机体组与曲柄连杆机构

想要利用好一件事情或关系，首先得了解它。世上不缺有能力改变生活和自己的人，但欠缺对市场、机遇与行情的远见和预见而改变、影响更多的人乃至整个世界。对汽车也是如此，想要更好的驾驭它替我们服务、更安全舒适的行驶，就要了解它的内在结构。同样，我们不缺乏对各种类型汽车的认识与辨识甚至能精确定位它的价值与性能，但缺少对它内部结构的了解和把握。当它罢工时我们就无从下手，这是我们欠缺对它们的了解。那么，从现在开始我们来弥补这些个过失吧。

曲柄连杆机构受力分析

a.功用:

(1)将气体力转换成扭矩

(2)将活塞的往复直线运动转换为曲轴旋转运动

b.组成:

(1)缸体曲轴箱组

(2)活塞连杆组

(3)曲轴飞轮组

c.气体力及运动质量惯性力：

机体组

a.作用：承受发动机负荷，安装各种机件。

b.组成：气缸体、气缸盖、气缸垫、曲轴箱。

一、气缸体

a.作用:

1. 主体骨架

2. 支撑运动机件

3. 安装所有附件

4. 冷却水套

b.要求:

(1)足够的刚度和强度

(2)耐磨、耐热、耐腐蚀

(3)结构紧凑、轻巧

c.机体材料：

高强度灰铸铁

铝合金

d.气缸排列形式：

直列式

V型

水平对置式

直列式发动机实物图

V型发动机实物图

水平对置式发动机实物图

直列式发动机工作图

V型发动机工作图

水平对置式式发动机工作图

二、气缸套：

(1)作用：活塞运动支撑和导向

(2)结构形式：

a.干式缸套：不直接与冷却水接触

刚度好、不易漏水漏气、冷却差、拆装困难

b.湿式缸套：直接与冷却水接触

冷却好、拆装方便、刚度差、密封困难

三、曲轴箱：

结构形式：

(1) 一般式（492Q）

曲轴轴线与曲轴箱下表面在同一平面

简单紧凑、高度小、重量轻、刚度差

(2) 龙门式（CA6102Q、EQ6100-1）

曲轴轴线高于曲轴箱下表面

刚度好、密封简单

(3) 隧道式（少数柴油机）

制有安装滚动轴承的孔道

刚度更好、但重量大、结构复杂

四、气缸盖与气缸垫

1. 气缸盖

(1)功用：密封气缸上部、并与活塞顶构成燃烧室

(2)结构形式：

整体式:全部气缸一个盖

分块式:两缸或三缸一盖

单体式:每缸一盖

(3)材料：

优质灰铸铁或合金铸铁

铝合金

2.气缸盖与气缸体的结合

(1)螺栓从中间向两边分几次拧紧达到规定力矩

(2)铸铁缸盖，冷态下拧紧一次，热态下再拧紧一次

(3)铝合金缸盖，冷态下拧紧一次即可

原因：钢制螺栓比铸铁缸盖膨胀系数大，以免螺栓伸长影响密封

丰田5A发动机气缸盖拆装：

汽缸盖的拆卸顺序

汽缸盖的安装顺序

3.气缸垫

(1)作用：密封气缸

汽缸垫

(2)结构形式：

金属-石棉垫

金属-复合式

全金属垫

五、汽油机燃烧室

1. 盆形

(1)结构简单、紧凑

(2)火焰传距离短，不易爆燃。

(3)进气道弯度较大,充气性能受影响

应用：每缸两气门发动机。

EQ6100-1、捷达EA827、奥迪100等汽油机

2. 契形

(1)结构简单、紧凑

(2)进气涡流好

(3)气门较大，进气道比较平直，进气性好

(4)个别部位燃烧不良

应用：每缸两气门发动机。

CA6102汽油机

3. 半球形

(1)结构更紧凑，面容比小，散热少，火焰行程短，不易爆震

(2)有利于燃烧，排放好

(3)便于使用大气门、多气门，气道较平直。

(4)低速大负荷时燃烧受影响，结构复杂

应用：多用于高速发动机。

富康TU型汽油机

4. 多球形

(1)结构紧凑，面容比小，散热少，火焰行程短，不易爆震

(2) 便于使用大气门、多气门，气道较平直，且能产生挤气涡流。

5. 篷形

应用：多用于高性能多气门发动机。

欧宝V6、奔驰320E、三菱3G81、富士EJ20等型汽油机

六、柴油机燃烧室

七、油底壳

八、发动机的支撑

1. 三点支撑

汽油机多采用

EQ1090，CA1091一点前，两点后。

BJ2020是两点前，一点后。

2. 四点支撑

柴油机多采用

曲柄连杆机构

a.作用：将气体力传给曲轴

b.组成：

(1)活塞

(2)活塞环

(3)连杆

(4)活塞销

(5)活塞销锁

(6)轴瓦

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(一) 活塞

1. 作用:

构成燃烧室

承压

传力

密封

散热

2.工作条件与要求

(1)高温—-刚度好，导热性好，热膨胀系数小

(2)高压—-强度好，刚度好

(3)润滑条件差—-耐磨

(4)高速往复运动—-重量轻

3.材料

(1)铝合金——比重小、导热性好、但热胀大、强度差

(2)铸铁——极小应用

4. 活塞的构造

分为：顶部、头部、裙部

(1)顶部—承压并构成燃烧室

a.平顶：结构简单，制造方便

b.凹顶：有利于混合气的形成防止活塞与气门相碰调整压缩比

c.凸顶：有利于二行程的排气与球形燃烧室配合

(2)头部—用于安装活塞环

改善散热结构措施:

a.热流形变截面——防止顶部过热

b.火力岸处开绝热槽——防止第一环过热

c.第一道环槽镶耐热护圈——增强环槽的耐磨性

(3)裙部—导向、传力、承受侧压力

5. 铝合金活塞防“冷敲热拉”的措施

(1)侧表面形状呈上小下大

(2)裙部呈椭圆（长轴垂直于销座）

销座部位金属多，热膨胀量大

侧向力作用

顶部气体力作用

(3)裙部开横向隔热槽和纵向膨胀槽

(4)活塞销座附近镶入恒范钢片

6. 活塞换向敲击

(1)活塞自上向下运动，侧向力向左

(2)活塞自下向上运动，侧向力向右

7. 活塞的冷却

(1)自由喷射冷却法

(2)振荡冷却法

(3)强制冷却法

8.活塞的表面处理

(1)顶部硬模阳极氧化处理——耐热层

(2)裙部镀锡、镀锌或涂覆石墨——防拉缸，加速磨合

(二) 活塞环

1.功用：

密封 、刮油、 传热

2.材料

(1)要求：

良好的耐磨性、导热性、耐热性、冲击韧性、弹性、足够的强度

(2)材料：

优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁和钢带

(3)表面处理：多孔性镀铬、喷钼、镀锡或磷化

3、气环

(1)气环的密封原理

a.环的径向弹力和气体侧压力——形成径向密封面

b.活塞上下运动和气体正压力——形成轴向密封面

(2)断面形状

a.矩形环

结构简单，加工简单，散热好；

但密封性与磨合性差，易产生泵油作用

b.扭曲环

密封性、磨合性好，结构复杂

扭曲原理：

外层拉应力，内层压应力，由于截面不对称，产生一力偶，使环发生扭曲

安装：内上，外下

c.梯形环

自洁作用好

工艺性差

d.桶面环

气缸表面适应性好

磨合性，密封性好

e.锥面环

磨合性好，易磨成矩形环

f.鼻形环

刮油能力好，结构复杂

4. 油环

油环的结构形式：

a.普通槽孔式

结构简单，刮油性差

b.弹簧胀圈式

板簧螺旋弹簧轨形簧

提高气缸失圆的适应性

c.组合式

刮油性好适应性好回油畅通

(三) 活塞销

1.作用:

连接活塞与连杆，并传力

2.连接方式：

(1)浮式

发动机工作时，活塞销在连杆小头衬套内和活塞销座孔内均能转动

(2)半浮式

活塞销只能在活塞销座孔内转动（BJ2021）

(四) 连杆

1.作用:

连接活塞和曲轴，传力并推动曲轴

2.构造：

a.连杆小头

b.连杆大头

c.杆身

d.轴瓦

3.连杆的切口

曲轴飞轮组

功用:

a.活塞的往复运动变为旋转运动

b.使曲轴运转均匀

组成:

曲轴 、 扭转减震器 、 飞轮 、 飞轮壳

一、曲轴

(一)功用:

1.接受传力，并变扭矩驱动

2.驱动配气机构和其他辅助装置工作

(二)要求:

足够的刚度和强度，重量轻，耐磨

(三)材料:

优质中碳钢中碳合金钢球墨铸铁

(四)结构:

1.主轴颈——用于支撑曲轴

a.全支承曲轴

两个主轴颈之间有一个连杆轴颈

刚度好，负荷小，曲轴长，结构复杂

b.非全支承曲轴

主轴颈数少于或等于连杆轴颈数

2.连杆轴颈——用于连接连杆

连杆轴颈分布原则：各缸工作间隔角相等连续做功两缸间隔应尽量远

3.曲轴臂——连接主轴颈和连杆轴颈

4.平衡重——平衡曲轴转动时产生的离心力和力矩

492Q、 BJ2021、新EQ6100—1采用了平衡重

5.前端轴——用来安装止推垫圈、曲轴正时齿轮、起动抓、挡油圈、皮带轮、 扭转减震器

6.飞轮结合盘——安装飞轮

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四缸机:

工作间隔角7200/4=1800

工作顺序：

1—3—4—2

六缸机:

工作间隔角7200/6=1200

工作顺序：

1—5—3—6—2—4

作功循环表制取方法：

①计算作功间隔角，确定各缸作功开始位置。

作功间隔角=720°÷气缸数

四缸机作功间隔角为180°

六缸机作功间隔角为120°

八缸机作功间隔角为90°

②按工作循环确定各缸、各行程位置。

工作顺序：作功——排气——进气——压缩

四行程发动机每行程占曲轴转角180°

(五) 曲轴限位

1.单面合金止推垫圈

第一道主轴颈两侧，两片白金面分别朝外

2.组合翻边止推垫圈

EQ6100Q—1

第四道主轴颈

依维柯

二、扭转减振器

1.功用：

降低曲轴扭转振幅，防止曲轴共振

2.结构形式：

(1)橡胶摩擦式

a.结构: 惯性盘、振动盘、橡胶层

b.原理:惯性盘与振动盘相对位移，橡胶层扭转吸收能量

(2)硅油摩擦式（略）

来源：汽车结构透视