《发动机之曲柄连杆机构2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机之曲柄连杆机构2.ppt（72页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、Date1北京邮电大学自动化学院 曲柄连杆机构的功用 热能机械能 燃气压力 转 矩 连杆活塞曲轴 Date2北京邮电大学自动化学院 曲柄连杆机构能量转换 热能 转变为 机械能 向工作 机构 输出 机械能 Date3北京邮电大学自动化学院 曲柄连杆机构工作过程 将活塞 顶上的 燃气 压力 转变为 曲轴 转矩 Date4北京邮电大学自动化学院 曲柄连杆机构的组成 1、机体组 气缸体 曲轴箱 气缸套 气缸盖 气缸垫 油底壳等 2、活塞连杆组 活塞 活塞环 活塞销 连杆等 3、曲轴飞轮组 曲轴 飞轮等 Date5北京邮电大学自动化学院 Date6北京邮电大学自动化学院 Date7北京邮电大学自动化学院
2、 Date8北京邮电大学自动化学院 1. 机体组的功用 机体组是发动机的支架 是各机构与系统的装配机体 气缸盖密封气缸、形成燃烧室 机体与气缸盖内水套冷却系统 机体与气缸盖内油道润滑系统 Date9北京邮电大学自动化学院 （1）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀 、适当冷却（以免损坏和变形） 发动机中最大的零件 承受拉、压、弯、扭等机械负荷 承受高温燃气很大的热负荷 发动机大部分零件安装在机体上 （2）力求结构紧凑、质量轻 尽量减小整机的重量（发动机最大的零件） 加强肋（减小质量、保证刚度与强度） （3）机体材料 一般高强度灰铸铁、铝合金 合金铸铁 机体工作条件、要求及材料 Date10北
3、京邮电大学自动化学院 气缸的排列方式（发动机形式） 直列式 V型式 对置式 Date11北京邮电大学自动化学院 Date12北京邮电大学自动化学院 气缸W型式 大众W12 由两个夹角为 15的V6发动 机，以72的夹 角组成 拥有5.6升的 排量 Date13北京邮电大学自动化学院 A8L6.0及其W12发动机 Date14北京邮电大学自动化学院 气缸的结构形式（气缸套） （1）无气缸套式 优点： 缩短气缸中心距，减小 机体尺寸质量 机体刚度大、工艺性好 缺点： 耐磨合金铸铁 成本高 无气缸套式铝合金缸体 气缸表面镀铬，提高耐 磨性 Date15北京邮电大学自动化学院 干式缸套 灰铸铁或铝合金
4、缸体 可卸干式缸套 （2）干式缸套式 13 Date16北京邮电大学自动化学院 （3）湿式缸套式 普通铸铁或铝合金缸体 AB环带：径向定位 凸缘C：轴向定位 缸套顶 面略高于缸体平面： 0.050.15mm 密封圈：下部13道密封 圈 A B C 0.050.15 59 Date17北京邮电大学自动化学院 干、湿式缸套比较 和冷却水 直接接触 与缸体配 合较松 壁厚 5 9mm 不直接 和冷却 水接触 与缸体 紧配合 壁厚 1 3mm 缸套材料：合金铸铁或合金钢 Date18北京邮电大学自动化学院 Date19北京邮电大学自动化学院 6. 水冷和风冷气缸体 （1）水冷气缸体 利用水套 中的冷却
5、 水流过高 温零件的 周围带走 多余热量 Date20北京邮电大学自动化学院 缸体与 曲轴箱 分开铸 缸体和缸 盖铸有 散热片 如有风扇 可加强 散热 （2）风冷气缸体 Date21北京邮电大学自动化学院 气缸盖 1. 气缸盖的组成 密封气缸上部形成燃烧室 冷却水套与缸体水套相通 设有进排气座、气门导管孔 设有进排气通道 汽油机缸盖：设有火花塞座孔 柴油机缸盖：设有喷油器座孔 Date22北京邮电大学自动化学院 气缸盖 气缸盖示意图 气缸盖实物 Date23北京邮电大学自动化学院 5. 燃烧室 （1）燃烧室基本要求 结构经凑：（表面积/容积）要小，减小 热损失，提高热效率 能增大进气门直径或进
6、气道通道面积：增 加进气量，提高发动机转矩和功率 能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提高 混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧 汽油机燃烧室：应保证火焰传播距离最短 ，以防止发生不正常燃烧 柴油机燃烧室：应与燃油喷射、空气涡流 运动进行良好配合 Date24北京邮电大学自动化学院 （2）汽油机燃烧室 楔形 盆形 半球 形 Date25北京邮电大学自动化学院 （3）柴油机燃烧室 直喷式燃烧室 形燃烧 室 球形燃烧 室 Date26北京邮电大学自动化学院 分开式燃烧室 涡流燃烧 室 预燃燃烧 室 喷油器喷油器 涡流 室 预燃 室 Date27北京邮电大学自动化学院 直喷式燃烧室 燃烧室 容积 集中于
7、活塞顶 上的 燃烧室 凹坑内 Date28北京邮电大学自动化学院 涡流燃烧室 空气被挤 入涡流室 形成强烈 有规则涡 流运动 大部分柴 油在涡流 室内燃烧 形成二次 涡流混合 燃烧 Date29北京邮电大学自动化学院 思考题（续） 1.曲柄连杆机构的功用和组成？ 2.气缸体的结构形式及概念比较? 3.气缸的三种排列方式及特点? 4.比较干式和湿式缸套的特点? 5.机体组由哪些零件组成？ 6.汽油机和柴油机燃烧室的种类？ 课 外 Date30北京邮电大学自动化学院 活塞连杆组 活塞 活 塞 环 活塞销 连杆 组 曲轴 飞轮 组 活塞 活塞环 活塞销 连杆组 Date31北京邮电大学自动化学院 活
8、 塞 活塞功用 （1）承受气缸中的燃气压力 （2）将燃气作用力通过活塞销和连 杆传给曲轴，推动曲轴旋转 （3）参与组成燃烧室 Date32北京邮电大学自动化学院 工作条件：高温、高压、高速往复直线运动 要求：活塞的质量要小，可以减小惯性力；热膨胀 系数要小，减小受热时的变形；导热性好，防止活 塞过热，发生损坏；耐磨性好，防止在往复运动中 大量磨损。 材料：常用铝合金制造，质量小，导热性好，但是 热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。有 的柴油机采用高级铸铁或耐热钢制造。 Date33北京邮电大学自动化学院 成型方法 铸造：高温强度下降较小、成本低， 易出现气孔、缩松等铸造缺陷。 锻造：强度
9、比铸造高、导热性较好， 适用于强化发动机，制造成本高。 Date34北京邮电大学自动化学院 活塞构造 活塞 顶部 活塞 头部 活塞 裙部 Date35北京邮电大学自动化学院 （1）活塞顶部（燃烧室组成部分） 汽油机多采用平顶、有些采用凹顶 二冲程汽油机 多用凸顶 柴油机多采用各种各样的凹坑 凸 顶 凹 坑 平 顶 凹 顶 Date36北京邮电大学自动化学院 （2）活塞头部（活塞环槽以上部位） 承受气 体压力 将热量通 过活塞环传 给气缸壁 与活塞环 实现 气缸密封 主 要 作 用 Date37北京邮电大学自动化学院 环槽 环槽护圈可 保护和加强 铝合金活塞 环槽 隔热槽(有时) 使部分热流转
10、向二、三环 主 要 结 构 气环 油环 热负荷较高发动机采用 Date38北京邮电大学自动化学院 （3）活塞裙部（活塞环槽以下部位） 功用 椭圆 变形 为活塞导向和承受侧压力 燃气压力使 裙部弯曲变形 侧压力使销座 轴线方向增大 热变形使销座 轴线方向增大 Date39北京邮电大学自动化学院 活塞裙部椭圆形 冷态下把 活塞加工 成裙部断 面为长轴 垂直于活 塞销方向 的椭圆形 Date40北京邮电大学自动化学院 活塞销座附近裙部外表面下陷 为减少 活塞销 座附近 处的热 变形量 Date41北京邮电大学自动化学院 活塞销座轴线布置 活塞越过上止点时 侧压力方向改变会 产生“敲缸”噪声 可减轻活
11、塞“敲缸”噪声 ，但会引起裙部两端尖 角的磨损或变形增大 主 推 力 面 活塞销偏移布置 (偏移活塞轴线12mm) 活塞销对中布置 Date42北京邮电大学自动化学院 二、活 塞 环 1. 活塞环功用 气环 刮油 均匀油膜 辅助密封 油环 密封 导热 Date43北京邮电大学自动化学院 三、活 塞 销 1. 活塞销功用 连接活塞和 连杆 将活塞承受的 力传给连杆 活塞销 连杆衬套 卡环 Date44北京邮电大学自动化学院 四、连 杆 组 连杆衬套 连杆体 连杆螺栓 连杆轴承 上轴瓦 连杆轴承 下轴瓦 连杆盖 螺母 连杆衬套 连杆体 连杆轴承 上轴瓦 连杆轴承 下轴瓦 连杆盖 连杆 螺栓 集油孔
12、 喷油孔 Date45北京邮电大学自动化学院 1. 连杆组功用 活 塞 曲 轴 往复 运动 旋转 运动 连 杆 力 Date46北京邮电大学自动化学院 3. 连杆构造 小头 杆身 大头 小头 杆身 大头 集油孔 喷油孔 纵向 油道 Date47北京邮电大学自动化学院 （3）连杆大头 剖分形式（连杆大头剖分，用连杆螺栓紧固） 平切口 斜切口 结合面与连杆轴线垂直 刚度大 变形小 成本低 汽油机采用平切口 结合面与连杆轴线成 3060夹角 连杆体能从缸体上端取出 多用于柴油机 Date48北京邮电大学自动化学院 4. V型发动机连 杆 （1）并列连杆 前后连杆可通用 左右两列活塞运 动规律相同 增
13、加了曲轴和发动机长度 优 点缺 点 Date49北京邮电大学自动化学院 （2）主副连杆 主副连杆 不能互换 两列活塞运动规律和 上止点位置不相同 优 点 不会增加发动机长度 缺 点 主连杆 副连杆 Date50北京邮电大学自动化学院 （3）叉形连杆 两列气缸无需错开 两列气缸中活塞 运动规律相同 连杆大头结构复 杂、刚度较差 优 点 缺 点 叉形 连杆 内连杆 叉形连 杆轴承 内连杆 轴承 Date51北京邮电大学自动化学院 思考题? 1. 指出右图 中各零件的 名称？(活 塞连杆部分 ) 课 堂 Date52北京邮电大学自动化学院 曲轴飞轮组 飞轮 曲轴 曲轴 轴承 曲轴 曲轴前后 端密封
14、曲轴扭转 减震器 飞轮 曲轴轴承 平衡机构 Date53北京邮电大学自动化学院 一、曲 轴 1. 曲轴功用 曲轴 气体 压力 转矩 飞轮 汽车传动系 驱动配气机构和 其它辅助装置 Date54北京邮电大学自动化学院 3. 曲轴构造 平衡重 输 出 端 曲轴 前端 主轴颈 连杆轴颈 曲柄臂 单 元 曲 拐 自由端 曲轴 后端 Date55北京邮电大学自动化学院 （1）曲轴分类 按单元曲拐连接方式分类 整体式 曲轴 各单元曲拐锻造 或铸造成整体 工作可靠 质量轻 结构简单 加工面少 主轴颈连杆轴颈 曲柄臂 概 念 特 点 Date56北京邮电大学自动化学院 组合式 曲轴 由单元曲拐 组合装配 方便
15、制造和更换 结构复杂 拆装不便 曲柄臂兼 作主轴颈 单元曲拐 滚动轴承 (主轴承) 配用隧道 式机体 概 念 特 点 Date57北京邮电大学自动化学院 按主轴颈数分类 全支承 曲轴 相邻两个 曲拐间都 有主轴颈 抗弯曲能力强 可减轻主轴颈载荷 概 念 主轴颈多 加工面多 曲轴和机体较长 缺 点 优 点 Date58北京邮电大学自动化学院 非全支承曲轴 主轴颈数 少于全支 承曲轴 概 念 缺 点 优 点 与全支承曲轴恰好相反 Date59北京邮电大学自动化学院 （3）曲轴前端 曲轴 带轮 空调压 缩机 动力 转向泵 张紧轮导向轮发电机 曲轴正时 齿形带轮 曲轴 链轮 凸轮 轴正 时齿 形带 轮
16、 水泵 机油泵 Date60北京邮电大学自动化学院 曲轴前端驱动 Date61北京邮电大学自动化学院 （4）曲轴后端 曲轴 带轮 曲轴正时 齿形带轮 曲轴 链轮 安装飞轮 用凸缘 飞轮 Date62北京邮电大学自动化学院 （5）曲轴润滑 机油 机体油道 主轴承 主轴颈 曲轴油孔连杆轴承连杆轴颈 Date63北京邮电大学自动化学院 （1）直列四缸发动机工作循环 发火间隔角 720/4=180 工作顺序 1-3-4-2 1-2-4-3 1 4 3 2 1-4 2-3 180 Date64北京邮电大学自动化学院 工作循环表（1-3-4-2） 曲轴转角() 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 0180排气
17、压缩进气 180360排气进气压缩 360540进气压缩排气 540720压缩进气排气 作功 作功 作功 作功 Date65北京邮电大学自动化学院 （2）直列六缸发动机工作循环 发火间隔角 720/6=120 工作顺序 1-5-3-6-2-4 1-4-2-6-3-5 1 432 1-6 3-4 120 5 6 2-5 Date66北京邮电大学自动化学院 工作循环表（1-5-3-6-2-4） 曲轴转角() 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 第五缸 第六缸 0 180 060排气压缩 进气 60120压缩排气 120180进气 180 360 180240 排气压缩 240300 进气 300360
18、 压缩排气 360 540 360420 进气 420480 排气压缩 480540 进气 540 720 540600 压缩 排气 600660 进气 660720 作功 作功 作功 作功 作功 作功 Date67北京邮电大学自动化学院 （3）V8发动机工作循环 发火间隔角 720/8=90 工作顺序 R1 -L1-R4-L4-L2- R3-L3-R2 L1-R4-L4-L2- R3-R2-L3-R1 R1 R1-L1 90 R4 R3 R2 L1 L4 L3 L2 R2-L2 R3-L3 R4-L4 Date68北京邮电大学自动化学院 工作循环表（R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-
19、R2） 曲轴转角() R1R2R3R4L1L2L3L4 0 18 0 090 压缩进气 排气 90180 排气 进气 压缩 180 36 0 18027 0排气压缩 进气 27036 0 进气 压缩排气 360 54 0 36045 0进气排气压缩 45063 0 压缩进气排气 540 72 0 54063 0压缩进气排气 63072 0 排气压缩进气 作功 作功 作功 作功 作功 作功 作功 作功 Date69北京邮电大学自动化学院 四、飞 轮 1. 飞轮功用 能量存储器：保证发动机运转平稳 摩擦式离合器的主动件 轮缘上镶嵌起动用飞轮齿圈 刻有上止点记号：用于调整点火正时 、喷油正时或配气正时 Date70北京邮电大学自动化学院 2. 飞轮结构 盘形零件 轮缘较宽厚 以获得较大 转动惯量 与曲轴动平 衡，定位销 和飞轮螺栓 多用灰铸铁，高速发动机 应采用球墨铸铁或铸钢 Date71北京邮电大学自动化学院 思考题? 1.指出右图 中各零件的 名称？(曲 轴部分) 课 堂 Date72北京邮电大学自动化学院