汽车发动机构造与维修汽车曲柄连杆机构本章主要内容：1、 曲柄连杆机构的组成2、 机体组3、 活塞连杆组4、 曲轴飞轮组作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去1汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成一、组 成 ：v机体组v活塞连杆组v曲轴飞轮组2汽车发动机构造与维修1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底 壳、气缸套、气缸盖和气缸垫曲轴箱气缸体气缸垫 气缸盖气缸油道和水道油底壳曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成3汽车发动机构造与维修2、活塞连杆组 ： 活塞、活塞环 、活塞销和连 杆等气环油环活塞销活塞连杆 连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成4汽车发动机构造与维修3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮减振器起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成5汽车发动机构造与维修4 、工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高 温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高， 活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃 混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受 到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲 柄连杆机构的工作条件相当恶劣。 工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成6汽车发动机构造与维修5、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， 旋转离心力Pc和摩 擦力F。PPjPCF曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成7汽车发动机构造与维修1）、气体压力：气体压力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。(a)作功行程：侧压力 NP向左，活塞的左侧 面压向气缸壁，左侧 磨损严重NPSP PpRP TP曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成8汽车发动机构造与维修(b)压缩行程：侧压 力NP向右，活塞的 右侧面压向气缸壁 ，左侧磨损严重NPPSPRPTP曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成9汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成结论：在工作循环的任何行程中，气体 作用力的大小都是随着活塞的位移而变 化的。沿气缸方向上个处的磨损是不均 匀的；同样，气缸壁沿圆周方向的磨损 也是不均匀的。 10汽车发动机构造与维修2）、往复惯性力Pj： 指活塞组件和连杆小头在气缸 中作往复直线运动所产生的惯 性力。 其大小：与机件的质量及加速 度成正比； 其方向：总是与加速度的方向 相反。Pj曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成往复惯性力使发动机产生上下震动11汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成 规律：a）当活塞向下运动时，前半程是加 速运动，惯性力向上；后半程是减速运动， 惯性力向下 b）活塞向上运动时，前半程是减速运动， 惯性力向下；后半程是加速运动，惯性力向 上 c）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； d）在行程中部：活塞运动速度最大，加速 度为零，惯性力也等于零12汽车发动机构造与维修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。Pc曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成13汽车发动机构造与维修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曲柄连杆机构 1 曲柄连杆机构的组成因为较小，故分析时忽略14汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构 2 机体组功能：机体是构成发动 机的骨架，是发动机各 机构和各系统的安装基 础，其内、外安装着发 动机的所有主要零件和 附件，承受各种载荷。 因此，机体必须要有足 够的强度和刚度 组成：机体组由气缸体 、曲轴箱、油底壳、气 缸套、气缸盖、气缸垫 组成15汽车发动机构造与维修一、 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，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。 曲柄连杆机构2 机体组16汽车发动机构造与维修气缸体的分类 1、根据气缸的排列方式 （1）直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2）V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用 于八缸以上发动机。 （3）对置式：是V型的特殊形式。 曲柄连杆机构2 机体组17汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组结构简单、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。18汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组高度小，总 体布置方便 。19汽车发动机构造与维修油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度。气缸体 上曲轴 的主轴 承孔为 整体式 。2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为油底壳安 装平面低 于曲轴的 旋转中心 。曲柄连杆机构2 机体组20汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组名称性能应应用一般式 （平分式）机体高度小、重量轻轻、结结构紧紧凑，便于 加工拆卸。刚刚度和强度差。492Q汽油机，90系 列柴油机。（中小 型）龙门龙门 式强度和刚刚度较较好。工艺艺性差、结结构笨重 、加工困难难。（大中型发动发动 机）捷达轿车轿车 、富康轿轿 车车、桑塔纳轿车纳轿车隧道式结结构紧紧凑、刚刚度和强度好。难难加工、工 艺艺性差、曲轴轴拆卸不方便。主轴轴承同轴轴 度易保证证，主轴轴承用滚动轴滚动轴 承6135等负负荷较较大的 柴油机上 。 21汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组 3）根据冷却方式不同1-汽缸 2-水套 3-汽缸 盖 4-燃烧室 5-汽缸垫v发动机用水冷却时，汽 缸周围和汽缸盖中均有用 以充水的空腔，称为水套1-汽缸体 2-汽缸 盖 3-散热片v发动机用空气冷却时，在 汽缸体和汽缸盖外表面铸有 许多散热片，以增加散热面 积，保证散热充分22汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组v(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。v(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。 类型构造性能及应用整体式气缸直接镗镗在气缸 体上强度和刚刚度好，能承受 大负负荷。成本高。镶镶嵌式用耐磨优质优质 材料制 成气缸套，再装到 一般材料制成的气 缸体内。降低了制造成本，便于 修理和更换换气缸套，延 长长了气缸体的使用寿命 。4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体23汽车发动机构造与维修二、气缸套 目的：解决成本与寿命 之间的矛盾。曲柄连杆机构2 机体组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。24汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组2）湿式气缸套外表面直接与冷却水直接接触；壁厚5 9mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差；多用 于车用柴油机上。1）干式气缸套外表面不直接与冷却水接触；壁厚1 3mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧 密，不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油 机上。干式气缸套湿式气缸套13 mm59 mm0.050. 15mm25汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组1、作用封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室；是配气机构的多数零件的安装机体。2、组成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。 3、工作条件和材料1）工作条件：受到高温、高压的冲击；受到腐蚀作用。2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用）三、气缸盖26汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组4、结构形式1）整体缸盖：一台发动 机一个气缸盖。 特点：结构较紧凑，零 件数目少，成本低，发动机 的总长度减少；但刚性差， 易变形，使得发动机的密封 性下降，系列化程度差，加 工报废率高；适用于缸径 105mm可用；缸径120mm的优先采 用；缸径160mm 都采用28汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组 5、缸盖的拆卸与安装多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分23次 。拆卸相反顺序。对角、分次、由内向外（拆卸时是由外向内）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29汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组 四、汽油机燃烧室（柴油机燃烧室在柴油机燃料供给系中详细介绍）1、要求（1）有利于提高热效率 （2）有利于排气净化（3）有利于换气（4）有利于燃烧平静（5）有利于组织气流运动，使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动 30汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组 2、几种典型燃烧室（1）盆型燃烧室：优点：结构简单，工艺性好、成本低，可形成挤气涡流。缺点：结构不够紧凑；换气质量较差 ；燃烧速度较低，CO和HC排放较高 而NO的排放较低。使用车型：捷达轿车发动机、奥迪 轿车发动机有采用 。盆型燃烧室31汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组（2）楔型燃烧室：优点：结构简单，较紧凑，散热面积 小、热损失少；能形成挤气流气门斜 置，气流导流较好，充气效率高；缺点：火花塞置于燃烧室最高处，火 焰传播距离长, 燃烧速度较快，CO和 HC排放较低而NO的排放稍高。 使用车型：切诺基轿车发动机 采用 。楔形燃烧室32汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组 （3）半球形燃烧室： 优点：气门成横向V型排列，气门 头部直径较大，换气效果好；火 焰行程短、燃烧速率高、热损失 小、热效率高，动力性、经济性 最好。 CO和HC排放最少，而NO的 排放较高。 缺点：配气机构复杂，工作较粗 暴。 使用车型：多用于高速汽油机。 在轿车发动机上被广泛地应用例 如桑塔纳、 夏利、 富康等半球形燃烧室33汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组（4）双球形燃烧室：由两个球形构成。可布置 较大直径的气门或采用多 气门形式，很容易获得压 缩涡流。缺点是燃烧室形 状复杂，散热面积较大， 经济性差。34汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构2 机体组（5）多气门蓬形燃烧室 ： 由半球形发展而成。结构紧 凑，提高发动机的充量系数 ；火焰传播距离短，可采用 较高压缩比。国产夏利、富 康及欧宝V6、奔驰320E、等 国外许多车型均采用此种燃 烧室。35汽车发动机构造与维修五、气缸垫 1、作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、 漏气、窜油。 2、材料：有弹性、耐热性、耐压性。曲柄连杆机构2 机体组36汽车发动机构造与维修种类（1） 金属石棉垫：外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、 油道口周围卷边加强，内填石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚 强导热）。 （2） 金属骨架石棉垫：以编织的钢丝网或有孔钢板为骨 架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢） 制成，用于某些强化发动机。 4、安装注意：金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应 朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平 面造成压痕变形。曲柄连杆机构2 机体组37汽车发动机构造与维修六、油底壳 1、功用： 贮存和冷却机油并封闭曲轴箱 。 2、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。 曲柄连杆机构2 机体组放油螺塞密封垫稳油板38汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构3 活塞连杆组 活塞组：活塞、活 塞环（气环、油环 ）、活塞销、卡环 等。 连杆组：连杆、连 杆盖、连杆轴瓦、 连杆衬套、连杆螺 栓等。39汽车发动机构造与维修40汽车发动机构造与维修曲柄连杆机构