 旋 轉(zhuǎn) 離 心 力 FC 和 摩 擦 力 F。 Fp F

3、j FCF 1、 氣 壓 力 ： 氣 壓 力 的 集 中 力 Fp分 解 為側(cè) 壓 力 Fp1和 Fp2， Fp1分 解 為 FR和 FS， FR 使曲 軸 主 軸 頸 處 受 壓 ， FS為 周 向 產(chǎn) 生 轉(zhuǎn) 矩 的力 。(1)作 功 行 程 ： 側(cè) 壓 力 Fp1向 左 ， 活 塞 的 左 側(cè) 面 壓 向 氣缸 壁 ， 左 側(cè) 磨 損 嚴(yán) 重 Fp 2 Fp1 FpFR FSFp1 (2)壓 縮 行 程 ： 側(cè) 壓 力 FP2向 右 ， 活 塞 的 右 側(cè) 面壓 向 氣 缸 壁 ， 右 側(cè) 磨 損 嚴(yán) 重 。 F P2FPFP1FRFS 2、 往 復(fù) 慣 性 力 Pj： 從 上 止 點(diǎn)

4、向 下 止 點(diǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 活 塞在 上 半 行 程 時(shí) ， 慣 性 力 都 向 上 ， 下 半 行 程 時(shí) ， 慣 性 力都 向 下 。在 上 下 止 點(diǎn) 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 方 向 改 變 ， 速 度 為 零 ， 加 速 度 最大 ， 慣 性 力 也 最 大 ； 在 行 程 中 部 附 近 ， 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 速 度最 大 ， 加 速 度 為 零 ， 慣 性 力 也 等 于 零 。 Pj 3、 離 心 慣 性 力 PC： 旋 轉(zhuǎn) 機(jī) 件 的 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 離 心慣 性 力 ， 方 向 背 離 曲 軸 中 心 向 外 。 離 心 力 加 速 軸 承與 周 頸 的 磨 損 ， 也 引 起

5、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 振 動(dòng) 而 傳 到 機(jī) 體 外 。Pc 3、 離 心 慣 性 力 PC： 4、 摩 擦 力 F： 指 相 互 運(yùn) 動(dòng) 件 之 間 的 摩 擦 力 ， 它 是 造成 配 合 表 面 磨 損 的 根 源 。 F 4、 摩 擦 力 F： 五 、 總 結(jié) ： 偏 離 曲 軸 軸 線 的 曲 柄 、 曲 柄 銷 和 連 桿 大 頭 繞 曲軸 軸 線 旋 轉(zhuǎn) ， 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 慣 性 力 ， 其 方 向 沿 曲 柄 半徑 向 外 。 曲 軸 轉(zhuǎn) 速 愈 高 ， 往 復(fù) 慣 性 質(zhì) 量 和 旋 轉(zhuǎn) 慣 性 質(zhì)量 愈 大 ， 則 往 復(fù) 慣 性 力 與 離 心 力 愈 大 ， 慣 性 力 使曲

6、 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 各 零 件 和 所 有 軸 頸 （ 軸 承 ） 受 周期 性 變 化 的 附 加 負(fù) 荷 ， 加 快 磨 損 。 若 不 加 以 平 衡 ，慣 性 力 傳 到 氣 缸 體 外 ， 引 起 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 振 動(dòng) 。 曲 柄 連 桿 機(jī) 構(gòu) （ 包 括 機(jī) 體 組 ） 各 有 關(guān) 零 件 受到 壓 縮 、 拉 伸 、 彎 曲 和 扭 轉(zhuǎn) 等 不 同 形 式 的 載 荷 。 機(jī) 體 組 組 成 ： 曲 軸 箱氣 缸 體氣 缸 墊氣 缸 蓋 氣 缸油 道 和 水 道油 底 殼 氣 缸 蓋 罩 2.2 機(jī) 體 組氣 缸 蓋 罩 墊 圈 q 氣 缸 體 ： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 氣

7、缸 體 和 曲 軸 箱 常 鑄 成 一 體 ， 稱 為氣 缸 體 曲 軸 箱 ， 簡 稱 氣 缸 體 。（ 一 ） 功 用 ： 氣 缸 體 上 半 部 有 若 干 個(gè) 為 活 塞 在 其 中 運(yùn) 動(dòng)導(dǎo) 向 的 圓 柱 形 空 腔 。 1、 內(nèi) 腔 （ 1） 形 成 氣 缸 工 作 容 積 ； （ 2） 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 導(dǎo) 向 。 2、 外 腔 （ 1） 各 機(jī) 構(gòu) 和 系 統(tǒng) 的 裝 配 基 體 ； （ 2） 散 熱 。一 、 氣 缸 體 （ 三 ） 材 料 和 工 藝 ： 1、 材 料 （ 1） 氣 缸 套 ： 優(yōu) 質(zhì) 合 金 鑄 鐵 或 合 金 鋼 （ 2） 氣 缸 體 ： 灰 鑄 鐵 或

8、 鋁 合 金2、 氣 缸 工 作 表 面 制 造 工 藝 （ 2級(jí) 加 工 精 度 ） （ 1） 精 鏜（ 2） 珩 磨 （ 網(wǎng) 紋 狀 ） 1、 改 善 磨 合 條 件 ， 磨 合 2、 避 免 拉 缸 （ 金 屬 熔 著 磨 損 ）時(shí) 間 短 （ 二 ） 要 求 ： 1、 耐 高 溫 、 高 壓 2、 耐 磨 損 3、 耐 腐 蝕 4、 足 夠 的 剛 度 和 強(qiáng) 度 （ 三 ） 氣 缸 體 結(jié) 構(gòu) 分 類 ： （ a） 一 般 式 （ b） 龍 門 式 （ c） 隧 道 式（ a ） 曲 軸 軸 線 與 氣 缸體 下 表 面 在 同 一 平 面 上 。 優(yōu) 點(diǎn) 是 制 造 方 便 ， 質(zhì)

9、 量輕 ， 高 度 低 ， 但 剛 度 低 ， 適 用 于 汽 油 機(jī) 。 (b)油 底 殼 安 裝平 面 低 于 曲 軸 的旋 轉(zhuǎn) 中 心 (c)氣 缸 體 上 曲軸 的 主 軸 承 孔為 整 體 式1、 按 氣 缸 體 結(jié) 構(gòu) 形 式 分 為 ： 名 稱 性 能 應(yīng) 用一 般 式 機(jī) 體 高 度 小 、 重 量 輕 、結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 便 于 加 工 拆卸 。 剛 度 和 強(qiáng) 度 差 。 492Q汽 油 機(jī) ，90系 列 柴 油 機(jī) 。龍 門 式 強(qiáng) 度 和 剛 度 較 好 。 工 藝性 差 、 結(jié) 構(gòu) 笨 重 、 加 工困 難 。 捷 達(dá) 轎 車 、 富康 轎 車 、 桑 塔納 轎 車

10、隧 道 式 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 剛 度 和 強(qiáng) 度好 。 難 加 工 、 工 藝 性 差 、曲 軸 拆 卸 不 方 便 。 負(fù) 荷 較 大 的 柴油 機(jī) 上 。 性 能 與 應(yīng) 用 比 較 2、 按 冷 卻 方 式 分 ： （ 1） 水 冷 式 ： 氣 缸 體 內(nèi) 鑄 有 冷 卻 水 套 （ 2） 風(fēng) 冷 式 ： 氣 缸 體 外 鑄 有 散 熱 片 水 冷 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 和 氣 缸 蓋 風(fēng) 冷 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋散 熱 片冷 卻 水冷 卻 水 3、 按 鑲 缸 套 方 式 分 ： （ 1） 干 式 缸 套 ： 圖 （ a） 所 示 ， 不 直 接 與 冷 卻 水 接 觸

11、， 薄 壁（ 1-3mm） ， 過 盈 壓 配 在 氣 缸 體 內(nèi) 孔 中 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 密 封 性 好 ， 氣 缸 體 剛 性 好 ， 缸 心 距 小 ， 曲 軸 不 易 變 形 。缺 點(diǎn) ： a 、 制 造 成 本 增 加 ： 氣 缸 體 內(nèi) 孔 、 缸 套 外圓 亦 需 精 加 工 ， 且 薄 壁 缸 套 剛 性 差 ， 加 工裝 夾 時(shí) 易 變 形 。b、 熱 負(fù) 荷 增 加 ： 缸 套 外 圓 與 氣 缸 體 內(nèi) 孔 理論 上 是 完 全 接 觸 ， 但 加 工 誤 差 使 之 不 可 能完 全 接 觸 ， 因 而 散 熱 面 積 小 ， 影 響 缸 套 散熱 ， 必 然 使 缸

12、套 、 活 塞 等 熱 負(fù) 荷 嚴(yán) 重 。c、 氣 缸 體 鑄 造 工 藝 性 差 ： 水 套 封 閉 ， 去 渣 困 難 。 氣 缸 套水 套氣 缸 體 圖 2-6 （ a） 干 式 氣 缸 套 （ 2） 濕 式 缸 套 ： 氣 缸 體 水 套 敞 開 ， 缸 套 與 冷 卻 水 直 接 接觸 ， 薄 厚 （ 5-9mm） ， 缸 套 下 端 帶 橡 膠 封 水 圈 ， 氣 缸 套 外 圓上 大 ， 下 小 （ 因 為 氣 缸 套 下 端 帶 1-3道 橡 膠 封 水 圈 ） ， 且 上端 與 氣 缸 體 內(nèi) 孔 配 合 緊 ， 下 端 配 合 松 ， 以 方 便 推 入 氣 缸 體內(nèi) 孔

13、。 濕 式 缸 套 壓 配 在 氣 缸 體 內(nèi) 孔 時(shí) ，上 部 凸 肩 頂 面 高 出 氣 缸 體 頂 面 0.05-0.15 mm， 這 樣 緊 固 缸 蓋 時(shí) ， 可 將 缸墊 壓 得 更 緊 ， 以 密 封 燃 氣 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 氣 缸 套 冷 卻 好 ； 制 造 成 本低 ； 氣 缸 體 鑄 造 工 藝 性 好 。 缺 點(diǎn) ： 氣 缸 體 剛 性 差 ， 容 易 變 形 ，易 漏 氣 、 漏 水 ； 缸 心 距 增 加 ， 曲 軸 易變 形 ； 氣 缸 套 外 圓 表 面 易 產(chǎn) 生 穴 蝕 現(xiàn)象 ， 常 見 涂 漆 。 mm氣 缸 套水 套氣 缸 體橡 膠 封 水 圈 圖 2-6

14、 （ b） 濕 式 氣 缸 套（ 軸 向 定 位 ）（ 徑 向 定 位 ）（ 徑 向 定 位 ） 干 式 氣 缸 套 和 濕 式 氣 缸 套 比 較名 稱 特 點(diǎn) 示 意 圖干 缸 套 外 壁 不 直 接 與 冷 卻 水接 觸 。 壁 厚 1 3mm。濕 缸 套 外 壁 直 接 與 冷 卻 水 接觸 。 壁 厚 5 9mm。 強(qiáng) 度 和 剛度 都 較 好 ，加 工 復(fù) 雜 ，拆 裝 不 便 ，散 熱 不 良 。散 熱 良 好 、冷 卻 均 勻 、加 工 容 易 。 強(qiáng) 度 和 剛 度不 如 干 缸 套 ，易 漏 水 。 4、 根 據(jù) 氣 缸 的 排 列 方 式 分 ：q 直 列 式 ： 結(jié) 構(gòu)

15、 簡 單 、 加 工 容 易 ，但 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 長 度 和 高 度 較 大 。q V型 ： 縮 短 了 機(jī) 體 的 長 度 和 高 度 ，增 加 了 剛 度 ， 減 輕 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 重量 ； 形 狀 復(fù) 雜 ， 加 工 困 難 。q 對(duì) 置 式 ： 高 度 小 ， 總 體 布 置 方 便 。 直 列 式 V型 對(duì) 置 式 5、 整 體 式 氣 缸 體 和 鑲 嵌 式 氣 缸 體n (1)、 整 體 式 氣 缸 體 ： 氣 缸 直 接 鏜 在 氣 缸 體 上 。n (2)、 鑲 嵌 式 氣 缸 體 ： 氣 缸 套 鑲 嵌 到 氣 缸 體 內(nèi) 的 氣 缸 。類 型 構(gòu) 造 性 能 及 應(yīng)

16、用整 體 式 氣 缸 直 接 鏜 在 氣缸 體 上 強(qiáng) 度 和 剛 度 好 ， 能承 受 大 負(fù) 荷 。 成 本 高 。鑲 嵌 式 用 耐 磨 優(yōu) 質(zhì) 材料 制 成 氣 缸 套 ， 再裝 到 一 般 材 料 制 成的 氣 缸 體 內(nèi) 。 降 低 了 制 造 成 本 ，便 于 修 理 和 更 換 氣 缸 套 ，延 長 了 氣 缸 體 的 使 用 壽命 。 氣 缸 蓋 罩氣 缸 蓋氣 缸 墊 襯 墊安 裝 火 花 塞二 、 氣 缸 蓋 與 氣 缸 墊 1、 組 成 ： 氣 缸 蓋 上 應(yīng) 有 進(jìn) 、 排 氣 門 座 及 氣 門 導(dǎo) 管 和 進(jìn) 、 排 氣 門 通 道 等 。2、 作 用 ： （ 1

17、） 密 封 氣 缸 上 部 ； （ 2） 構(gòu) 成 燃 燒 室 （ 與 氣 缸 壁 、 氣 缸 墊 和 活 塞 頂 一 起 ） ；構(gòu) 成 供 給 系 中 進(jìn) 、 排 氣 系 統(tǒng) 及 冷 卻 系 、 潤 滑 系 的 一 部 分 （ 鑄 有 進(jìn) 、 排 氣 通 道 及 冷 卻 水 套 或 散 熱 片 、 潤 滑 油 道 ） 。3、 要 求 ： （ 1） 耐 高 溫 、 高 壓 ；（ 2） 耐 腐 蝕 ；足 夠 的 剛 度 和 強(qiáng) 度 。 （ 2） 灰 鑄 鐵 或 合 金 鑄 鐵 ： （ 大 部 分 柴 油 機(jī) ） a 、 剛 度 、 強(qiáng) 度 高 ； b 、 耐 高 溫 ； c 、 導(dǎo) 熱 性 差 :

18、缸 蓋 底 面 鼻 梁 區(qū) 易 開 裂 ； d 、 質(zhì) 量 重 。4、 材 料 ：（ 1） 鋁 合 金 壓 鑄 ： （ 汽 油 機(jī) 及 少 數(shù) 柴 油 機(jī) ） a、 質(zhì) 量 輕 、 導(dǎo) 熱 性 好 ； b、 鑄 造 流 動(dòng) 性 好 （ 風(fēng) 冷 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 散 熱 片 鑄 造 容 易 ） ； c、 剛 度 低 :易 變 形 導(dǎo) 致 漏 氣 漏 水 ； d、 強(qiáng) 度 低 :氣 缸 蓋 螺 栓 孔 易 拉 毛 ； e、 不 耐 高 溫 :超 過 350C， 強(qiáng) 度 急 劇 降 低 。 5、 燃 燒 室v結(jié) 構(gòu) 盡 可 能 緊 湊 ， 冷卻 面 積 小 ， 以 減 少 熱 量損 失 及 縮 短 火 焰

19、 行 程 。v使 混 合 氣 在 壓 縮 終 了時(shí) 具 有 一 定 的 渦 流 運(yùn) 動(dòng) ，以 提 高 混 合 氣 燃 燒 速 度 ，保 證 混 合 氣 得 到 及 時(shí) 和充 分 燃 燒 。燃 燒 室 形 狀 對(duì) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 工 作 影 響 很 大 。(1)要 求 ： 汽 油 機(jī) 燃 燒 室 形 狀 燃 燒 室 比 較名 稱 特 點(diǎn) 示 意 圖 應(yīng) 用半 球 形 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 火 焰 行 程 段 、燃 燒 速 率 高 、 熱 損 失 小 、熱 效 率 高 桑 塔 納 夏 利 富 康楔 形 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 緊 湊 、 散 熱面 積 小 、 熱 損 失 少 ； 火花 塞 置 于 燃 燒

20、 室 最 高 處 ，火 焰 傳 播 距 離 長 切 諾 基盆 形 工 藝 性 好 、 成 本 低 、 進(jìn)排 氣 效 果 不 如 半 球 形 燃燒 室 492 （ 二 ） 氣 缸 墊1、 作 用 ： 密 封 燃 氣冷 卻 水 、 機(jī) 油2、 要 求 ： （ 1） 一 定 的 強(qiáng) 度 要 求（ 2） 耐 熱 、 耐 腐 蝕（ 3） 一 定 的 彈 性 a、 密 封 （ 變 形 以 補(bǔ) 償 結(jié) 合 面 的 不 平 度 ）b、 能 重 復(fù) 使 用 （ 在 一 定 公 差 內(nèi) ）3、 材 料 與 結(jié) 構(gòu) ： 金 屬 -石 棉 氣 缸 墊 ； 實(shí) 心 金 屬 片 氣 缸 墊 ； 加 強(qiáng) 型 無 石 棉 氣

21、 缸 墊 。 安 裝 注 意 ： 金 屬 皮 的 金屬 石 棉 墊 ， 缸口 金 屬 卷 邊 一 面應(yīng) 朝 向 易 修 整 接觸 面 或 硬 平 面 。因 卷 邊 一 面 會(huì) 對(duì)與 其 接 觸 的 平 面造 成 壓 痕 變 形 。光 滑 面 朝 向 氣 缸體 。 4、 氣 缸 蓋 螺 栓 的 擰 緊 次 序 ： 必 須 由 中 央 對(duì) 稱 地 向 四 周 擴(kuò) 展 的 順 序 分 幾 次 進(jìn) 行 ， 最 后一 次 要 用 扭 力 扳 手 按 工 廠 規(guī) 定 的 數(shù) 值 擰 緊 ， 一 則 保 證 密 封性 ， 二 則 避 免 損 壞 氣 缸 墊 ， 三 則 保 證 壓 縮 比 的 一 致 性 。

22、 鋁合 金 制 成 的 氣 缸 蓋 到 最 后 必 須 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 的 狀 態(tài) 下 擰 緊 ， 豐 田 佳 美 3S-FE發(fā) 動(dòng) 機(jī) 氣 缸 蓋 螺 栓 的 拆 、 裝 卸 順 序這 樣 ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 熱起 來 時(shí) 會(huì) 增 加 密 封 性 ，因 為 鋁 合 金 氣 缸 蓋 的 熱膨 脹 比 鋼 螺 栓 的 大 ； 鑄鐵 氣 缸 蓋 則 一 般 在 發(fā) 動(dòng)機(jī) 熱 車 時(shí) 最 后 擰 緊 ， 因?yàn)?裝 配 時(shí) 擰 緊 的 螺 栓 在發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 初 始 后 不 久會(huì) 松 弛 。 三 、 油 底 殼1、 作 用 ： 儲(chǔ) 存 機(jī) 油 并 密 封 曲 軸 箱 。2、 要 求 ： （ 1）

23、 結(jié) 合 面 平 整 ， 密 封 性 好 （ 2） 剛 性 好 ， 避 免 振 動(dòng) 、 機(jī) 械 噪 聲 過 大 （ 3） 散 熱 性 好3、 材 料 與 結(jié) 構(gòu) ： 材 料 ： 低 碳 合 金 鋼 板 或 鋁 合 金 沖 壓 而 成 ； 結(jié) 構(gòu) ： 為 了 加 強(qiáng) 油 底 殼 內(nèi) 機(jī) 油 的 散 熱 ， 油 底 殼 底 部 鑄 有散 熱 肋 片 。 油 底 殼 形 狀 后 部 一 般 做 得 較 深 ， 以 便 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 縱 向傾 斜 時(shí) 機(jī) 油 泵 能 吸 到 機(jī) 油 。 內(nèi) 設(shè) 有 擋 油 板 ， 避 免 油 面 波 動(dòng) 太大 ， 機(jī) 油 泵 吸 進(jìn) 氣 泡 ， 供 油 不 桑 塔 納

24、轎 車 油 底 殼 結(jié) 構(gòu)暢 。 油 底 殼 底 部 裝 有 磁 性 放油 塞 ， 吸 集 機(jī) 油 中 的 金 屬 屑 ，減 少 磨 損 。 氣 環(huán)油 環(huán)活 塞 銷活 塞連 桿連 桿 螺 栓連 桿 軸 瓦連 桿 蓋2.3 活 塞 連 桿 組 連 桿 襯 套定 位 套 筒活 塞 銷 卡 簧 組 成 ： 活 塞 、 活 塞 環(huán) 、 活 塞 銷 、 連 桿1、 作 用 ： （ 1） 構(gòu) 成 燃 燒 室 ； （ 2） 傳 遞 動(dòng) 力 。2、 要 求 ：鋁 合 金 (質(zhì) 量 小 ,導(dǎo) 熱 性 好 );灰 鑄 鐵一 、 活 塞活 塞 應(yīng) 具 備 的 特 點(diǎn) A、 剛 度 和 強(qiáng) 度 應(yīng) 足 夠 大 ， 傳

25、 力 可 靠 。B、 導(dǎo) 熱 性 能 好 ， 耐 高 壓 、 高 溫 、 磨 損 。 C、 質(zhì) 量 較 小 ， 盡 可 能 減 少 往 復(fù) 慣 性 力 。 3、 材 料 與 工 藝 ：（ 1） 材 料 ： a、 共 晶 鋁 硅 合 金 （ 鑄 鋁 、 鍛 鋁 ） ； （ 質(zhì) 量 小 ， 導(dǎo) 熱 性 好 ， 適 用 于 一 般 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ） b、 組 合 式 ： 上 半 部 用 鋼 ， 下 半 部 用 鋁 合 金 ， 沉 頭 螺 栓 連 接 。 1、 剛 度 好 ， 高 溫 強(qiáng) 度 高 ； 2、 熱 膨 脹 系 數(shù) 低 ， 配 缸 間 隙 小 ； 僅 適 用 于 極 少 數(shù) 大 功 率 強(qiáng) 化

26、 柴 油 機(jī) 3、 耐 磨 （ 環(huán) 槽 ） ； 4、 質(zhì) 量 居 中 。 （ 2） 工 藝 ： a、 鑄 造 ： 質(zhì) 量 大 ， 加 工 工 序 多 ； b、 鍛 造 ： 居 中 ； c、 模 鍛 ： 質(zhì) 量 小 ， 加 工 少 。 4、 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ：（ 1） 基 本 結(jié) 構(gòu) ： 由 頂 部 、 頭 部 、 裙 部 組 成 （ 圖 2-20所 示 ） 。 圖 220 活 塞 結(jié) 構(gòu) 1活 塞 頂 部 2活 塞 頭 部 3活 塞 裙 部 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 制 造容 易 、 受 熱 面 積小 、 應(yīng) 力 分 布 較均 勻 ， 多 用 在 汽油 機(jī) 上 。 凸 起 呈 球 狀 、 頂部 強(qiáng)

27、度 高 ， 起 導(dǎo)向 作 用 、 有 利 于改 善 換 氣 過 程 。 凹 坑 的 形 狀 、 位 置 必須 有 利 于 可 燃 混 合 氣的 燃 燒 ； 提 高 壓 縮 比 ，防 止 碰 氣 門 。 a、 頂 部 ： 組 成 燃 燒 室 ， 易 熱 裂 、 壓 碎 ， 要 求 加 工 應(yīng) 光 潔 ， 材 料 應(yīng) 阻 熱 。 活 塞 頭 部n 位 置 ： 第 一 道 活 塞 槽 與 活 塞 銷 孔 之 間 的 部 分 。n 作 用 ：n 安 裝 活 塞 環(huán) ；n 與 活 塞 環(huán) 一 起 密 封 氣 缸 ；n 防 止 可 燃 混 合 氣 漏 到 曲 軸 箱 內(nèi) ；n 將 頂 部 吸 收 的 熱

28、量 通 過 活 塞 環(huán) 傳 給 氣 缸 壁 。氣 環(huán) 槽 油 環(huán) 槽工 作 條 件 最惡 劣 ， 應(yīng) 離頂 部 遠(yuǎn) 些 ?；?塞 銷 孔 活 塞 裙 部n 位 置 ：從 油 環(huán) 槽 下 端 面 起至 活 塞 最 下 端 的 部 分 ，包 括 銷 座 孔 。n 作 用 ： 導(dǎo) 向 作 用 ; 承 受 側(cè) 壓 力 ; 防 止 破 壞 油 膜 。 冷 態(tài) 敲 缸 現(xiàn) 象 ： 冷 態(tài) 裝 配 間 隙 若 無 或 過 小 ，則 由 于 活 塞 工 作 時(shí) 的 機(jī) 械 變 形和 熱 變 形 時(shí) 裙 部 直 徑 增 大 ， 容易 拉 傷 氣 缸 壁 （ 又 稱 拉 缸 ） ，輕 則 造 成 漏 氣 、 竄

29、機(jī) 油 ， 重 則活 塞 卡 死 。 由 于 冷 態(tài) 裝 配 間 隙 的 存 在 :活 塞 工 作 時(shí) 側(cè) 壓 力 方 向 的 交 替變 化 ， 活 塞 越 過 上 止 點(diǎn) 時(shí) ， 時(shí)而 是 活 塞 的 次 推 力 面 側(cè) 貼 緊 氣缸 壁 ， 時(shí) 而 是 活 塞 的 主 推 力 面?zhèn)?貼 緊 氣 缸 壁 ， 形 成 金 屬 敲 缸聲 音 ， 加 劇 裙 部 磨 損 。 顯 然 ，發(fā) 動(dòng) 機(jī) 冷 車 時(shí) 敲 缸 現(xiàn) 象 嚴(yán) 重 。 減 輕 冷 態(tài) 敲 缸 現(xiàn) 象 的 主 要 結(jié) 構(gòu) 措 施 ： 1、 定 義 ： 活 塞 銷 座 朝 向 承 受 作 功 側(cè) 壓 力 的 一 面 （ 圖 示 左 側(cè)

30、 ） 偏 移 1mm2mm。2、 作 用 ： 減 輕 活 塞 換 向 時(shí) 對(duì) 氣 缸 壁 的 敲 擊 。 3、 原 理 ： 因 銷 座 偏 置 ， 在 接 近上 止 點(diǎn) 時(shí) ， 作 用 在 活 塞 銷 座 軸 線以 右 的 氣 體 壓 力 大 于 左 邊 ， 使 活塞 傾 斜 ， 裙 部 下 端 提 前 換 向 。 而活 塞 在 越 過 上 止 點(diǎn) ， 側(cè) 壓 力 反 向時(shí) ， 活 塞 才 以 左 下 端 接 觸 處 為 支點(diǎn) ， 頂 部 向 左 轉(zhuǎn) （ 不 是 平 移 ） ，完 成 換 向 。 可 見 偏 置 銷 座 使 活 塞換 向 分 成 了 兩 步 ， 第 一 步 是 在 氣體 壓 力

31、 較 小 時(shí) 進(jìn) 行 ， 且 裙 部 彈 性好 ， 有 緩 沖 作 用 ； 第 二 步 雖 氣 體 壓 力 大 ， 但 它 是 個(gè) 漸 變 過 程 。 為此 ， 兩 步 過 渡 使 換 向 沖 擊 力 大 為減 弱 。 （ 1） 預(yù) 先 做 成 階 梯 形 、 錐 形 活 塞 沿 高 度 方 向 的 溫 度 很不 均 勻 ， 活 塞 的 溫 度 是 上 部 高 、下 部 低 ， 膨 脹 量 也 相 應(yīng) 是 上 部大 、 下 部 小 。 為 了 使 工 作 時(shí) 活塞 上 下 直 徑 趨 于 相 等 ， 即 為 圓柱 形 ， 就 必 須 預(yù) 先 把 活 塞 制 成上 小 下 大 的 階 梯 形 、

32、 錐 形 。 為 使 活 塞 在 各 種 工 況 下 均 能 與 氣 缸 壁 間 保 持 合 理 的 密 封和 運(yùn) 動(dòng) 間 隙 ， 制 造 活 塞 是 通 常 采 取 下 列 結(jié) 構(gòu) 措 施 ：（ 2） 預(yù) 先 做 成 橢 圓 形 。 將 銷 座 外 端 面 在 鑄造 時(shí) 凹 陷 0.5-1mm， 或 截 去 一 小 部 分 。 橢 圓 的 長 軸 方 向 與 銷 座 垂 直 ， 短 軸 方向 沿 銷 座 方 向 。 這 樣 活 塞 工 作 時(shí) 趨 近 正 圓 。 （ 3） 活 塞 裙 部 開 槽 （ 汽 油 機(jī) ）橫 向 絕 熱 槽 減 少 活 塞 頭 的 熱 量 向 裙 部 擴(kuò) 散有 的

33、兼 作 油 環(huán) 回 油 孔縱 向 膨 脹 槽 留 有 膨 脹 余 地活 塞 強(qiáng) 度 降 低 絕 熱 槽 膨 脹 槽 （ 4） 采 用 雙 金 屬 活 塞 ： 為 了 減 小 鋁 合 金 活 塞 裙部 的 熱 膨 脹 量 ， 有 些 汽 油 機(jī)活 塞 在 活 塞 裙 部 或 銷 座 內(nèi) 鑄入 或 嵌 入 膨 脹 系 數(shù) 低 的 鋼 片 。 恒 范 鋼 片 式 活 塞 的 結(jié) 構(gòu)特 點(diǎn) 就 是 這 樣 的 ， 由 于 恒 范鋼 為 含 鎳 33% 36%的 低 碳 鐵鎳 合 金 ， 其 膨 脹 系 數(shù) 僅 為 鋁合 金 的 1/10， 而 銷 座 通 過 恒范 鋼 片 與 裙 部 相 連 ， 牽

34、制 了裙 部 的 熱 膨 脹 變 形 量 。 活 塞 的 冷 卻 高 強(qiáng) 化 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 尤 其 是 活 塞頂 上 有 燃 燒 室 凹 坑 的 柴 油 機(jī) ，為 了 減 輕 活 塞 頂 部 和 頭 部 的熱 負(fù) 荷 而 采 用 油 冷 活 塞 。 1)自 由 噴 射 冷 卻 法 。 2)振 蕩 冷 卻 法 。 3)強(qiáng) 制 冷 卻 法 。 強(qiáng) 制 冷 卻 法 廣 為 增 壓 發(fā) 動(dòng) 機(jī)所 采 用 。 拖 鞋 式 活 塞在 保 證 裙 部 有 足 夠 承 壓 面 積 的 條 件 下 ， 將 不 承 受側(cè) 向 力 一 側(cè) 的 裙 部 部 分 地 去 掉 ， 即 為 半 拖 鞋 式 裙部 ； 若 全

35、部 去 掉 則 為 拖 鞋 式 裙 部 。優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 質(zhì) 量 輕 ， 比 全 裙 式 活 塞 輕 10 10 ， 適 應(yīng) 高速 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 減 小 往 復(fù) 慣 性 力 的 需 要 。 裙 部 彈 性 好 ， 可 以 減 小 活 塞 與 氣 缸 的 配 合 間 隙 。 能 夠 避 免 與 曲 軸 平 衡 重 發(fā) 生 運(yùn) 動(dòng) 干 涉 。 二 、 活 塞 環(huán) ：分 成 氣 環(huán) 和 油 環(huán) 兩 大 類 。（ 一 ） 作 用 ：2、 油 環(huán) ：1、 氣 環(huán) ：平 均 壽 命 ： 6萬 公 里 圖 2-25 活 塞 環(huán)（ 1） 密 封 （ 防 止 燃 氣 漏 入 曲 軸 箱 ） ； 是 主 要 作 用

36、 ， 是 傳 熱 作 用 的 前 提 。（ 2） 傳 熱 （ 將 活 塞 頭 部 吸 收 的 70%80%的 熱 量 傳 導(dǎo) 給 氣 缸 壁 ） 。（ 1） 潤 滑 （ 氣 缸 壁 上 鋪 油 膜 ） ； （ 2） 刮 油 （ 氣 缸 壁 上 多 余 機(jī) 油 刮 落 回 曲 軸 箱 ） ； （ 3） 輔 助 密 封 。 （ 二 ） 工 作 環(huán) 境 ：（ 1） 高 溫 、 高 壓 、 高 速 ， 潤 滑 不 良 ， 磨 損 嚴(yán) 重 ； （ 2） 交 變 的 彎 曲 應(yīng) 力（ 氣 缸 壁 沿 高 度 方 向 有 加 工 錐 度 ， 環(huán) 有 開 口 ） 。 （ 三 ） 要 求 ：（ 四 ） 材 料

37、：（ 1） 足 夠 的 強(qiáng) 度 、 沖 擊 韌 性 ； （ 2） 耐 高 溫 （ 第 1道 氣 環(huán) ） 、 耐 磨 。 （ 1） 一 般 用 合 金 鑄 鐵 ， 少 數(shù) 高 速 強(qiáng) 化 柴 油 機(jī) 用 鋼 片 環(huán) 以 提 高 彈 力 和 沖 擊 韌 性 ） ； （ 2） 第 1道 氣 環(huán) 的 工 作 表 面 一 般 都 鍍 上 多 孔 性 鉻 （ 硬 度 高 ， 并 能 儲(chǔ) 存 少 量 機(jī) 油 ， 以 改 善 潤 滑 條 件 ） ； （ 3） 其 余 氣 環(huán) 一 般 鍍 錫 （ 鑄 鋁 活 塞 ） 或 磷 化 （ 鍛 鋁 活 塞 ） （ 以 改 善 磨 合 性 能 ） 。 （ 五 ） 氣 環(huán)

38、的 密 封 機(jī) 理 ：第 一 密 封 面 （ 氣 環(huán) 裝 入 氣 缸 時(shí) 產(chǎn) 生 的 初 始 彈 力 Pa） ； 第 一 密 封 面 的 建 立 ： 環(huán) 在 自 由 狀 態(tài) 下 ， 環(huán) 外 徑 缸 徑 ， 裝 缸后 在 其 彈 力 F1 作 用 下 與 缸 壁 壓 緊 ， 形 成 第 一 密 封 面 。第 二 密 封 面 （ 燃 氣 壓 力 P1） ； 氣 環(huán) 的 切 口 端 呈 迷 宮 式 布 置（ 減 少 漏 氣 ） 。 第 二 密 封 面 的 建 立 ： 活 塞 環(huán) 在運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 產(chǎn) 生 慣 性 力 Pj， 與 缸 壁間 產(chǎn) 生 摩 擦 力 F， 以 及 側(cè) 隙 有氣 體 壓 力 P2，

39、 在 這 三 個(gè) 力 的 共同 作 用 下 ， 使 環(huán) 靠 在 環(huán) 槽 的 上側(cè) 或 下 側(cè) ， 形 成 第 二 密 封 面 。 Pa F PjP1 P2 圖 2-28 氣 環(huán) 的 切 口 形 狀 （ 六 ） 氣 環(huán) 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： （ 1） 切 口 形 狀 ：1） 直 角 切 口 ： 工 藝 性 好 ， 密 封 效 果 差 ； 2） 階 梯 切 口 ： 密 封 好 ， 工 藝 性 差 ； 3） 斜 切 口 ： 介 于 中 間 ， 但 套 裝 時(shí) 尖 角 易 折 斷 ； 4） 帶 防 轉(zhuǎn) 銷 釘 槽 切 口 ： 方 向 不 可 裝 反 ， 否 則 ， 漏 氣 量 急劇 增 加 。 氣

40、環(huán) 的 泵 油 作 用 矩 形 斷 面 的 氣 環(huán)隨 活 塞 作 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ，會(huì) 把 氣 缸 壁 上 的 機(jī) 油不 斷 送 人 氣 缸 中 。 這種 現(xiàn) 象 稱 為 “ 氣 環(huán) 的泵 油 作 用 ” 。 （ 1） 增 加 了 潤 滑 油 的 消 耗 ；（ 2） 火 花 塞 沾 油 不 跳 火 ；（ 3） 燃 燒 室 積 炭 增 多 ， 燃 燒性 能 變 壞 ；（ 4） 環(huán) 槽 內(nèi) 形 成 積 炭 ， 擠 壓活 塞 環(huán) 而 失 去 密 封 性 ；（ 5） 加 劇 了 氣 缸 的 磨 損 。 活 塞 環(huán) 泵 油 作 用 的 危 害 2） 扭 曲 環(huán) ：a)正 扭 曲 環(huán) ： 內(nèi) 圓 上

41、邊 緣 切 去 部 分 金 屬 或 外 圓 下 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 ； b)反 扭 曲 環(huán) ： 內(nèi) 圓 下 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 或 外 圓 上 邊 緣 切 去 部 分 金 屬 ； 圖 2-30 氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀（ a） 正 扭 曲 內(nèi) 切 環(huán) （ b） 反 扭 曲 內(nèi) 切 環(huán) 圖 2-31 扭 曲 環(huán) 的 作 用 原 理扭 曲 環(huán) 成 因 見 圖 2-31所 示 ： 活 塞 環(huán) 裝 入 氣 缸 后 ， 其 外 側(cè) 氣 缸 壁 的 作 用 力 F1與 內(nèi) 側(cè)環(huán) 的 彈 力 F2不 在 一 條 直 線 上 ， 于 是 產(chǎn) 生 扭 曲 力 矩 M， 從 而 使環(huán) 的

42、 邊 緣 與 環(huán) 槽 的 上 下 側(cè) 平 面 都 接 觸 ， 避 免 了 因 環(huán) 在 環(huán) 槽內(nèi) 的 上 下 竄 動(dòng) 造 成 的 “ 泵 油 ” 現(xiàn) 象 。 環(huán) 的 扭 曲 變 形 應(yīng) 使 環(huán) 的 端 面 與 氣 缸 壁 形 成 的 楔 形 尖 角向 下 。 這 樣 ， 活 塞 向 上 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 因 “ 油 楔 ” 作 用 使 環(huán) 懸 浮于 氣 缸 壁 ， 改 善 潤 滑 ， 減 少 摩 擦 阻 力 ； 活 塞 向 下 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ，向 下 刮 油 。 但 如 果 裝 反 使 尖 角 朝 上 ， 則 活 塞 向 上 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ，向 上 刮 油 ， 機(jī) 油 消 耗 率 劇 增 ， 排 氣

43、冒 藍(lán) 煙 。扭 曲 環(huán) 的 優(yōu) 點(diǎn) ： a)密 封 性 、 磨 合 性 好 （ 線 接 觸 ） ； b)防 止 “ 泵 油 ” 現(xiàn) 象 ； c)形 成 油 楔 ， 改 善 潤 滑 ； d)提 高 刮 油 能 力 。 扭 曲 環(huán) 的 缺 點(diǎn) ：a)扭 轉(zhuǎn) 角 不 超 過 1， 工 藝 性 差 ； b)不 可 裝 反 ， 否 則 機(jī) 油 消 耗 率 成 倍 增 加 ， 環(huán) 上 有 朝 上 記 號(hào) 。 a)工 藝 性 差 （ 凸 圓 弧 面 難 加 工 ） ； b)仍 有 “ 泵 油 ” 現(xiàn) 象 。 （ d） 錐 面 環(huán)優(yōu) 點(diǎn) ： 缺 點(diǎn) ： a)活 塞 上 下 移 動(dòng) 時(shí) 均 能 形 成 油 楔

44、 作 用 ， 改 善 潤 滑 ； b)避 免 棱 緣 負(fù) 荷 ， 能 很 好 適 應(yīng) 活 塞 的 擺 動(dòng) 及 氣 缸 表 面 ； c)密 封 性 改 善 。 3） 錐 面 環(huán) ： 小 錐 角 ， 不 超 過 2， 方 向 不 可 裝 反 。 優(yōu) 缺 點(diǎn) 同 扭 曲 環(huán) ， 但 仍 有 “ 泵 油 ” 現(xiàn) 象 。 4） 桶 面 環(huán) ： 與 氣 缸 壁 凸 圓 弧 面 接 觸 。 （ f） 桶 面 環(huán) 圖 2-30 氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀缺 點(diǎn) 是 環(huán) 上 、 下 兩 側(cè) 平 面 難 以 精 磨 ， 工 藝 性 差 ， 仍 有 “ 泵 油 ”現(xiàn) 象 。5） 梯 形 環(huán) ： 如 圖 2-32所

45、示 ， 側(cè) 壓 力 方 向 的 交 替 變 化 ， 使 環(huán) 槽 間隙 時(shí) 而 減 小 ， 時(shí) 而 增 大 ， 間 隙 中 的 結(jié) 焦 被 擠 出 ， 避免 環(huán) 因 粘 結(jié) 而 折 斷 ， 常 做 第 一 道 氣 環(huán) 。 （ e） 梯 形 環(huán) （ a） 間 隙 變 化 （ b） 受 力 情 況圖 2-32 梯 形 環(huán) 工 作 示 意 圖 氣 環(huán) 的 斷 面 形 狀 氣 環(huán) 斷 面 形 狀 ：形 狀 特 點(diǎn) 示 意 圖矩 形 環(huán) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 制 造 方 便 、 易 于 生 產(chǎn) 、 應(yīng) 用 面廣扭 曲 環(huán) 斷 面 不 對(duì) 稱 ， 受 力 不 平 衡 ， 使 活 塞 環(huán) 扭 曲錐 面 環(huán) 減

46、少 了 環(huán) 與 氣 缸 壁 的 接 觸 面 ， 提 高 了 表 面接 觸 壓 力 ， 有 利 于 磨 合 和 密 封 。梯 形 環(huán) 加 工 困 難 ， 精 度 要 求 高桶 面 環(huán) 外 圓 為 凸 圓 弧 形 作 用 ：布 油 (活 塞 上 行 )刮 油 (活 塞 下 行 )密 封 (輔 助 作 用 )（ 七 ） 油 環(huán) 圖 2-33 油 環(huán) 的 刮 油 作 用（ a） （ b） 油 環(huán) 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 油 環(huán) 置 于 最 后 一 道環(huán) 槽 ， 背 隙 內(nèi) 氣 體 壓 力極 低 ， 因 此 ， 油 環(huán) 置 于氣 缸 內(nèi) 時(shí) ， 必 須 具 有 較大 的 初 始 彈 力 。 刮 油 片軸

47、 向 襯 簧刮 油 片徑 向 襯 簧普 通 油 環(huán) 組 合 油 環(huán) （ 3） 油 環(huán) 分 為 兩 種 類 型 ：（ a） 異 向 外 倒 角 油 環(huán) （ b） 同 向 外 倒 角 油 環(huán) （ c） 同 向 內(nèi) 倒 角 油 環(huán) （ d） 鼻 式 油 環(huán) （ e） 雙 鼻 式 油 環(huán) 油 環(huán) 的 刮 油 作 用 油 環(huán) 的 刮 油 作 用 將 氣 缸 壁 上多 余 的 機(jī) 油 刮 下來 經(jīng) 活 塞 上 的 回油 孔 流 回 油 底 殼 。 三 、 活 塞 銷 與 銷 座1、 作 用 ： 連 接 活 塞 和 連 桿 小 頭 ， 傳 遞 動(dòng) 力 。 2、 要 求 ：3、 材 料 與 工 藝 ： 一 般

48、 為 低 碳 鋼 或 低 碳 合 金 鋼 ， 經(jīng) 表 面 滲 碳 或 滲 氮 熱 處 理以 提 高 心 部 沖 擊 韌 性 和 表 面 硬 度 ， 然 后 進(jìn) 行 精 磨 和 研 磨 。 .（ 1） 足 夠 的 剛 度 、 強(qiáng) 度 和 沖 擊 韌 性 ； （ 2） 表 面 耐 磨 ； （ 3） 質(zhì) 量 小 。 活 塞 銷圓 柱 形 兩 段 截 錐 與 一 段 圓 柱 結(jié) 合 兩 段 截 錐 形圖 2-36 活 塞 銷 的 內(nèi) 孔 形 狀4、 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 管 狀 （ 圖 2-36所 示 ） （ 1） 等 截 面 圓 柱 形 ： 易 加 工 ， 但 質(zhì) 量 大 ； （ 2） 兩 段 截 錐

49、 形 ： 等 強(qiáng) 度 梁 ， 質(zhì) 量 小 ， 但 難 加 工 ； （ 3） 組 合 形 ： 居 中 。 連 桿活 塞 銷全 浮 式 ：活 塞 銷 能在 連 桿 襯套 和 活 塞銷 座 中 自由 擺 動(dòng) ，使 磨 損 均勻 。 半 浮 式 ： 活塞 中 部 與 連桿 小 頭 采 用緊 固 螺 栓 連接 ， 活 塞 銷只 能 在 兩 端銷 座 內(nèi) 作 自由 擺 動(dòng) 。 多用 于 小 轎 車形 式 :全 浮 式 （ 工 作 時(shí) 自 由 轉(zhuǎn) 動(dòng) ） 、 半 浮 式 。5、 活 塞 銷 連 接 方 式 ： 裝 配 時(shí) ， 應(yīng) 先 將 鋁 合 金 活 塞 預(yù) 熱 （ 7090C的 水 或油 中 加 熱 ）

50、 ， 然 后 將 銷 裝 入 。 四 、 連 桿1、 作 用 ： 連 接 活 塞 與 曲 軸 ， 并 把 活 塞 承 受 的 氣 體 壓力 傳 給 曲 軸 ， 使 活 塞 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 變 成 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng) 。 連 桿 小 頭桿 身 連 桿大 頭 3、 要 求 ： 在 質(zhì) 量 盡 可 能 小 的 前 提 下 有 足 夠 的 剛 度 和 強(qiáng) 度 。剛 度 不 足 的 后 果 ：（ 1） 大 頭 孔 失 圓 ： 燒 軸 瓦 ， 甚 至 咬 死 。 （ 2） 桿 身 彎 曲 ： 偏 磨 ， 漏 氣 ， 竄 機(jī) 油 。 2、 工 作 特 點(diǎn) ：復(fù) 雜 平 面 運(yùn) 動(dòng) ， 承 受 壓

51、縮 、 拉 伸 、 彎 曲 等 交 變 載 荷 。 4、 材 料 與 工 藝 ： 中 碳 鋼 或 合 金 鋼 經(jīng) 模 鍛 或 輥 鍛 而 成 。 5、 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ：由 連 桿 小 頭 、 桿 身 、 連 桿 大 頭 （ 包 括 連 桿 蓋 ） 三 部 分 組 成 。 一 般 壓 入 減 磨 的 錫 青 銅 襯 套 ， 小 頭 頂 部 鑄 有 工 藝 凸 臺(tái) ， 減 重 用 ；小 頭 頂 部 開 有 潤 滑 油 槽 ， 收 集 飛 濺 油 霧 ， 潤 滑 活 塞 銷 。 （ 1） 連 桿 小 頭 通 常 做 成 “ 工 ” 字 形 斷 面 ， 以 求 在 剛 度 足 夠 的 前 提 下 盡

52、 可 能減 少 慣 性 質(zhì) 量 ， 有 的 桿 身 鉆 有 潤 滑 油 道 。（ 2） 桿 身 ： 通 常 做 成 分 開 式 的 ， 以 便 于 拆裝 活 塞 連 桿 組 ， 被 分 開 的 部 分 叫 連桿 蓋 ， 兩 者 之 間 用 連 桿 螺 栓 連 接 。連 桿 與 連 桿 蓋 之 間 有 配 對(duì) 記 號(hào) ， 拆裝 時(shí) 應(yīng) 注 意 一 致 。 圖 2-39 連 桿 裝 配 標(biāo) 記（ 3） 連 桿 大 頭 ： 連 桿 大 頭 孔 內(nèi) 過 盈 壓 入 上 、下 兩 半 薄 壁 鋼 軸 瓦 ， 在 其 內(nèi) 表 面上 涂 有 0.3 0.7mm厚 的 減 磨 合 金層 ， 具 有 保 持 油

53、 膜 、 減 少 摩 擦 阻力 和 易 于 磨 合 的 作 用 ， 主 要 有 巴氏 合 金 、 銅 鋁 合 金 、 高 錫 鋁 合 金 。軸 瓦 背 面 制 有 定 位 凸 肩 ， 防 止 軸瓦 轉(zhuǎn) 動(dòng) ； 軸 瓦 內(nèi) 表 面 開 有 油 槽 用以 儲(chǔ) 油 和 作 垃 圾 槽 用 。 6、 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 連 桿 分 類 ：（ 1） 平 切 口 ： 連 桿 大 頭 沿 著 與 桿 身 軸 線 垂 直 的 方 向 切 開 ，汽 油 機(jī) 和 較 小 功 率 柴 油 機(jī) 用 。 定 位 可 靠 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 （ 利 用 連 桿 螺 栓 上 經(jīng) 過 精 加 工 的 圓柱 凸 臺(tái) 或 光 圓

54、 柱 部 分 與 精 加 工 的 連 桿 螺 栓 孔 來 保 證 ） ； 連 桿 大 頭 沿 著 與 桿 身 軸 線 成 30 60 夾 角 切 開 ，常 用 于 曲 柄 銷 直 徑 較 粗 的 較 大 功 率 柴 油 機(jī) ， 否 則 ，連 桿 大 頭 尺 寸 太 大 ， 無 法 從 氣 缸 中 拆 下 活 塞 連 桿組 。 定 位 不 可 靠 （ 切 口 方 向 受 到 附 加 剪 切 力 ， 連 桿 螺 栓 易 剪斷 ， 連 桿 蓋 脫 落 會(huì) 擊 穿 氣 缸 體 ） 。優(yōu) 點(diǎn) 是 ：（ 2） 斜 切 口 ：缺 點(diǎn) 是 ： 平 切 式斜 切 式 螺 栓 桿 身 定 位止 口 定 位套 筒

55、定 位鋸 齒 定 位 并 列 式 主 副 式 叉 式7、 V型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 連 桿 分 類 ： v 1、 并 列 式 優(yōu) 點(diǎn) ： 連 桿 可 以 通 用 ， 兩 列 氣 缸 的 活 塞 連 桿 組 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 相 同 。 缺 點(diǎn) ： 兩 列 氣 缸 軸 心 線 沿 曲 軸 軸 向 錯(cuò) 開 一 段 距 離 ， 使 曲 軸 長 度 增 加 ， 剛 度 降 低 。v 2、 主 副 式 優(yōu) 點(diǎn) ： 減 小 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 軸 向 尺 寸 ； 缺 點(diǎn) ： 主 副 連 桿 不 能 互 換 ， 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 和 受 力 不 同 。v 3、 叉 型 式 優(yōu) 點(diǎn) ： 運(yùn) 動(dòng) 規(guī) 律 相 同 缺 點(diǎn) ：

56、 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 工 藝 性 差 ， 剛 度 較 低 。 1、 起 動(dòng) 爪 2.4曲 軸 飛 輪 組2、 起 動(dòng) 爪 鎖 緊 墊 圈3、 扭 轉(zhuǎn) 減 震 器4、 帶 輪5、 擋 油 片6、 定 時(shí) 齒 輪7、 半 圓 鍵8、 曲 軸9、 主 軸 承 上 下 軸 瓦10、 中 間 軸 瓦11、 止 推 片 12、 螺 柱13、 潤 滑 脂 嘴14、 螺 母15、 齒 環(huán)16、 圓 柱 銷17、 一 、 六 氣 缸 活 塞 處 在 上 止 點(diǎn)時(shí) 的 記 號(hào) （ 鋼 球 ） 圖 2-44 桑 塔 納 2000時(shí) 代 超 人 轎 車AJR發(fā) 動(dòng) 機(jī) 曲 軸 飛 輪 組 零 件 分 解 圖 曲 軸

57、帶 輪 曲 軸 正 時(shí)齒 形 帶 輪曲 軸 鏈 輪（ 驅(qū) 動(dòng) 油 泵 ） 止 推 片 主 軸 承 下 軸 瓦轉(zhuǎn) 速 傳 感器 脈 沖 輪 飛 輪 飛 輪 齒 圈 曲 軸 正 時(shí)齒 形 帶 輪 凸 輪 軸 正 時(shí)齒 形 帶 輪正 時(shí) 齒 形 帶水 泵 齒 形 帶 輪張 緊 輪 1、 作 用 ：一 、 曲 軸（ 1） .把 活 塞 連 桿 組 傳 來 的 氣 體 壓 力 轉(zhuǎn) 變 為 扭 矩 對(duì) 外 輸 出 。（ 2） .驅(qū) 動(dòng) 配 氣 機(jī) 構(gòu) 及 其 它 附 屬 裝 置 。 2、 工 作 條 件 ：3、 要 求 ： （ 3） 旋 轉(zhuǎn) 慣 性 力 系 達(dá) 到 良 好 的 平 衡 （ 離 心 力 合

58、力 及 其 合 力 矩 為 零 時(shí) 稱 為 完 全 平 衡 ， 亦 稱 動(dòng) 平 衡 ） 。4、 材 料 及 工 藝 ：（ 1） 多 采 用 優(yōu) 質(zhì) 中 碳 鋼 或 中 碳 合 金 鋼 如 鉻 鎳 鋼 （ 18CrNi5） 、鉻 鋁 鋼 （ 34CrAl16） 模 鍛 而 成 ， 主 軸 頸 和 曲 柄 銷 工 作 表 面 均 需高 頻 淬 火 或 氮 化 ， 再 經(jīng) 過 精 磨 ； 其 軸 頸 圓 角 過 渡 處 不 經(jīng) 淬 火 ，采 用 滾 壓 強(qiáng) 化 工 藝 ， 以 提 高 疲 勞 強(qiáng) 度 。 優(yōu) 點(diǎn) 是 機(jī) 械 疲 勞 強(qiáng) 度 高 ，軸 頸 直 徑 可 以 較 細(xì) ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 結(jié) 構(gòu)

59、 緊 湊 ， 但 表 面 加 工 質(zhì) 量 要 求 高 ，否 則 ， 容 易 引 起 應(yīng) 力 集 中 。 承 受 周 期 性 變 化 的 氣 體 壓 力 、 往 復(fù) 慣 性 力 、 離 心 力 以 及 由此 產(chǎn) 生 的 扭 矩 、 彎 矩 的 共 同 作 用 。 （ 1） 足 夠 的 剛 度 、 疲 勞 強(qiáng) 度 和 沖 擊 韌 性 ； （ 2） 各 工 作 表 面 潤 滑 良 好 、 耐 磨 ； 前 端 軸 連 桿 軸 頸 曲 軸 軸 頸 后 端 軸平 衡 重 曲 拐曲 柄5、 曲 軸 的 基 本 組 成 ： 前 端 軸 、 主 軸 頸 、 連 桿 軸 頸 、 曲 柄 、 平 衡 重 、 后 端

60、 軸 等 ，一 個(gè) 連 桿 軸 頸 和 它 兩 端 的 曲 柄 及 主 軸 頸 構(gòu) 成 一 個(gè) 曲 拐 。 6、 曲 拐 數(shù) 決 定 因 素 ：1） 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 氣 缸 數(shù)2） 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 排 列 方 式故 ：1） 直 列 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 拐 數(shù) 等 于 氣 缸 數(shù)2） V型 和 對(duì) 置 式 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 拐 數(shù) 為 氣 缸 數(shù) 的 一 半 7、 曲 軸 的 支 承 方 式n 在 相 鄰 的 兩 個(gè) 曲 拐 之 間 都 設(shè) 置 一 個(gè) 主 軸 頸 的 曲 軸 ， 稱 為全 支 承 曲 軸 ， 否 則 稱 為 非 全 支 承 曲 軸 。優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 應(yīng) 用全 支 承曲 軸 提

61、 高 曲 軸 的剛 度 和 彎 曲強(qiáng) 度 ， 減 輕主 軸 承 的 載荷 曲 軸 的 加工 表 面 增多 ， 主 軸承 數(shù) 增 多 ，使 機(jī) 體 加長 柴 油 機(jī) 一 般多 采 用 此 種支 撐 方 式非 全 支承 曲 軸 縮 短 了 曲 軸的 長 度 ， 使發(fā) 動(dòng) 機(jī) 總 體長 度 有 所 減 小 主 軸 承 載荷 較 大 承 受 載 荷 較小 的 汽 油 機(jī)可 以 采 用 此種 方 式 8、 平 衡 重 ：曲 柄 是 用 來 連 接 主 軸 頸 和 連 桿 軸 頸 的 。 曲 柄 上 的 平衡 重 的 作 用 是 平 衡 各 機(jī) 件 產(chǎn) 生 的 離 心 慣 性 力 及 其 力矩 。 減 輕

62、 或 消 除 彎 曲 變 形 。 9、 潤 滑 ： 曲 軸 上 有 貫 穿 主 軸 頸 、 曲 柄 和 連 桿 軸 頸 的 油 道 ，以 便 潤 滑 主 軸 頸 和 連 桿 軸 頸 。 1-主 軸 頸 ； 2-曲 軸 ； 3-連 桿 軸 頸 ； 4-圓 角 ； 5-積 污 腔 ； 6-油 管 ； 7-開 口 銷 ；8-螺 塞 ； 9-油 道 ； 10-擋 油 盤 ； 11-回 油 螺 紋 ； 12-飛 輪 結(jié) 合 盤 前 端 1. 2止 推 軸 承3.止 推 片4.正 時(shí) 齒 輪5.甩 油 盤 6.油 封7.皮 帶 輪8.起 動(dòng) 爪作 用 ： 前 端 用 來 安 裝 正 時(shí) 齒 輪 、 皮 帶

63、 輪 、 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器 及 起 動(dòng) 爪 等 ；由 于 曲 軸 前 端 伸 出 曲 軸 箱 ， 為 了 防 止 潤 滑 油 沿 軸 頸 流 出 ， 在 曲軸 前 設(shè) 有 防 漏 裝 置 甩 油 盤 ， 當(dāng) 被 齒 輪 擠 出 和 甩 出 的 潤 滑 油 落 到甩 油 盤 上 時(shí) ， 沿 壁 面 流 回 油 底 殼 中 。 后 端 ：作 用 ： 后 端 有 飛 輪 結(jié) 合 盤 (凸 緣 盤 )， 用 來 安 裝 飛 輪 。 前 后 端 軸 都 設(shè) 有 防 漏 裝 置 ： 擋 油 盤 、 回 油螺 紋 、 油 封 等 。曲 軸 后 端 回 油 螺 紋FrFr1 Fr2 10、 曲 軸 的 軸

64、向 限 位通 常 是 通 過 在 曲 軸 的 前 部 、 中 部 或 后 部 安 裝 止 推 軸 承 來實(shí) 現(xiàn) 的 （ 翻 邊 軸 瓦 ） 。 曲 軸 的 軸 向 間 隙 的 調(diào) 整 ： 更 換 止 推 片的 厚 度 。主 軸 頸 止 推 墊 片止 推 軸 承連 桿 軸 頸主 軸 承 蓋 （ 翻 邊 軸 瓦 ） 1） 各 缸 的 作 功 間 隔 要 盡 量 均 衡 ， 以 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 。 2） 連 續(xù) 作 功 的 兩 缸 相 隔 盡 量 遠(yuǎn) 些 ， 最 好 是 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的前 半 部 和 后 半 部 交 替 進(jìn) 行 。 比 如 ： 四 缸 機(jī) ： 1-3-4-2或 1

65、-2-4-3 六 缸 機(jī) ： 1-5-3-6-2-4； 3） V型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 左 右 氣 缸 盡 量 交 替 作 功 。 4） 曲 拐 布 置 盡 可 能 對(duì) 稱 、 均 勻 以 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 平 衡 性好 。（ 1） 一 般 規(guī) 律11、 四 沖 程 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 曲 拐 布 置 （ 2） 常 見 曲 軸 曲 拐 的 布 置對(duì) 缸 數(shù) 為 i的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 而 言 ， 其 發(fā) 火 順 序 為 ： 四 行 程 ： 720 /i 二 行 程 ： 360 /i 四 行 程 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 發(fā) 火 順 序 和 曲 拐 布 置點(diǎn) 火 順 序 ： 各 缸 完 成 同 名 行 程

66、 的 次 序 。曲 軸 轉(zhuǎn) 角（ 度 ） 一 缸 二 缸 三 缸 四 缸0 180180 360360 540540 720 功 功 功功排進(jìn)壓 排進(jìn)壓 排進(jìn)壓 排進(jìn)壓 1342 四 行 程 四 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 拐 布 置 直 列 四 沖 程 六 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 發(fā) 火 順 序 和 曲 拐 布 置曲 軸 轉(zhuǎn) 角（ 度 ） 60120180240300360420480 5406006607200180180360360540540720 一 缸 二 缸 三 缸 四 缸 五 缸 六 缸排進(jìn)壓 進(jìn)壓 排進(jìn)壓 排進(jìn)壓 排進(jìn)壓 排進(jìn)壓排發(fā) 火 順 序 ： 1-5-3-6-2-4功 功功 功功 功 六 缸 四 行 程 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 拐 布 置發(fā) 火 順 序 ： 1-5-3-6-2-4 或 ： 1-4-2-6-3-5 八 缸 四 行 程 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 拐 布 置 （ 紅 旗 轎 車 SV100型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ）1-8-4-3-6-5-7-2 二 、 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 減 振 器作 用 ： 吸 收 曲 軸 扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng) 的 能 量 ， 使 曲 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 平 穩(wěn) ， 可 靠 工