第一节 曲柄连杆机.ppt

第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理 一、概述 1、曲柄连杆机构的组成和作用 作用:将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等三部分 机体组：气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫和油底壳等 活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆等 曲轴飞轮组：曲轴、飞轮和扭转减震器等 2、曲柄连杆机构的工作条件及受力分析 工作条件：在温度最高2500℃，压力最高达5-9MPa 高速3000-6000r/min以及有化学腐蚀的条件下工作的 曲柄连杆机构在工作时受气体作用力、往复惯性力与离心力、摩擦力及外界阻力等 (1) 气体作用力 作功和压缩行程的气体压力图 作功行程 燃气产生的高压作用在活塞顶面上，设其合力为Fp。 Fp传到活塞销上可分解为Fp1和Fp2.分力Fp1通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上， Fp1可分解为两个分力Fr和Fs。沿曲柄方向的分力Fr使曲柄的主轴颈压紧在主轴承上：与曲柄方向的分力Fs除了使主轴颈和主轴承之间产生压紧力外，还对曲轴产生转矩T，使曲轴旋转。分力Fp2.把活塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁的侧压力。 压缩行程 气体压力阻碍活塞向上运动。作用在活塞顶的气体总压力Fp′也可以为分解为两个分力Fp1′和 Fp2′,而Fp1′又分解为Fr′和Fs′。 Fr′使曲轴主轴颈和主轴承间产生压紧力， Fs′对曲轴产生一个旋转阻力矩T′。分力Fp2′将活塞压向活塞的另一侧。 曲柄连杆机构受到的往复惯性力和离心力 往复惯性力 往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。 活塞在上、下止点时的速度为零，在行程的中间位置时速度最大。 每当活塞由上止点或下止点向行程的中间位置作加速运动时，往复惯性力的方向则与活塞的运动方向相反；每当活塞由行程的中间位置向下止点或下止点作减速运动时，往复惯性力的方向则与活塞的运动方向相同。 离心力 偏离曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生离心力，其方向沿曲轴半径向外。 摩擦力 任何一对相互压紧并作相对运动的零件表面之间必定存在摩擦力，物体所受摩擦力的大小与正压力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的方向相反。 曲柄连杆机构在工作中的摩擦力数值相对较小，在受力分析时可以忽略不计。 机体组 机体组构造 主要包括：气缸体、气缸盖、气缸套、曲轴箱、气缸垫等不动件。 机体组的作用 是发动机的基础，是组成燃烧室的主要零部件，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。 二 机体组 1、气缸体的上半部有为引导活塞作往复运动的圆筒。 2、下半部分是供安装曲轴用的上曲轴箱。 3、为了冷却气缸，其外围有容纳冷却水的水套（水冷式） 有散热片（风冷式）例单缸二冲程汽油机 4、上曲轴箱 （1）组成：前后壁 中间隔板 主轴轴承孔（凸轮轴轴承孔） （2）结构特点：为了轴承润滑 在侧壁的纵向钻有主油道，在前、后壁和中间隔板上钻有分油道。在机体的竖向有一条从主油道经气缸垫、气缸盖通向气门摇臂轴的油道 5、气缸体 （1）作用：组装发动机各机构和系统的基础件，并由它保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。 （2）气缸体变形的后果：破坏各运动件间的准确位置关系，导致发动机的技术状况变坏。（原因承受较大的机械负荷和热负荷） （3）安装位置关系 气缸体上加工平面安装气缸盖 气缸体下加工平面安装平面安装油底壳，前加工平面安装正时齿轮盖 后加工平面安装飞轮壳。 其余的较小平面安装机油泵 机油滤清器等其他总成 气缸的排列方式 发动机气缸排列方式基本上有三种：直列式、V型和对置式、W型如下图所示。 （5）气缸的形式 整体式：缸筒与缸体制成一体 修理方法：镗缸 镶套式：在气缸的相应部分镶入套筒 修复方法：更换新气缸套的方法 干式缸套：不直接与冷却水接触 壁厚1- 3mm 分类 湿式缸套：直接与冷却水接触 壁厚5-9mm 湿式缸套定位 径向定位 湿式气缸套外表面凸出圆环带A和B 其中A直径略大 轴向定位 利用上端的凸缘C 保证气缸的密封性能 （1）缸套装入座空后 其顶面应高出气缸体上表面0.05-0.15mm 紧固气缸盖螺栓 将气缸垫更紧地压在缸套顶面上 (2) 下支撑密封带B与座空配合较松 常装有1-3道橡胶密封圈来封水。 气缸盖与气缸垫 1.气缸盖 1）气缸盖作用：封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室 2）气缸盖结构：水套、火花塞孔、进排气口等 结构特点：缸盖上有进、排气门座及气门导管孔、缸盖螺栓孔、通向气门摇臂轴的润滑油道孔和进、排气通道等。缸盖内也有冷却水套