★四冲程汽油机一般2-3道气环槽，1道油环槽，最低一
道油环槽内转有许多径向小孔，气缸壁上多余机油刮下 后，经过这些小孔流回油底壳。
c、裙部：油环槽底面至活塞底端的外圆柱表面。 其主要作用是——
★活塞往复直线运动导向（说明裙部长度不能过 短，否则活塞运动时摆头）；
★承受侧压力（说明裙部应有一定的刚度和承压面
第三章 机体零件与曲柄连杆机构
• 第一节 机体零件 第二节 曲柄连杆结构
• 第三节 曲柄连杆机构的受力分析及其平衡 • 重点：曲柄连杆机构的功用与结构 • 难点：曲柄连杆机构的受力分析
★2012年教育部高教方面重点工作： 落实4%拨款，西部倾斜，研究生创新教育（我校
的CDIO与人事分配制度改革） ★两会焦点：几组数字：7.,5,4,900，50,2.5；增长方式；
★有的汽油机的活塞在第一道环槽上面，切出一道较环
槽窄的隔热槽，隔 断传给第一道活塞环的热流通路， 迫使热流方向折转，目的同上；...
★热负荷较高的汽油机活塞一般在第一道环槽内镶铸耐
热材料奥氏体铸铁制造的护圈，因为第一道环槽温度高， 铝合金材料硬度大幅下降，易磨损，导致燃气泄漏和窜 机油。 ...
2）湿式缸套：气缸体 水套敞开，缸套与 冷却水直接接触， 薄厚（5-9mm）， 缸套下端带橡胶封 水圈，气缸套外圆 上大，下小（因为 气缸套下端带1-3道 橡胶封水圈），且 上端与气缸体内孔 配合紧，下端配合 松，以方便推入气 缸体内孔。
湿式缸套压配在气缸
体内孔时，上部凸肩
顶面高出气缸体顶面
0.05-0.15 mm，这样 紧固缸盖时，可将缸 汽缸壁
3、实物图片
立体结构
4、结构材料：
5、型式
（1）、按具体结构形式分：
1）一般式（无裙式）气缸 体：
曲轴轴线与气缸体下表面 在同一平面上。其优点是 制造方便，质量轻，高度 低，但刚度低，适用于汽 油机。
2）龙门式气缸体：
气缸体下表面移至 曲轴轴线以下。
其优点是刚度 和强度较好，但工 艺性较差，适用于 柴油机和强化汽油 机。
稳中求进；文化繁荣；实体经济；小微企业；葛建雌 ★思考：创新包括哪些方面的内容？ ★本课“三强”的要求对我们提出特殊要求 • 能够识别各种图形（block、stereo、structure、
schematic、parts、assembly、principle; drawing、diagram、chart等）草绘、图解、图表 • 加强与实践的结合：体会，“孵化基地”，双元教育 • 充分发挥空间想象能力，以直觉思维为主，以逻辑思维 为辅，逐步过度、升华的顿悟思维
4）、水平对置（=，每缸的连杆大头各占用一 个曲柄销）
• 6、要求： • （1）、足够的刚度 • （2）、足够的强度 • （3）、上下平面有足够的平面度 • （4）、质量尽量小 • （5）、有防冻措施 • （6）、便于其它零部件的安装、调整、保养 • （7）、通道设计合理
二、汽缸套 1、功用 2、要求 3、材料 4、类型
• 三、汽缸盖 • 1、功用： • 2、要求：刚度、强度、下平面、耐热性、冷却效果 • 3、材料：与机体一致 • 4、结构形式： • （1）按是否可拆分(多缸发动机用)分为 • a、单体气缸盖(亦称组合式)：每缸一盖，或两缸一盖,
刚性好，制造容易，维修方便，但缸心距较长，曲轴容 易弯曲。
• b、整体气缸盖(亦称单体式)：只有一盖，缸心距最短， 发动机紧凑，曲轴刚性好，但气缸盖刚性差，制造困难， 维修成本增加。（现代发动机大部分采用）
• 回忆：①金属材料有关机械性能：弹性变形，塑性变 形，……②机械组成相关名词：零件，机构，总成……
§3-1 机体零件
• 汽缸体，汽缸，汽缸盖，汽缸垫，缸盖螺栓。 • 一、汽缸体（链接动画） • 1、功用：整个内燃机的骨架（支撑、承载、安 • 装、固定、通路）
2、受力：多达十余种力的作用
机体零件
积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形——
★机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲
变形，裙部挤压变形；
★热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。
机械变形
结论：
机械变形和热变形均使得裙部断面 变成长轴沿活塞销方向的椭圆。
热变形
裙部的结构特点——
★椭圆度：活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向，但注意
★、承受燃气压力，并传给连杆（说明包括活塞销座）；
★、与活塞环一起实现气缸的密封；
★、将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导给气缸体。
其主要结构特点是：
★、活塞内腔呈流线型，由油环到活塞顶的最小厚度 逐 渐扩大，并使活塞头部第一道环槽处于活塞内腔最低位 置之上，目的是使活塞顶吸收的热量平均分摊给各道活 塞环，避免第一道活塞环过热；...
3）隧道式气缸体：
气缸体上有完整的 主轴承座孔。其优 点是刚度最好，主 轴承座孔不易变形， 便于安装滚动主轴 承支承的组合曲轴， 各缸主轴承孔同轴 度易保证，制造方 便，但质量大，高 度高。
（2）、按冷却方式分： 1）水冷式：气缸体内铸有冷却水套 2）风冷式：气缸体外铸有散热片
（3）、按镶缸套方式分为两种： 1）干式缸套：不直接与冷却水
★凹顶：一般适用于车用直喷式柴油机，如形、双型、
U型、花瓣型、四角形燃烧室。
但有的汽油机如桑塔纳2000GSI轿车AJR发动机的 活塞顶是凹顶，主要为减少往复惯性质量，改善混合气 形成和燃烧，有时可用来调节发动机的压缩比。
★成型顶活塞 ：用于与特殊喷油器配合，以获得良好
的喷油和雾化质量
b、头部： 油环槽以上部分。 其主要作用是：
0.5~1.0 mm：减 少此处 金属堆 积，以 减少热 变形；...
垫压得更紧，以密封
燃气。
湿式缸套优点是： 气缸套冷却好；制造
水套
成本低；气缸体铸造
工艺性好；缸心距短， 机体
曲轴不易弯曲。
湿式缸套缺点是： 气缸体刚性差，容易
密封圈
变形，易漏气、漏水；
气缸套外圆表面易产
生穴蚀现象，常见涂
漆。
（4）、按气缸排列形式分：
1）、直立（立式）
2）、平卧（卧式）
3）、V型（，相邻两缸的连杆大头共用一个 曲柄销）
• 思考：查阅捷达、奥迪某发动机的上紧扭力；若 无据可查时怎么办？
• 四、汽缸垫 • 1、功用：弥补不平度，防漏 • 2、型式： • （1）、铜皮—石棉—铜皮（常用） • （2）、实心弹性金属片（用于强化） • （3）、丝网石棉（少用，逐步淘汰） • 3、“呲垫儿”： • 4、汽缸垫的安装注意正反面：一般，记号冲盖；光面
接触，薄壁（1-3mm），过盈 压配在气缸体内孔中。其优点 是：密封性好，气缸体刚性好， 不易变形。缺点是： a 、制造成本增加：气缸体内孔、 缸套外圆亦需精加工，且薄壁 缸套刚性差，加工装夹时易变 形。 b、热负荷增加：缸套外圆与气 缸体内孔理论上是完全接触， 但加工误差使之不可能完全接 触，因而散热面积小，影响缸 套散热，必然使缸套、活塞等 热负荷严重。 c、气缸体铸造工艺性差：水套 封闭，去渣困难。 d：缸心距（气缸间的中心距） 增加，曲轴过 活塞销传给连杆驱使曲轴旋转
（2）、要求： ①、活塞质量小：往复惯性力小；... ②、热膨胀系数小：冷态装配 间隙小，减轻敲 缸现象；... ③、导热性好：减轻热负荷，第一道环槽不易 积碳， 活塞顶不易热裂； ④、耐磨：环槽不易磨损，裙部不易磨损；... ⑤、耐高温：高温时机械强度不会下降太多； ⑥、足够的刚度和强度： a、销座不会产生过大的弯曲变形；... b、活塞顶不会压碎。...
（3）、材料与工艺：
1）、材料：
a、共晶铝硅合金（铸铝、锻铝）；... （质量 小，导热性好，适用于一般发动机）...
b、组合式：上半部用钢，下半部用铝合金， 沉头螺栓连接。... 刚度好，高温强度高；热膨胀 系数低，配缸间隙小；耐磨（环槽）；质量居中。 仅适用于极少数大功率 强化柴油机
2）、工艺：
椭圆度不可过大，否则活塞上下运动时因棱缘负荷过大 易拉伤气缸壁；...
★圆台度：沿高度方向呈上小下大的圆锥形：
★开切槽：裙部次推力面侧开“T”形槽或“ п ”形槽：
次推力面侧开横向隔热直槽（油环槽内，兼做泄油 槽）和纵向膨胀补偿斜槽（避免拉伤气缸壁）；
横槽称为隔热槽
竖槽叫做膨胀槽
★销座附
近裙部 凹陷
• b、柴油机气缸盖：
• 1）气缸盖中心加工有装喷油器的孔
• 2）进、排气道铸在气缸盖的两侧（避免进气加热， 影响充气效率，降低发动机功率）
• 3）车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑（直 喷式 燃烧室一般在活塞顶上，分开式燃烧室则在气缸 盖内部）。
（3）按冷却 方式分：
a、水冷： 内铸水套， 入水口与气 缸体上水套 相通，上 部出水口通 过节温器与 散热器入水 口相通。
导入——二起脚，火箭，试管飞塞，火枪， 四杆机构，曲柄连杆机构
一、功用： 1、作功冲程中 2、其它冲程时
二、基本构成 1、活塞组 2、连杆组 3、曲轴飞轮组
三 、活塞组：
1、活塞
（1）、功用：
1）、构成燃烧室；活塞在高温、高压、高速、润滑不 良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度 可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差， 所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温 度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是 作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高 达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力 的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运 动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力， 使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下 工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热 应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。...
朝汽缸体