汽車構(gòu)造（一）《汽車構(gòu)造》精品課程

第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)概述第二節(jié)機(jī)體組第三節(jié)活塞連桿組第四節(jié)曲軸飛輪組一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用：1.將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；2.將作用在活塞頂上的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的輸出轉(zhuǎn)矩。二、組成：機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。三、工作特點(diǎn)：高溫、高壓、高速、化學(xué)腐蝕。第一節(jié)概述（2）壓縮行程圖2-1氣體壓力作用情況示意圖

在壓縮行程中，作用在活塞頂上的氣體壓力FP也可以分解為兩個(gè)分力FP1和FP2，而FP1又可以分解為Fs和FR，分力Fs對(duì)曲軸造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)阻力矩T，企圖阻止曲軸旋轉(zhuǎn)，而FP2則將活塞壓向氣缸的另一側(cè)。

氣體壓力作用在活塞頂上，通過(guò)活塞銷、連桿傳力給曲軸，最終由機(jī)體主軸承承受。同時(shí)，曲軸終端產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩，而傾倒力矩則使機(jī)體左右搖晃，故必須將機(jī)體固定在車架上。2。往復(fù)慣性力與離心力

活塞加速度：在上止點(diǎn)前后活塞加速度是正值，往復(fù)慣性力朝上；在下止點(diǎn)前后活塞加速度是負(fù)值，往復(fù)慣性力朝下。（1）活塞在上半行程時(shí)的慣性力圖2-2往復(fù)慣性力和離心力作用情況示意圖（2）活塞在下半行程時(shí)的慣性力3、摩擦力：忽略不計(jì)?？偨Y(jié)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)（包括機(jī)體組）各有關(guān)零件受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)作用。

偏離曲軸軸線的曲柄、曲柄銷和連桿大頭繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，其方向沿曲柄半徑向外。曲軸轉(zhuǎn)速愈高，往復(fù)慣性質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)量愈大，則往復(fù)慣性力與離心力愈大，慣性力使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸（軸承）受周期性變化的附加負(fù)荷，加快磨損。若不加以平衡，慣性力傳到氣缸體外，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。第二節(jié)機(jī)體組

一、氣缸體

水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與曲軸箱常鑄成一體，簡(jiǎn)稱氣缸體，有的水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體象風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體一樣，將氣缸體與上曲軸箱（其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間）分開鑄造，而把油底殼稱之為下曲軸箱。氣缸體內(nèi)孔一般鑲?cè)霘飧滋?，其?nèi)表面形成氣缸工作表面。機(jī)體組由氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋襯墊和油底殼組成，是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架。名稱性能應(yīng)用結(jié)構(gòu)形式一般式機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機(jī)（1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為

2.分類《汽車構(gòu)造》精品課程

一汽奧迪100型發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體（一般式）（2）根據(jù)冷卻方式不同

水冷

風(fēng)冷氣缸體內(nèi)鑄有冷卻水套氣缸體外鑄有散熱片（3）根據(jù)氣缸的排列方式名稱特點(diǎn)形狀直列式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。V型縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。水平對(duì)置式高度小，總體布置方便。《汽車構(gòu)造》精品課程

氣缸的三種排列形式：

直列式

V型

對(duì)置式

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干式氣缸套濕式氣缸套（5）干缸套和濕缸套不直接與冷卻水接觸，薄壁（1-3mm），過(guò)盈壓配在氣缸體內(nèi)孔中。優(yōu)點(diǎn)：密封性好，氣缸體剛性好，不易變形。缺點(diǎn)：

a、制造成本增加：氣缸體內(nèi)孔、缸套外圓亦需精加工，且薄壁缸套剛性差，加工裝夾時(shí)易變形。

b、熱負(fù)荷增加：缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理論上是完全接觸，但加工誤差使之不可能完全接觸，因而散熱面積小，影響缸套散熱，必然使缸套、活塞等熱負(fù)荷嚴(yán)重。

c、氣缸體鑄造工藝性差：水套封閉，去渣困難。

d、缸心距增加，曲軸易彎曲變形：水套封閉。氣缸套水套氣缸體干式氣缸套a）干式缸套：氣缸體水套敞開，缸套與冷卻水直接接觸，壁厚（5-9mm），缸套下端帶橡膠封水圈，氣缸套外圓上大、下?。ㄒ?yàn)闅飧滋紫露藥?-3道橡膠封水圈），且上端與氣缸體內(nèi)孔配合緊，下端配合松，以方便推入氣缸體內(nèi)孔。濕式缸套壓配在氣缸體內(nèi)孔時(shí)，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面0.05-0.15mm，緊固缸蓋時(shí)，可將缸墊壓得更緊，以密封燃?xì)?。?yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，制造成本低，氣缸體鑄造工藝性好；缸心距短，曲軸不易彎曲。缺點(diǎn)：氣缸體剛性差，容易變形，易漏氣、漏水；氣缸套外圓表面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象。0.050.15mm氣缸套水套氣缸體橡膠封水圈濕式氣缸套（軸向定位）（徑向定位）（徑向定位）b）濕式缸套：氣缸蓋的分解圖

捷達(dá)轎車氣缸蓋總成

（1）鋁合金壓鑄（汽油機(jī)及少數(shù)柴油機(jī)）a、導(dǎo)熱性好b、質(zhì)量輕c、鑄造流動(dòng)性好d、剛度低:易變形導(dǎo)致漏氣、漏水f、強(qiáng)度低:氣缸蓋螺栓孔易拉毛g、不耐高溫:超過(guò)350C，強(qiáng)度急劇降低（2）灰鑄鐵或合金鑄鐵（大部分柴油機(jī)）a、剛度、強(qiáng)度高b、耐高溫c、導(dǎo)熱性差:缸蓋底面鼻梁區(qū)易開裂d、質(zhì)量重4.材料《汽車構(gòu)造》精品課程

6.燃燒室組成:由活塞頂部及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間?；疽螅海?）結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，充氣效率要高，以減小熱量損失及縮短火焰行程；（2）使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒；（3）表面要光滑，不易積炭。《汽車構(gòu)造》精品課程

燃燒室形狀(1)楔形燃燒室

結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)單、緊湊?；旌吓c燃燒：在壓縮終了時(shí)能形成擠氣渦流，因而燃燒速度較快，經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性較好。適用：解放CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)采用楔形燃燒室。(2)盆形燃燒室

結(jié)構(gòu)：簡(jiǎn)單、緊湊。適用：捷達(dá)EAll3型發(fā)動(dòng)機(jī)(3)半球形燃燒室

結(jié)構(gòu)：更緊湊，但配氣機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜?；旌吓c燃燒：散熱面積小，有利于促進(jìn)燃料的完全燃燒和減少排氣中的有害氣體，對(duì)排氣凈化有利。適用：富康轎車發(fā)動(dòng)機(jī)《汽車構(gòu)造》精品課程楔形燃燒室

盆形燃燒室半球形燃燒室捷達(dá)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋（進(jìn)、排氣管在同側(cè)，頂置凸輪軸）桑塔納時(shí)代超人2000GSI轎車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋及相關(guān)零件（進(jìn)、排氣管在兩側(cè)，頂置凸輪軸）1-凸輪軸同步帶輪2-凸輪軸油封3-凸輪軸軸承蓋4-凸輪軸5-液壓挺桿6-氣缸蓋7-進(jìn)氣門8-排氣門1、作用：密封燃?xì)饫鋮s水、機(jī)油2、要求：（1）一定的強(qiáng)度要求（2）耐熱、耐腐蝕（3）一定的彈性a、密封（變形以補(bǔ)償結(jié)合面的不平度）b、能重復(fù)使用（在一定公差內(nèi)）3、材料與結(jié)構(gòu)：（1）金屬+石棉：石棉中間夾有金屬絲或金屬屑，外覆銅皮或鋼皮，水孔和燃燒室孔周圍另用鑲邊增強(qiáng)，以防被高溫燃?xì)鉄龎?。有很好的彈性和耐熱性，能重?fù)使用，但制造厚度均一性較差，使用時(shí)注意光滑面朝氣缸體，否則容易被燃?xì)饣蚶鋮s水沖壞。

（2）金屬片：帶凸紋，強(qiáng)度高，沖壓低碳鋼板銅板鋁板適用于增壓等強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)

氣缸蓋襯墊的結(jié)構(gòu)（1）金屬-石棉板（2）沖壓鋼板（2）（1）三、氣缸墊氣缸墊必須由中央對(duì)稱地向四周擴(kuò)展的順序分幾次進(jìn)行，最后一次要用扭力扳手按工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊。

鋁合金制成的氣缸蓋到最后必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷的狀態(tài)下擰緊，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)熱起來(lái)時(shí)會(huì)增加密封性，因?yàn)殇X合金氣缸蓋的熱膨脹比鋼螺栓的大。

鑄鐵氣缸蓋一般在發(fā)動(dòng)機(jī)熱車時(shí)最后擰緊，因?yàn)檠b配時(shí)擰緊的螺栓在發(fā)動(dòng)機(jī)工作初始后不久會(huì)松弛。豐田佳美3S-FE發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序4、氣缸蓋螺栓的擰緊次序：《汽車構(gòu)造》精品課程

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四、油底殼1.作用貯存機(jī)油和封閉曲軸箱，機(jī)油散熱2.要求（1）結(jié)合面平整，密封性好（2）剛性好，避免振動(dòng)、機(jī)械噪聲過(guò)（3）散熱性好3.材料

采用薄鋼板沖壓而成有的采用鋁合金鑄造而成，在底部還鑄有相應(yīng)的散熱片，以利于散熱。

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4.結(jié)構(gòu)⑴油底殼中部做得較深為保證發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵仍能吸到機(jī)油。