Rp :压紧主轴承 Sp
Tp :压紧连杆轴承；阻碍曲轴旋转(逆时针)
2、 往复惯性力Pj：
产生条件:直线运动物体速度变化时
Pj
上半行程加速： Pj向上
性质 （与运动方向相反，阻止加速）
Pj
下半行程减速： Pj向下 （与运动方向相同，阻止减速）
• 在上下止点活塞运动方向改变， 速度为零，加速度最大，惯性力 也最大；在行程中部附近，活塞 运动速度最大，加速度为零，惯 性力也等于零。
气缸体上曲轴 的主轴承孔为 整体式。
1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分
名称
性能
应用
一般式 机体高度小、重量轻、结构
紧凑，便于加工拆卸。刚度
（平分式） 和强度差，密封差。
492Q汽油机， 90系列柴油机。
龙门式
密封好，强度和刚度较好。 工艺性差、结构笨重、加工 困难。
捷达轿车、 富康轿车、 桑塔纳轿车
一汽奥迪100汽车发动机气缸体
• 作用：是发动机的基体和骨架，承受高温高压气
体作用力。
• 性能要求：
• 足够的强度和刚度； • 结构紧凑、重量较轻； • 便于机械加工； • 气缸内表面耐高温高压、耐磨损腐蚀。
• 材料：
• 缸体：灰铸铁、铝合金 • 缸套：优质合金铸铁
• 内表面工艺：
• 热处理；对称式结构； • 2级精度研磨加工
扬州职业大学
汽车与电气工程系汽车教研室
第二章 曲柄连杆机构
• 第一节 概述 • 第二节 机体组 • 第三节 活塞连杆组 • 第四节 曲轴飞轮组
• 组成： • 机体组 • 活塞连杆组 • 曲轴飞轮组
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
第一节 概述
一、功用： 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运 动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外 输出动力。
(一) 构造
1、上部：气缸。(引导活 塞做往复运动的圆筒) 内有缸套、外制水套。 2、下部：曲轴箱。(支撑 曲轴，运动空间) 上有主轴承座孔、主油道 和分油道。
(二)气缸体的分类：
1、按气缸体与油底壳安装平面位置不同分
一般式
龙门式
隧道式
（1） 一般式(平分式)
定义：主轴承座孔中心线 位于曲轴箱分开面上。 特点：刚度小，前后端呈 半圆形，与油底壳接合面 的密封较困难。 应用：中小型发动机。
1~3mm
(4) 湿式缸套
①定义： 其外表面直接与冷却水接触。 ②特点： 1 ) 壁 厚 较 厚 （ 5 mm～9mm）； 2)散热效果好； 3)易漏水漏气； 4)易穴蚀
0.05~0.Biblioteka 5 mm5~9 mm活塞销孔
③定位：
C
1）径向：靠上下两个凸出 B 的、与气缸体间为动配合 的圆环带A和B。 2）轴向：利用缸套上部凸 缘与缸体相应的台阶C。
• 高温：>2500K • 高压：5~10MPa（柴）；3~5MPa（汽） • 高速：nmax=3000~6000r/min；
vmax>10m/s(100~200行程/秒) • 化学腐蚀
四、受力分析
曲柄连杆机构受的力主要有：
• 气体压力P
• 往复惯性力Pj
F
• 旋转离心力Pc
• 摩擦力F
• 汽车行驶中产生的冲击力
4、摩擦力F：
• 指相互运动件
之间的摩擦力，
F
它是造成配合
表面磨损的根
源。
第二节 机体组
由气缸体、曲轴 箱、油底壳、气 缸盖、气缸垫组 成。
气缸盖罩 气缸盖
机体组组成：
气缸体
气缸
气缸垫 油道和水道
曲轴箱 油底壳
一、气缸体与曲轴箱
气缸体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体， 称为气缸体——曲轴箱。
3、 离心惯性力PC：
产生条件:物体旋转运动时产生
PC
方向:沿曲柄半径向外
大小:与曲柄半径、旋转质量、
性质
曲轴转速有关
垂直分力PCY:加剧上下振动
分解
(方向始终与Pj相同)
水平分力PCX:产生水平方向振动
Pc
• 离心力加速轴承与轴颈 的磨损，也引起发动机 振动而传到机体外。
往复惯性力和离心力作用情况示意图
V6 发 动 机 透 视 图
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高
度较大。
缩短了机体的长度 和高度，增加了刚 度，减轻了发动机 的重量；形状复杂，
加工困难。
高度小，总体布 置方便。
3、根据冷却方式不同分
(1)水冷 (2)风冷
冷却水 散热片
水冷和风冷
4、按缸套形式分
气缸套 (1)目的：解决成本与寿命之
间的矛盾。 (气缸内镶了用耐磨的高级铸
铁材料制成的气缸套，而缸 体则可用价廉的普通铸铁或 质量轻的铝合金制成，这样， 既延长了使用寿命，又节省 了好材料。) (2)型式： 干式缸套 湿式缸套
(3) 干式缸套
定义：
其外表面不直接与冷却水接触。
特点：
1)壁厚较薄(1mm~3mm)； 2)与缸体承孔过盈配合； 3)不易漏水漏气。
（能量的转换、 运动形式的转换）
多缸发动机的曲柄连杆机构演示
曲柄连杆机构的功用
热能
机械能
活塞 连杆 曲轴
燃气压力
转矩
二、组成
1、机体组：不动件
气缸体、 曲轴箱、 油底壳、 气缸套、 气缸盖、 气缸垫
2、活塞连杆组：运动件
活塞、活塞环、活塞销和连杆等
3、曲轴飞轮组：
曲轴、飞轮、减振器
三、工作条件
油底壳安装平面 和曲轴旋转中心 在同一高度。
（2） 龙门式(拱桥式)
定义：主轴承座孔中心 线高于曲轴箱分开面。 特点：刚度较大，油底 壳前后端为一平面，密 封简单可靠。 应用：大中型发动机。
油底壳安装平面 低于曲轴的旋转 中心。
（3） 隧道式(整体式)
定义：主轴承座孔不分开。 特点：刚度最大，主轴承同 轴度易保证，主轴承用滚动 轴承。 应用：负荷较大的柴油机。
隧道式
结构紧凑、刚度和强度好。 难加工、工艺性差、曲轴拆 卸不方便。（组合式曲轴）
负荷较大的柴 油机上 。
2、 按气缸的排列形式分
(1)直列式：多用于六缸以下的发动机。 (2)Ｖ型式：它缩短了发动机的长度和高度，多用于 六缸以上的发动机。 (3)对置式：是V型的特殊形式。
直列式：包括垂直式、倾斜式、水平式
P Pj
PC
1、 气体压力
(1)作功行程：
(2)压缩行程：
Pp
Pp
(1)作功行程
Np
Np
Mp
Pp
Sp
Rp
Tp
总压力Pp
Np:侧压力 (面向发动机，朝向左侧)
Sp
Rp :压紧主轴承 Sp
Tp :压紧连杆轴承；推动曲轴旋转(顺时针)
Pp
Np
(2)
压
Mp
Tp
Rp
缩 行
Sp
程
总压力Pp
Np:侧压力 (面向发动机，朝向右侧)