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2第二章 曲柄连杆机构


凸顶
凹顶
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第二节 活塞连杆组
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第二节 活塞连杆组
(2)活塞头部 位置:第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。 气环槽 工作条件最 恶劣,应离 顶部远些。
活塞销孔 作用: 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内, 壁。
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A 刚度和强度应足够大,传力可靠。 活塞应具备的特点
B 导热性能好,耐高压、高温、磨损
C 质量较小,尽可能减少往复惯性力
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第二节 活塞连杆组
4、结构 (1)活塞顶部
功用:是燃烧室的组成部分,主要 作用承受气体压力。 汽油机活塞顶部形状与燃烧室形 状和压缩比有关。
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油底壳安装平面低 于曲轴的旋转中心。
隧道式
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气缸体上曲轴的 主轴承孔为整体 式。
第一节 机体组
(2)根据冷却方式不同 1、水冷 2、风冷
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第一节 机体组
(3)根据气缸的排列方式
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。
第二节 活塞连杆组
(3)活塞裙部
裙部的基本形状为一薄壁圆筒,若该圆 筒为完整的,则称为全裙式。 现在发动机一般采用半托板式或托板式 裙部的活塞,它是把活塞裙部受侧压力 较小的部分去掉,保留了必要的承压面 。 不受压力的部分, 去掉后可以减轻质 量。
桶形
裙部表面的保护 1)镀锡 油膜破坏时,起润滑作用;又可加速磨合作用。 2)涂石墨(柴油机) 易脆断可加速磨合,自润滑。 3)表面粗糙化 有规律的粗糙化,可加速磨合,沟谷可存机油润滑
Pc
11
概述
4、摩擦力F: 指相互运动件 之间的摩擦力, 它是造成配合 表面磨损的根 源。
F
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第一节 机体组
机体组组成:
气缸盖 油道和水道 气缸体 曲轴箱 气缸垫
油底壳 气缸
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第一节 机体组
一、气缸盖 汽油机多为整体式;柴油机多为分开式
功用:密封气缸的上部,与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件:由于接触温度很高的燃气,所以承受的热负荷很大。 材料:灰铸铁或合金铸铁,铝合金。 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门 座、火花塞孔(汽油机)或喷油器座孔。 多缸一盖安装时:由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分 2~3次 。拆卸相反顺序。 铝合金缸盖冷机拧紧即可; 铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次
3
概述
二、组成: 1、机体组: 气缸体、曲 轴箱、油底 壳、气缸套、 气缸盖和气 缸垫---不动 件
气缸垫
气缸盖
油道和水道
气缸体
曲轴箱
Байду номын сангаас
油底壳
气缸
4
概述
气环
2、活塞连杆组: 由活塞、活塞环、 活塞销和连杆-----运动件
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺 栓
连杆轴 瓦 连杆盖
5
概述
皮带轮
正时齿轮
飞轮
油环槽
油环槽的槽底圆周上制有很 多径向的回油孔或泄油槽, 以便多余的润滑油经此流回
3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸
第二节 活塞连杆组
(3)活塞裙部 位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。 作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向作用, 并承受侧压力,防治破坏油膜。
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气缸盖维修
气缸盖的主要耗损形式是裂纹和变形。气门座的装配应力过大会使气缸盖的进、排气门座之间的 过梁处产生裂纹而报废。气缸体、气缸盖的平面度用测量尺和厚薄规检测,如图2-3所示。气缸盖长 度L≤300mm,平面度公差为0.05 mm;L>300mm,平面度公差为0.1 mm。气缸盖翘曲变形,指的是气 缸盖下平面的平面度误差逾限。气缸盖平面变形后,会使气缸密封不严,可用铲削或磨削的方法修理, 或更换新缸盖。
状态下为圆柱状态,就必须把活塞做成上小下大的圆锥形。 活塞连杆整个是不对称的,则在装配的时候必须注意活塞和连杆的正确朝向。
部分汽油机在活塞受侧压力较小的一侧有T形槽,横槽为绝热槽,竖槽叫膨胀槽。如下图所示(柴油机一
般没有)
绝热槽
膨胀槽 圆槽
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活塞裙部的绝热槽和膨胀槽
第二节 活塞连杆组
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示意图
应用
桑塔纳 夏利 富 康
要求:结构紧 凑,冷却面积 小;能使混合 气在压缩行程 中形成良好的 涡流运动 类型
半球形
楔形
切诺基
盆形
捷达 奥迪
第一节 机体组
三、 气缸体
1 、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,也可称 为气缸体。气缸体一般用灰 铸铁铸成,气缸体上部的圆 柱形空腔称为气缸,下半部 为支承曲轴的曲轴箱,其内 腔为曲轴运动的空间。在气 缸体内部铸有许多加强筋, 冷却水套和润滑油道等。
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(二)气缸体的检验
(1)气缸体基准面的检验: (2)气缸体变形的检验:(如图2-8所示) (3)气缸体主轴承座孔、凸轮轴座孔的检验:(如图2-9所示) (4)气缸体的裂纹检验:
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(5)气缸压缩压力的检测:(如图2-10所示) (6)气缸漏气率的检验: (7)气缸的修理:(如图2-11所示) 气缸修理尺寸一般分为六级(桑塔纳气缸分三级)。如表2-1所示。 (8)曲轴箱窜气量的检测
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第二节 活塞连杆组
一、活塞
1、功用:承受气体压力,并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转;组成燃烧室 2、工作环境: 高温、散热条件差;顶部工作温度高达600~700K,且分布不均匀;高 速,线速度达到10m/s,承受很大的惯性力。高压,活塞顶部承受最高可达 3~ 5MPa(汽油机)的压力,使之变形,破坏配合联结,润滑不良,腐蚀。 3、材料: 铝合金:质量小 导热性好;灰铸铁
镶嵌式
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用耐磨优质材料制成气 缸套,再装到一般材料 制成的气缸体内。
第一节 机体组
5)干缸套和湿缸套 名称 特点
外壁不直接与冷却水接触。 1)壁厚较薄(1mm~3mm); 2) 与刚体承孔过盈配合; 3) 不易漏水漏气。 外壁直接与冷却水接触。 1)壁厚较厚(5mm~9mm); 2) 散热效果好; 3) 易漏水漏气; 4) 易穴蚀。
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第二节 活塞连杆组
(4)活塞形状 销座方向
裙部受侧压力的作用,导致活塞 发生变形
工作时向里变形
工作时,活塞受热膨胀,由于销座方向的金属材料较多,所以膨胀量较大。所 以在生产时先将活塞制成椭圆形,短轴在销座轴方向。
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第二节 活塞连杆组
由于活塞沿轴线方向温度上高下低,壁厚上厚下薄,所以活塞自上而下膨胀量由大到小,为使活塞工作
工作条件:高温,高压,高速, 化学腐蚀 受力分析:气体作用力,往复慣性力, 离心力,摩擦 力
7
概述
P
三、受力分析
F
曲柄连杆机构受的力主要有 气体压力P,往复惯性力Pj, 旋转离心力Pc和摩擦力F。
Pj
PC
8
概述
1、 气压力:气压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP, SP 分解为RP和TP,RP使曲轴主轴颈处受压,TP为周向产生转矩的 力。 (2)压缩行程:侧压力NP向右,活 (1)作功行程:侧压力NP向左,活塞 塞的右侧面压向气缸壁,左侧磨损 的左侧面压向气缸壁,左侧磨损严重 严重
N
P
P
RP
SP
TP
9
SP
N
P
P
TP
RP
概述
2、 往复惯性力Pj:活塞在上 半行程时,惯性力都向上,下 半行程时,惯性力都向下。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。
Pj
10
概述
3、 离心惯性力PC:旋转 机件的圆周运动产生离心 惯性力,方向背离曲轴中 心向外。离心力加速轴承 与周颈的磨损,也引起发 动机振动而传到机体外。
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五、气缸垫
1、功用:安装在气缸盖和气缸体之间,保证气缸盖与气缸体接触面的密封 ,防止漏气、漏水和漏油。 2、材料要求:有一定的强度、弹性、耐热性、耐腐蚀、耐压性、拆装方便 ,可重复使用。 3、安装时注意方向
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六、机体组检测与维修
(一)气缸盖检测
对气缸盖的检验要求是:气缸盖无破裂。气缸盖 下平面的平面度误差,每50mm×50mm 范围内不大于 0.05mm,整个平面的平面度误差不大于0.20mm。可用 直尺放在缸盖的下平面上,然后用塞尺测量直尺与平 面间的间隙。 对气缸盖裂纹的修复方法主要有粘结法、焊修法 和堵漏法等。应根据裂纹的部位和大小程度,选用其 中合适的一种方法修复裂纹。(如图2-2)
示意图
强度和刚度 都较好,加 工复杂,拆 装不便,散 热不良。
干缸套
性能如何?
湿缸套
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散热良好、冷 却均匀、加工 容易。 强度和刚度不 如干缸套,易 漏水。
第一节 机体组
四、油底壳
1、概念: 曲轴箱:气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构: 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油(油底壳) 3、功用:贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 4、构造: (1)用薄钢板冲压而成。 (2)内部设有稳油挡板,以防止汽车振动时油底壳 油面产生较大的波动。 (3)最低处有放油塞(磁性) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
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