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第二章 曲柄连杆机构本章教学提示•本章主要内容介绍本章主要内容介绍 曲柄连杆机构的功用、组成、各主要零部件的功曲柄连杆机构的功用、组成、各主要零部件的功用、结构及相关零部件拆装等内容用、结构及相关零部件拆装等内容本章教学提示•理论知识理论知识•实操技能实操技能•知识与能力拓展知识与能力拓展•本章小结本章小结•自测题自测题本章教学要求•掌握曲柄连杆机构与机体零件功用，形式及结构特点；掌握曲柄连杆机构与机体零件功用，形式及结构特点；•辨认机体零件与曲柄连杆机构的缺陷，分析产生损伤的辨认机体零件与曲柄连杆机构的缺陷，分析产生损伤的•原因，确定修复方法；原因，确定修复方法；•进行汽缸盖、机体平面变形的正确检验；进行汽缸盖、机体平面变形的正确检验；•进行汽缸套的正确拆装；进行汽缸套的正确拆装；•正确进行活塞连杆组各部件的检验与选配补整；正确进行活塞连杆组各部件的检验与选配补整；•正确进行活塞连杆组的组装，活塞连杆向汽缸内安装正确进行活塞连杆组的组装，活塞连杆向汽缸内安装理论知识•1. 曲柄连杆机构的功用和组成曲柄连杆机构的功用和组成 •2. 曲柄连杆机构的受力分析曲柄连杆机构的受力分析•3. 机体组机体组•4. 活塞连杆组活塞连杆组•5. 曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲柄连杆机构的功用和组成一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用 把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能，该机构是往复活塞式内燃以向工作机械输出机械能，该机构是往复活塞式内燃机将热能转化为机械能的主要机构。

机将热能转化为机械能的主要机构•曲柄连杆机构的功用和工作原理曲柄连杆机构的功用和工作原理二、曲柄连杆机构的组成二、曲柄连杆机构的组成 1. 机体组：主要包括汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸衬套、油底壳机体组：主要包括汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸衬套、油底壳等机件；等机件；2. 活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件3. 曲轴飞轮组：主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器等曲轴飞轮组：主要包括曲轴，飞轮和扭转减振器等本讲小结本讲小结•曲柄连杆机构的功用及原理概述；曲柄连杆机构的功用及原理概述；•曲柄连杆机构的组成概述；曲柄连杆机构的组成概述；•曲轴飞轮组结构概述曲轴飞轮组结构概述曲柄连杆机构的受力分析曲柄连杆机构受到的力：曲柄连杆机构受到的力：l气体压力；气体压力；l往复惯性力和离心力；往复惯性力和离心力；l摩擦力 曲柄连杆机构受到的力主要有气体压力、往复惯性力、曲柄连杆机构受到的力主要有气体压力、往复惯性力、旋转运动的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力旋转运动的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力 曲柄连杆机构受的力主要有气压曲柄连杆机构受的力主要有气压力力P P，往复惯性力，往复惯性力P Pj j，旋转离心力，旋转离心力PcPc和摩擦力和摩擦力F F。

机 体 组•1. 气缸体气缸体 •2. 气缸盖与气缸衬垫气缸盖与气缸衬垫 •3. 油底壳油底壳 •4. 发动机的支承发动机的支承  一、气缸体一、气缸体 •现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成机体组是发动机的支架，是曲柄连垫以及油底壳等组成机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零件的装配基体杆机构、配气机构和发动机各系统主要零件的装配基体各运动件的润滑和受热部件的冷却也都要通过机体组来实各运动件的润滑和受热部件的冷却也都要通过机体组来实现因此，可以说机体组把发动机的各种机构和系统组成现因此，可以说机体组把发动机的各种机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系•水冷发动机的气缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为气缸体水冷发动机的气缸体和曲轴箱通常铸成一体，可称为气缸体——曲轴箱，也可简称为气缸体曲轴箱，也可简称为气缸体•气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为汽缸；下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为形空腔，称为汽缸；下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。

曲轴运动的空间1. 气缸体的结构形式气缸体的结构形式•作为发动机各个机构和系统的装配基体，气缸体本身应具有作为发动机各个机构和系统的装配基体，气缸体本身应具有足够的刚度和强度其具体结构形式分为三种，如下图所示足够的刚度和强度其具体结构形式分为三种，如下图所示 特点：特点：•一般式气缸体一般式气缸体：：便于机械加工；便于机械加工；•龙门式气缸体龙门式气缸体：：刚度和强度较好，但工艺性较差；刚度和强度较好，但工艺性较差；•隧道式汽缸体隧道式汽缸体：为：为安装用滚动主轴承支承的组合式曲轴安装用滚动主轴承支承的组合式曲轴，，结结构刚度比龙门式的更高构刚度比龙门式的更高，，如黄河如黄河JNll81C13型汽车型汽车6135Q型发型发动机•气缸工作表面由于经常与高温、高压的燃气相接触，且活气缸工作表面由于经常与高温、高压的燃气相接触，且活塞在其中作高速往复运动，所以必须耐高温、耐磨损、耐塞在其中作高速往复运动，所以必须耐高温、耐磨损、耐腐为了满足以上要求，一般可从气缸的材料、加工精度腐为了满足以上要求，一般可从气缸的材料、加工精度和结构等方面采取措施和结构等方面采取措施•为了保证汽缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸为了保证汽缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖随时加以冷却。

冷却方式有两种：一种用冷却液来冷却盖随时加以冷却冷却方式有两种：一种用冷却液来冷却(水冷水冷)；另一种用空气来冷却；另一种用空气来冷却(风冷风冷)•发动机用水冷却时，气发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖中均有缸周围和气缸盖中均有充人冷却液的空腔，称充人冷却液的空腔，称为水套，如图所示气为水套，如图所示气缸体和气缸盖上的水套缸体和气缸盖上的水套是相互连通的是相互连通的•发动机用空气冷却时，在发动机用空气冷却时，在气缸体和气缸盖外表面铸气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分，热面积，保证散热充分，如图所示一般风冷发动如图所示一般风冷发动机的缸体与曲轴箱是分开机的缸体与曲轴箱是分开铸造的•对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外形对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外形结构，对于发动机气缸体的刚度和强度也有影响，并结构，对于发动机气缸体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置情况汽车发动机气缸排列基关系到汽车的总体布置情况汽车发动机气缸排列基本上有以下三种形式：本上有以下三种形式：2. 气缸排列形式气缸排列形式•①单列式单列式(直列式直列式)发动机发动机的各个气缸排成一列，一的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的。

但为了般是垂直布置的但为了降低发动机的高度，有时降低发动机的高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚也把气缸布置成倾斜的甚至水平的至水平的•②双列式发动机左右两双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角列气缸中心线的夹角<180°，称为，称为V形发动机形发动机•③γ=180°则称为对置式发则称为对置式发动机•直列式多缸发动机气缸体的结构直列式多缸发动机气缸体的结构简单、加工容易，但长度和高度简单、加工容易，但长度和高度较大•与直列式发动机相比，与直列式发动机相比，V形发动形发动机缩短机缩短了了发动机的长度和高度，发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度，重量也有增加了气缸体的刚度，重量也有所减轻所减轻，，但加大了发动机宽度，但加大了发动机宽度，且形状复杂，加工困难，一般多且形状复杂，加工困难，一般多用于缸数多的大功率发动机上用于缸数多的大功率发动机上•对置式发动机高对置式发动机高度比其他形式的度比其他形式的小得多，在某些小得多，在某些情况下使得汽车情况下使得汽车的总布置更方便的总布置更方便气缸对置对于风气缸对置对于风冷发动机也是有冷发动机也是有利的•为了提高气缸表面的耐磨性，可从材料、加工精度为了提高气缸表面的耐磨性，可从材料、加工精度和结构等方面来考虑。

缸体的材料，一般用优质灰和结构等方面来考虑缸体的材料，一般用优质灰铸铁3. 气缸套气缸套•采用铝合金缸体（如北京采用铝合金缸体（如北京BJ1041型汽车的型汽车的492QG2型）型）发动机缸体时，由于铝合金耐磨性不好，必须镶缸套发动机缸体时，由于铝合金耐磨性不好，必须镶缸套•汽缸套有干式和湿式两种，如图所示汽缸套有干式和湿式两种，如图所示 本讲小结本讲小结•现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳等组成垫以及油底壳等组成 1. 气缸体的结构形式气缸体的结构形式；； 2. 气缸排列形式气缸排列形式；； 3. 气缸套气缸套的结构形式的结构形式 一、气体压力一、气体压力 •在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在，但由于在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在，但由于进气、排气两个行程中气体压力较小，对机件影响不大，故进气、排气两个行程中气体压力较小，对机件影响不大，故在这里主要研究做功和压缩两个行程中的气体作用力在这里主要研究做功和压缩两个行程中的气体作用力•气体压力是推动活塞向下运动的。

这时，燃烧气体产生的高气体压力是推动活塞向下运动的这时，燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部，作用在活塞顶的气体总压力压直接作用在活塞顶部，作用在活塞顶的气体总压力的一的一分分力把活塞压向汽缸壁，使两者产生摩擦分力力把活塞压向汽缸壁，使两者产生摩擦分力；另一；另一分力通过分力通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄上活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄上, 分分解为解为力力R和和S R产生压紧力产生压紧力，，S产生产生一个旋转矩一个旋转矩Tl气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力这时作用在活塞顶的气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力这时作用在活塞顶的气体总压力气体总压力一个一个分力将活塞压向汽缸的另一侧壁，也使两者分力将活塞压向汽缸的另一侧壁，也使两者产生摩擦产生摩擦；另一个；另一个分力通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向分力通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄上作用在曲柄上，，分分解为解为力力R′和和S′R′产生压紧力产生压紧力，，S′对曲轴造对曲轴造成一个旋转阻力矩成一个旋转阻力矩T′•在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞和在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞和位移而变化的，再加上连杆在左右摇摆，因而作用在活塞销位移而变化的，再加上连杆在左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支承表面上的压力和作用点不和曲轴轴颈的表面以及二者的支承表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损的不均匀性。

同样，汽缸壁沿圆周方断变化，造成各处磨损的不均匀性同样，汽缸壁沿圆周方向的磨损也是不均匀的向的磨损也是不均匀的二、往复惯性力和离心力二、往复惯性力和离心力•往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力，这两种力物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力，这两种力在曲柄连杆机构的运动中都是存在的在曲柄连杆机构的运动中都是存在的•活塞和连杆小头在汽缸中作往复活塞和连杆小头在汽缸中作往复直直线运动时，速度很高，而线运动时，速度很高，而且数值在不断地变化往复运动的活塞速度从零开始，逐渐且数值在不断地变化往复运动的活塞速度从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零•偏离曲轴轴线的活塞、活塞销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，偏离曲轴轴线的活塞、活塞销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外，其大产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外，其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关。

•当活塞从上止点向下止点向下运动时，前半程惯性力向上，当活塞从上止点向下止点向下运动时，前半程惯性力向上，后半程惯性力向下后半程惯性力向下；；当活塞从下止点向上止点向上运动时，当活塞从下止点向上止点向上运动时，前半程惯性力向下，后半程惯性力向上前半程惯性力向下，后半程惯性力向上•离心力离心力F总可分解为沿活塞运动方向的分力及总可分解为沿活塞运动方向的分力及垂直分力垂直分力•往复惯性力使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期往复惯性力使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷，加快轴承的磨损性的附加载荷，加快轴承的磨损•离心力离心力沿活塞运动方向的分力沿活塞运动方向的分力 加剧了发动机的上，下振加剧了发动机的上，下振动动；与活塞运动方向；与活塞运动方向垂直垂直的分力的分力 则使发动机产生则使发动机产生以以水平水平方向方向为主为主的振动离心力使连杆大头的轴瓦和活塞销、曲的振动离心力使连杆大头的轴瓦和活塞销、曲轴主轴颈及其轴承受到载荷，增加它们的变形和磨损轴主轴颈及其轴承受到载荷，增加它们的变形和磨损三、摩擦力三、摩擦力•曲柄连杆机构中相互接触的表面作相对运动时都存在摩擦曲柄连杆机构中相互接触的表面作相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦因数成正比，其方向总是与相力，其大小与正压力和摩擦因数成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。

摩擦力的存在是造成配合表面磨损的对运动的方向相反摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源•上述各力分析是单独分析的，实际上这些力不是单独存在上述各力分析是单独分析的，实际上这些力不是单独存在的，各机件所受的力是各种力的综合的，各机件所受的力是各种力的综合•曲柄连杆机构产生的惯性力和摩擦力都是有害的，现代发曲柄连杆机构产生的惯性力和摩擦力都是有害的，现代发动机尽量减少运动件的质量和活塞的行程，以便减少惯性动机尽量减少运动件的质量和活塞的行程，以便减少惯性力同时保证运动件有效高的加工精度和装配精度，并采力同时保证运动件有效高的加工精度和装配精度，并采取加强润滑等措施，以减少摩擦力取加强润滑等措施，以减少摩擦力本讲小结本讲小结l曲柄连杆机构受到的力；曲柄连杆机构受到的力；l气体压力的产生、传递及平衡；气体压力的产生、传递及平衡；l往复惯性力和离心力的产生及作用；往复惯性力和离心力的产生及作用；l摩擦力的产生及作用摩擦力的产生及作用•1. 气缸体气缸体 •2. 气缸盖与气缸衬垫气缸盖与气缸衬垫 •3. 油底壳油底壳 •4. 发动机的支承发动机的支承 机 体 组气缸盖与气缸衬垫 •气缸盖的主要功用是密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸气缸盖的主要功用是密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室。

同时，气缸盖也为其他零部件提供安一起形成燃烧室同时，气缸盖也为其他零部件提供安装位置气缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气装位置气缸盖的燃烧室一侧直接受到高温、高压燃气的作用 1. 气缸盖气缸盖•一般来说，要求气缸盖应具有足够的强度和刚度，一般来说，要求气缸盖应具有足够的强度和刚度，为什么为什么?•气缸盖在机械负荷和热负荷作用下产生的变形会导致进、气缸盖在机械负荷和热负荷作用下产生的变形会导致进、排气门密封被破坏和气缸盖密封排气门密封被破坏和气缸盖密封(气封、水封、油封气封、水封、油封)被破被破坏影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性坏影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性•气缸盖的材料一般采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成气缸盖的材料一般采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成•气缸盖的材料应当用导热好，机械强度和热强度高、铸造气缸盖的材料应当用导热好，机械强度和热强度高、铸造性能好的材料，一股采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成性能好的材料，一股采用优质灰铸铁或合金铸铁铸成•有的汽油机气缸盖用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有的汽油机气缸盖用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有利于提高压缩比铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中有利于提高压缩比。

铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中容易变形容易变形•CA6102型发动机系采用铜钼低合金铸铁铸造的整体式气缸型发动机系采用铜钼低合金铸铁铸造的整体式气缸盖•发动机的气缸盖形状复杂，对于常见的水冷发动机，发动机的气缸盖形状复杂，对于常见的水冷发动机，•水冷发动机气缸盖上有水冷发动机气缸盖上有: 进、排气门座孔；进、排气门座孔； 气门导管孔和进、排气通道；气门导管孔和进、排气通道； 冷却水套及其进、出口；冷却水套及其进、出口； 润滑油路及其进、出口；润滑油路及其进、出口； 气缸盖螺栓孔及安装摇臂或凸轮轴座的螺栓孔等气缸盖螺栓孔及安装摇臂或凸轮轴座的螺栓孔等•汽油机气缸盖设有火花塞座孔汽油机气缸盖设有火花塞座孔•柴油机气缸盖设有安装喷油器的座孔在多缸发动机的一列柴油机气缸盖设有安装喷油器的座孔在多缸发动机的一列中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖。

•1) 楔形燃烧室其结构较楔形燃烧室其结构较简单、紧凑，在压缩终了简单、紧凑，在压缩终了时能形成挤气涡流时能形成挤气涡流汽油机常用燃烧室形状有以下几种汽油机常用燃烧室形状有以下几种•2) 浴盆形燃烧室浴盆形燃烧室其结构其结构较简单，但不够紧凑；较简单，但不够紧凑；•北京北京492QG2型发动机采用型发动机采用了这种燃烧室了这种燃烧室•3)半球形燃烧室半球形燃烧室其结构较其结构较前两种更紧凑，但因进、排前两种更紧凑，但因进、排气门分别置于缸盖两侧，故气门分别置于缸盖两侧，故使配气机构比较复杂使配气机构比较复杂•由于其散热面积小，有利于由于其散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧和减少促进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体排气中的有害气体•4) 碗形燃烧室碗形燃烧室碗形燃烧室是布碗形燃烧室是布置在活塞中的一个回转体，采用置在活塞中的一个回转体，采用平底气缸盖，工艺性好；但燃烧平底气缸盖，工艺性好；但燃烧室在活塞顶内使活塞的高度与质室在活塞顶内使活塞的高度与质量增加，同时活塞的散热性也差量增加，同时活塞的散热性也差碗形碗形•5) 篷形燃烧室篷形燃烧室其性能与半球形相似，其性能与半球形相似，组织缸内气流进行挤气运动要比半球形组织缸内气流进行挤气运动要比半球形容易，燃烧室也可全部加工。

容易，燃烧室也可全部加工2. 2. 气缸衬垫气缸衬垫 •气缸盖衬垫气缸盖衬垫(简称气缸垫简称气缸垫)是气缸盖底面与气缸体顶面之间是气缸盖底面与气缸体顶面之间的密封件，用来保证燃烧室不漏气同时气缸垫还应满足的密封件，用来保证燃烧室不漏气同时气缸垫还应满足以下要求：以下要求：•1) 高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏;•2) 耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却液的作用下不烧损、不变质和冷却液的作用下不烧损、不变质;•3) 具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、平面度以具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、平面度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封;•4) 拆装方便，能重复使用，寿命长拆装方便，能重复使用，寿命长•目前应用较多的是金屑目前应用较多的是金屑——石棉气缸垫石棉之间夹有金石棉气缸垫石棉之间夹有金属丝或金属屑，而外覆铜皮或钢皮水孔和燃烧室孔周围属丝或金属屑，而外覆铜皮或钢皮水孔和燃烧室孔周围另用镶边增强另用镶边增强,以防被高温燃气烧坏。

这种气缸垫压紧厚度以防被高温燃气烧坏这种气缸垫压紧厚度为为1.2-2mm，有很好的弹性和耐热性，能重复使用，但厚，有很好的弹性和耐热性，能重复使用，但厚度和质量的均一性较差度和质量的均一性较差•有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或扎孔钢板有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或扎孔钢板(冲有带毛刺小孔的钢板冲有带毛刺小孔的钢板)为骨架，两面用石棉及橡胶粘接为骨架，两面用石棉及橡胶粘接剂压成的气缸垫剂压成的气缸垫•近年来，国内正在试验采用近年来，国内正在试验采用膨胀石墨膨胀石墨作为气缸垫的材料作为气缸垫的材料•很多强化的汽车发动机采用很多强化的汽车发动机采用实心的金屑片实心的金屑片作为气缸垫作为气缸垫这种气缸垫由单块光整冷轧的低碳钢板制成，在需要密这种气缸垫由单块光整冷轧的低碳钢板制成，在需要密封的气缸孔和水孔、油孔周围冲压出一定高度的凸纹，封的气缸孔和水孔、油孔周围冲压出一定高度的凸纹，利用凸纹的弹性变形来实现密封利用凸纹的弹性变形来实现密封•解放解放CAl091型汽车型汽车6102型发动机的气缸垫，即采用了这种型发动机的气缸垫，即采用了这种较先进的加强型无石棉气缸垫较先进的加强型无石棉气缸垫。

知识延伸知识延伸•新型气缸垫可以降低工业污染，新型气缸垫可以降低工业污染，为什么？为什么？•在气缸孔密封部位采用五层薄钢板组成，并设计成圆形，在气缸孔密封部位采用五层薄钢板组成，并设计成圆形，没有石棉夹层，从而消除了气囊的产生，也减少了工业污没有石棉夹层，从而消除了气囊的产生，也减少了工业污染无石棉气缸垫结构如下图所示无石棉气缸垫结构如下图所示•在油孔和水孔周围均包有钢护圈，以提高密封性在油孔和水孔周围均包有钢护圈，以提高密封性•气缸盖用螺栓或螺柱紧固在气缸体上气缸盖用螺栓或螺柱紧固在气缸体上•为了保证气缸垫均匀平整地夹在气缸体和气缸盖之间，避免为了保证气缸垫均匀平整地夹在气缸体和气缸盖之间，避免缸盖翘曲变形造成漏气，拧紧螺栓时，缸盖翘曲变形造成漏气，拧紧螺栓时，应该注意哪些问题？应该注意哪些问题？•拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用转矩扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧，进行，最后一次要用转矩扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧，以免损坏气缸垫和发生漏水现象以免损坏气缸垫和发生漏水现象•如果气缸盖由铝合金制成，则最后必须在发动机冷态下拧如果气缸盖由铝合金制成，则最后必须在发动机冷态下拧紧，这样热起来时会增加密封的可靠性，紧，这样热起来时会增加密封的可靠性，为什么？为什么？•因为铝气缸盖的膨胀系数比钢制的螺栓大；而铸铁气缸盖因为铝气缸盖的膨胀系数比钢制的螺栓大；而铸铁气缸盖则可以在发动机热态时最后拧紧。

则可以在发动机热态时最后拧紧•气缸盖的功用、结构、材料及拆装；气缸盖的功用、结构、材料及拆装；•气缸衬垫气缸衬垫功用、结构、材料功用、结构、材料本讲小结本讲小结•1. 气缸体气缸体 •2. 气缸盖与气缸衬垫气缸盖与气缸衬垫 •3. 油底壳油底壳 •4. 发动机的支承发动机的支承 机 体 组油 底 壳•油底壳的主要功用是贮存机油油底壳的主要功用是贮存机油(润滑油润滑油)并封闭曲轴箱并封闭曲轴箱•油底壳受力很小，一般采用什么工艺制成？油底壳受力很小，一般采用什么工艺制成？•一般采用薄钢板冲压而成一般采用薄钢板冲压而成•其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量在有些发其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量在有些发动机上，为了加强油底壳内机油的散热，采用了铝合金铸动机上，为了加强油底壳内机油的散热，采用了铝合金铸造的油底壳，在壳的底部还铸有相应的散热肋片造的油底壳，在壳的底部还铸有相应的散热肋片•为了保证在发动机纵向倾斜时机油泵能经常吸到机油，油底为了保证在发动机纵向倾斜时机油泵能经常吸到机油，油底壳后部一般做得较深油底壳内还设有挡油板，防止汽车行壳后部一般做得较深。

油底壳内还设有挡油板，防止汽车行驶时油面波动过大油底壳底部装有放油螺塞有的放油螺驶时油面波动过大油底壳底部装有放油螺塞有的放油螺塞是磁性的或内含磁性元件，能吸集机油中的金属屑，以减塞是磁性的或内含磁性元件，能吸集机油中的金属屑，以减少发动机运动零件的磨损少发动机运动零件的磨损发动机的支承 •发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支撑来发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支撑来支承在车架上发动机的支承方法一般有三点支承和四支承在车架上发动机的支承方法一般有三点支承和四点支承两种点支承两种•三点支承可布置成前二后一三点支承可布置成前二后一或前一后二，北京或前一后二，北京492QA型型发动机的支承是前面两个支发动机的支承是前面两个支承点位于曲轴箱的支撑上，承点位于曲轴箱的支撑上，后面一个支承点在变速器壳后面一个支承点在变速器壳上•解放解放CA6102型汽油机上采用前一后二的三点支承形式采型汽油机上采用前一后二的三点支承形式采用四点支承时，前后各有两个支承点用四点支承时，前后各有两个支承点•油底壳的主要功用油底壳的主要功用:贮存机油、封闭曲轴箱；贮存机油、封闭曲轴箱；•油底壳的制造工艺：薄钢板冲压；油底壳的制造工艺：薄钢板冲压；•发动机的支承方法：三点支承、四点支承。

发动机的支承方法：三点支承、四点支承本讲小结本讲小结活塞连杆组•活塞连杆组将活塞的往复运动活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动活塞连杆组由活车车轮转动活塞连杆组由活塞，活塞环，活塞销塞，活塞环，活塞销和和连杆等连杆等部件组成部件组成 一、一、 活塞活塞•活塞的主要作用是承受气活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转活塞顶以推动曲轴旋转活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室同组成燃烧室•从活塞的工作条件可看出，为保证发动机的良好运行特性，从活塞的工作条件可看出，为保证发动机的良好运行特性，对活塞合金材料性能有一定要求对活塞合金材料性能有一定要求主要有哪些呢？主要有哪些呢？•密度小、热膨胀系数小、好的耐磨性、好的力学性能、好密度小、热膨胀系数小、好的耐磨性、好的力学性能、好的热传导性及好的加工性能的热传导性及好的加工性能•活塞顶部形状主要取决于燃烧室的选择与设计，而燃烧室活塞顶部形状主要取决于燃烧室的选择与设计，而燃烧室的选择取决于活塞直径、发动机的转速、经济性、动力性、的选择取决于活塞直径、发动机的转速、经济性、动力性、功率、可靠性及排放等。

功率、可靠性及排放等•汽油机活塞顶部形状：平顶汽油机活塞顶部形状：平顶 凹顶凹顶•柴油机活塞顶部形状：常常设有各种各样的凹坑柴油机活塞顶部形状：常常设有各种各样的凹坑1. 1. 活塞顶部活塞顶部•平顶：优点是吸热面积小，制造工平顶：优点是吸热面积小，制造工艺简单•凹顶：改善混合气形成和燃烧，凹凹顶：改善混合气形成和燃烧，凹坑的大小还可以用来调节发动机的坑的大小还可以用来调节发动机的压缩比•活塞头部的主要作用有：活塞头部的主要作用有： ① ①承受气体压力，并传给连杆；承受气体压力，并传给连杆； ② ②与活塞环一起实现气缸的密封；与活塞环一起实现气缸的密封； ③ ③将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁•活塞头部切有若干用以安装活塞环的环槽汽油机一般有活塞头部切有若干用以安装活塞环的环槽。

汽油机一般有2-3道环槽，上面道环槽，上面1-2道安装气环，下面道安装气环，下面1道安装油环道安装油环2. 2. 活塞头部活塞头部•在油环槽底面上钻有许多径向小孔，在油环槽底面上钻有许多径向小孔，它们的作用是什么它们的作用是什么?•被油环从气缸壁上刮下来的多余机油，得以经过这些小孔被油环从气缸壁上刮下来的多余机油，得以经过这些小孔流回油底壳流回油底壳•活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽活塞头部一般做得较厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑，过渡圆角可能圆滑，过渡圆角R应足够大，以使活塞顶吸收的热量能应足够大，以使活塞顶吸收的热量能由各道环分担传走，便于热量从活塞顶经活塞环传给气缸的由各道环分担传走，便于热量从活塞顶经活塞环传给气缸的冷却壁面上，从而防止活塞顶部温度过高冷却壁面上，从而防止活塞顶部温度过高•有的发动机活塞在第一道环槽上面车出较环槽窄的隔热槽，有的发动机活塞在第一道环槽上面车出较环槽窄的隔热槽，大家知道其的作用是什么吗？大家知道其的作用是什么吗？•在热负荷较高的发动机中，由于在热负荷较高的发动机中，由于活塞的第一道环槽温度较高，铝活塞的第一道环槽温度较高，铝合金材料硬度下降，再加上活塞合金材料硬度下降，再加上活塞环与环槽的相对运动，更加速了环与环槽的相对运动，更加速了环槽的磨损。

可铸入由耐热合金环槽的磨损可铸入由耐热合金钢制造的环槽护圈钢制造的环槽护圈•作用是隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流作用是隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流方向转折，把原来应由第一道活塞环散走的热量分散，以方向转折，把原来应由第一道活塞环散走的热量分散，以消除第一道环过热后产生积炭和卡死在环槽中的可能性消除第一道环过热后产生积炭和卡死在环槽中的可能性•高强化直喷式燃烧室柴油机还在第一道环槽和燃烧室喉口高强化直喷式燃烧室柴油机还在第一道环槽和燃烧室喉口处均镶嵌耐热护圈，以保护喉口不致因为过热而开裂处均镶嵌耐热护圈，以保护喉口不致因为过热而开裂3. 3. 活塞裙部活塞裙部•活塞裙部是指自油环槽下端面起至活活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分，为活塞在气缸内作往塞底面的部分，为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力复运动导向和承受侧压力•销座热膨胀：热膨胀使销座处外扩销座热膨胀：热膨胀使销座处外扩•挤压变形：燃烧气体压力传递使活塞挤压变形：燃烧气体压力传递使活塞裙部承受侧压力而产生挤压变形裙部承受侧压力而产生挤压变形•弯曲变形：活塞在侧压力的作用下迫弯曲变形：活塞在侧压力的作用下迫使活塞裙部沿销座轴方向上增大。

使活塞裙部沿销座轴方向上增大•裙部变形：机械变形和热变形裙部变形：机械变形和热变形•活塞在侧压力活塞在侧压力Fn的作用下，有使圆形裙部压扁的趋势，同的作用下，有使圆形裙部压扁的趋势，同时迫使活塞裙部盲径沿销座轴同一方向上增大时迫使活塞裙部盲径沿销座轴同一方向上增大•此外，活塞工作时产生的机械变形和热变形，使得其裙部此外，活塞工作时产生的机械变形和热变形，使得其裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆•活塞的销孔与活塞销组成一对摩擦副，它将活塞顶部气体活塞的销孔与活塞销组成一对摩擦副，它将活塞顶部气体作用力通过活塞销座传给活塞销，然后再传递到连杆和曲作用力通过活塞销座传给活塞销，然后再传递到连杆和曲轴因此，销座必须与活塞销有足够的强度、承压面积和轴因此，销座必须与活塞销有足够的强度、承压面积和耐磨性•销座孔的中心线一般位于活塞中心线的平面内但也有些销座孔的中心线一般位于活塞中心线的平面内但也有些高速汽油机的活塞销孔中心线偏离活塞中心线，活塞销座高速汽油机的活塞销孔中心线偏离活塞中心线，活塞销座轴线向在作功行程中受侧向力的一面偏移了轴线向在作功行程中受侧向力的一面偏移了1-2mm，避免，避免侧压力的作用方向改变使活塞敲击气缸壁面发出噪声。

侧压力的作用方向改变使活塞敲击气缸壁面发出噪声4. 4. 活塞销座活塞销座•把活塞销偏移布置的优缺点？把活塞销偏移布置的优缺点？•如果把活塞销偏移布置，则可使活塞较平稳地从压向气缸的如果把活塞销偏移布置，则可使活塞较平稳地从压向气缸的一面过渡到另一面，而且过渡时刻早于达到最高燃烧压力的一面过渡到另一面，而且过渡时刻早于达到最高燃烧压力的时刻，可以减轻活塞敲缸，减小噪声，改善发动机工作的平时刻，可以减轻活塞敲缸，减小噪声，改善发动机工作的平顺性•但这种活塞销偏置的结构，却带来活塞裙部两端的尖角负荷但这种活塞销偏置的结构，却带来活塞裙部两端的尖角负荷增大，引起这些部位的磨损或变形增大这就要求活塞的间增大，引起这些部位的磨损或变形增大这就要求活塞的间隙尽可能的小隙尽可能的小•为了减小活塞质量，在许多为了减小活塞质量，在许多高速汽油机上采用了裙部高速汽油机上采用了裙部(称拖板式裙部称拖板式裙部)这种结构这种结构不仅质量轻，而且裙部具有不仅质量轻，而且裙部具有较大的弹性，可使裙部与气较大的弹性，可使裙部与气缸装配间隙减小很多，也不缸装配间隙减小很多，也不会卡死•活塞连杆组活塞连杆组的功用的功用:往复运动转变为曲轴的旋转运动往复运动转变为曲轴的旋转运动；；•活塞连杆组活塞连杆组的组成：的组成：活塞，活塞环，活塞销活塞，活塞环，活塞销和和连杆等连杆等；；•活塞的作用：承受气缸中的气体压力并传给连杆；活塞的作用：承受气缸中的气体压力并传给连杆； 组成燃烧室；组成燃烧室；•活塞的材料：密度膨胀小，耐磨性、热传导性及加工性能好活塞的材料：密度膨胀小，耐磨性、热传导性及加工性能好 合金材料：合金材料：•活塞顶部：平顶，凹顶，复杂凹顶；活塞顶部：平顶，凹顶，复杂凹顶；•活塞头部：主要作用：传力，传热，密封；活塞头部：主要作用：传力，传热，密封； 有安装活塞环的环槽：有安装活塞环的环槽：2-3道环槽；道环槽；•活塞裙部：导向和承受侧压力，变形；活塞裙部：导向和承受侧压力，变形；•活塞销座：承压和耐磨，新机构：活塞销孔中心线偏离。

活塞销座：承压和耐磨，新机构：活塞销孔中心线偏离本讲小结本讲小结•活塞环包括气环和油环两种活塞环包括气环和油环两种•气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁，再由冷却液或空气带走部分热量传给气缸壁，再由冷却液或空气带走活 塞 环•油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面上涂布油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面上涂布一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜人气缸燃烧，一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜人气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸壁的磨损和摩擦阻力此又可以减小活塞、活塞环与气缸壁的磨损和摩擦阻力此外，油环也起到封气的辅助作用外，油环也起到封气的辅助作用1 1. . 气环气环•气环所起的密封和导热两大作用中，密封是主要的，因为气环所起的密封和导热两大作用中，密封是主要的，因为密封是导热的前提，如果气环密封性能不好高温燃气将密封是导热的前提，如果气环密封性能不好高温燃气将直接从气环外圆表面窜入曲轴箱，此时不但由于气环和气直接从气环外圆表面窜入曲轴箱，此时不但由于气环和气缸壁贴合不严而不能很好地散热，相反地气环外圆表面还缸壁贴合不严而不能很好地散热，相反地气环外圆表面还接受附加的热量，最后必将导致活塞和气环烧坏。

接受附加的热量，最后必将导致活塞和气环烧坏•当活塞环磨损到失效时，将出现发动机起动困难功率不足，当活塞环磨损到失效时，将出现发动机起动困难功率不足，曲轴箱压力升高，机油消耗增大，排气冒蓝烟，燃烧室、曲轴箱压力升高，机油消耗增大，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积炭等不良状况活塞等表面严重积炭等不良状况•矩形断面的气环随活塞作往复运动时，会把气缸壁上的机矩形断面的气环随活塞作往复运动时，会把气缸壁上的机油不断送入气缸中，这种现象称为油不断送入气缸中，这种现象称为“气环的泵油作用气环的泵油作用”，，其泵油原理如下图所示其泵油原理如下图所示•气环的断面形状气环的断面形状2 2. . 油环油环•油环分为普通油环和组合油环两种普通单油环分为普通油环和组合油环两种普通单体油环一般是用合金铸铁制造体油环一般是用合金铸铁制造•其外圆面的中间车有一道凹槽，在凹槽底部加工其外圆面的中间车有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多排油小孔或狭缝油环的刮油作用如上图出很多排油小孔或狭缝油环的刮油作用如上图所示油环的刮油作用油环的刮油作用•油环上泄油通道的作用？油环上泄油通道的作用？•通常油环都要有一道或两道刮油锐边，油环上和活塞上要通常油环都要有一道或两道刮油锐边，油环上和活塞上要有足够的泄油通道，使刮下的机油能顺畅地下泄，避免因有足够的泄油通道，使刮下的机油能顺畅地下泄，避免因节流使油压升高，将油环推离气缸壁而失去控油能力。

节流使油压升高，将油环推离气缸壁而失去控油能力 •对于双层鼻形环，可以只在活塞的油环底槽开一排泄油孔；对于双层鼻形环，可以只在活塞的油环底槽开一排泄油孔；对于其他形式的油环，都必须在活塞上开两排泄油孔对于其他形式的油环，都必须在活塞上开两排泄油孔•一排开在油环底槽，一排在油环下方的活塞裙部，其中有周一排开在油环底槽，一排在油环下方的活塞裙部，其中有周向集油槽的泄油通路最顺畅向集油槽的泄油通路最顺畅•两排油孔之间画有断裂线，表示上下两排孔的周向位置一般两排油孔之间画有断裂线，表示上下两排孔的周向位置一般是错开的是错开的 •单体油环与环槽间有侧面间隙，因此当油环由于正常的单体油环与环槽间有侧面间隙，因此当油环由于正常的轴向移动或由于颤振而处在油环槽中间时，少量机油就轴向移动或由于颤振而处在油环槽中间时，少量机油就可以通过侧隙上窜这是单体油环的一个缺点，高速时可以通过侧隙上窜这是单体油环的一个缺点，高速时影响较大，影响较大，•安装状态下衬簧不仅加大了刮片的径向压力，同时将两刮安装状态下衬簧不仅加大了刮片的径向压力，同时将两刮片在轴向撑开，与油环槽的两侧面贴合，能够有效地防止片在轴向撑开，与油环槽的两侧面贴合，能够有效地防止机油上窜。

机油上窜 • 活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件很活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件很差差(一般靠飞溅润滑一般靠飞溅润滑)，因而要求有足够的刚度和强度，表面，因而要求有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小耐磨，质量尽可能小活 塞 销•活塞销的内孔形状有圆柱形、两段截锥形以及两段截锥与活塞销的内孔形状有圆柱形、两段截锥形以及两段截锥与一段圆柱的组合形等圆柱形内孔容易加工，但活塞销的一段圆柱的组合形等圆柱形内孔容易加工，但活塞销的质量较大两段截锥形内孔的活塞销质量较小又接近于等质量较大两段截锥形内孔的活塞销质量较小又接近于等强度梁的要求强度梁的要求(因活塞销所承受的弯矩在中部最大，距中部因活塞销所承受的弯矩在中部最大，距中部越远越小越远越小)，但孔的加工较复杂但孔的加工较复杂•组合形内孔的结构则介于两者之间组合形内孔的结构则介于两者之间•活塞销与活塞销座孔活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的和连杆小头衬套孔的连接配合，一般多采连接配合，一般多采用用““全浮式全浮式” ” ，即在，即在发动机运转过程中，发动机运转过程中，活塞销不仅可以在连活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内，还杆小头衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均各部分的磨损比较均匀。

匀•活塞环的组成：气环和油环；活塞环的组成：气环和油环；•气环密封的作用：密封，传热；气环密封的作用：密封，传热；•气环的断面形状；气环的断面形状；•油环的作用：刮油，涂油膜，防窜油，减磨，减阻，封气；油环的作用：刮油，涂油膜，防窜油，减磨，减阻，封气；•油环油环：：普通油环和组合油环普通油环和组合油环•活塞销：承受周期性冲击载荷，润滑条件很差活塞销：承受周期性冲击载荷，润滑条件很差 足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小可能小 ；；•活塞销的内孔形状：圆柱形，两段截锥形，组合形活塞销的内孔形状：圆柱形，两段截锥形，组合形本讲小结本讲小结•连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为连杆的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴•连杆主要承受活塞销传来的气体作用力和活塞组往复运动连杆主要承受活塞销传来的气体作用力和活塞组往复运动时的惯性力此外，由于连杆变速摆动而产生的惯性力矩，时的惯性力。

此外，由于连杆变速摆动而产生的惯性力矩，还使连杆承受一定的弯矩这些力和力矩的大小和方向都还使连杆承受一定的弯矩这些力和力矩的大小和方向都是周期性变化的，因此连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等是周期性变化的，因此连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷交变载荷连 杆•连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后再进行机械加工或辊锻而成，然后再进行机械加工和热处理和热处理•连杆由连杆小头、杆身和连杆大头连杆由连杆小头、杆身和连杆大头 (包括连杆盖包括连杆盖)三部分组成连杆小三部分组成连杆小头与活塞销相连头与活塞销相连•工作时，小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压工作时，小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压入减摩的青铜衬套为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬入减摩的青铜衬套为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上钻出集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时飞套上钻出集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时飞溅上来的机油，以便润滑溅上来的机油，以便润滑•连杆大头按剖分面的方向可分为垂直于连杆中心线的平切连杆大头按剖分面的方向可分为垂直于连杆中心线的平切口和相对于连杆中心线倾斜口和相对于连杆中心线倾斜30°-60°的斜切口两种。

的斜切口两种•斜切口连杆上必须采用可靠的定位措施斜切口连杆上必须采用可靠的定位措施,常用的定位方法有：常用的定位方法有：•(1) 止口定位，其优点是工艺简单，缺点是定位不大可靠，止口定位，其优点是工艺简单，缺点是定位不大可靠，对连杆盖止口向外变形或连杆大头止口向内变形均无法防对连杆盖止口向外变形或连杆大头止口向内变形均无法防止•(2) 套筒定位，是在连杆盖的每一个螺栓孔中压配一个刚套筒定位，是在连杆盖的每一个螺栓孔中压配一个刚度大而且剪切强度高的短套筒度大而且剪切强度高的短套筒•(3) 锯齿定位，其锯齿定位，其优点优点是锯齿接触面大，是锯齿接触面大，贴合紧密，定位可靠，结构紧凑贴合紧密，定位可靠，结构紧凑•缺点缺点是对齿距公差要求严格，否则连杆是对齿距公差要求严格，否则连杆盖装在连杆大头上时，中间会有个别齿盖装在连杆大头上时，中间会有个别齿脱空，不仅影响连杆组件的刚度，而且脱空，不仅影响连杆组件的刚度，而且连杆大头孔也会失圆如果能采用拉削连杆大头孔也会失圆如果能采用拉削工艺，保证齿距公差，则这种定位方式工艺，保证齿距公差，则这种定位方式还是较好的还是较好的连杆轴瓦连杆轴瓦•安装在连杆大头孔中的连杆安装在连杆大头孔中的连杆轴瓦是分成两半的滑动轴承，轴瓦是分成两半的滑动轴承，轴瓦是在厚轴瓦是在厚1-3mm的薄钢背的薄钢背内圆面上浇铸内圆面上浇铸0.3-0.7mm厚厚的减摩合金层的减摩合金层(如巴氏合金、如巴氏合金、铜铅合金、高锡铝合金等铜铅合金、高锡铝合金等)而成。

而成•V V形发动机左、右两侧对应的两个气缸形发动机左、右两侧对应的两个气缸的连杆是共同连接在一个曲柄销上的，的连杆是共同连接在一个曲柄销上的，它有三种形式：它有三种形式： •(1)(1)并列连杆式并列连杆式 相对应的左右两缸的连杆一前一后相对应的左右两缸的连杆一前一后地装在同一个曲柄销上地装在同一个曲柄销上(2) (2) 叉形连杆式叉形连杆式•左、右两个对应气缸的两个连杆左、右两个对应气缸的两个连杆中，一个连杆的大头做成叉形，中，一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连杆的厚度较小的片跨于另一个连杆的厚度较小的片形大头两端形大头两端•(3) (3) 主副连杆式主副连杆式•主连杆的大头直接安装在曲柄主连杆的大头直接安装在曲柄销全长上副连杆的大头与对销全长上副连杆的大头与对应的主连杆大头应的主连杆大头(或连杆盖或连杆盖)上的上的两个凸耳作铰链连接两个凸耳作铰链连接•连杆的功用：往复运动转变为旋转运动，传力；连杆的功用：往复运动转变为旋转运动，传力；•连杆的组成：连杆小头、杆身和连杆大头；连杆的组成：连杆小头、杆身和连杆大头；•连杆小头：压入减摩的青铜衬套，集油孔或集油槽；连杆小头：压入减摩的青铜衬套，集油孔或集油槽；•连杆大头：倾斜连杆大头：倾斜30°-60°的斜切口，连杆轴瓦；的斜切口，连杆轴瓦； 斜切口定位方法：止口定位，套筒定位，锯齿斜切口定位方法：止口定位，套筒定位，锯齿定位；定位；•V形发动机连杆布局三种形式：并列连杆式，叉形连杆式，形发动机连杆布局三种形式：并列连杆式，叉形连杆式，主副连杆式。

主副连杆式本讲小结本讲小结• 曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他具有不同作用的零曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他具有不同作用的零件和附件组成其零件和附件的种类和数量取决于发动机件和附件组成其零件和附件的种类和数量取决于发动机的结构和性能要求的结构和性能要求•典型的实例如下图所示典型的实例如下图所示 曲轴飞轮组  一、曲轴一、曲轴 •曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩线的力矩，并对外输出转矩•在发动机工作中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变在发动机工作中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚与扭转载荷为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好•曲轴主要由三部分组成：曲轴主要由三部分组成： ① ①曲轴的前端曲轴的前端(或称自由端或称自由端)轴轴1；； ② ②若干个由曲柄销若干个由曲柄销3、它左右两端的曲柄、它左右两端的曲柄4以及前以及前后两后两 个主轴颈个主轴颈2组成的曲拐；组成的曲拐； ③ ③曲轴的后端曲轴的后端(或称功率输出端或称功率输出端)凸缘凸缘6。

•曲轴的曲拐数取决于气缸的数目及其排列方式曲轴的曲拐数取决于气缸的数目及其排列方式• 多缸发动机的曲轴按曲拐之间连接方式不同，分为整体多缸发动机的曲轴按曲拐之间连接方式不同，分为整体式和组合式两类整体式曲轴的各个曲拐及前、后端都式和组合式两类整体式曲轴的各个曲拐及前、后端都做成一个整体，一般采用滑动轴承；组合式曲轴的各个做成一个整体，一般采用滑动轴承；组合式曲轴的各个曲拐分段加工，然后再利用连接件将各个曲拐连成一体，曲拐分段加工，然后再利用连接件将各个曲拐连成一体，一般采用滚动轴承，并且必须与隧道式气缸体配合使用一般采用滚动轴承，并且必须与隧道式气缸体配合使用 •从主轴颈经曲柄孔道输送来的机油就贮存在此空腔中，曲从主轴颈经曲柄孔道输送来的机油就贮存在此空腔中，曲柄销与轴瓦上钻有径向孔与此油腔相通有的结构中，在柄销与轴瓦上钻有径向孔与此油腔相通有的结构中，在此小孔内插入一个吸油管，管口位于油腔的中心此小孔内插入一个吸油管，管口位于油腔的中心•从右图中可以看到，第一和第四曲从右图中可以看到，第一和第四曲柄销的离心力柄销的离心力F1，和，和F4与第二和第与第二和第三曲柄销的离心力三曲柄销的离心力F2和和F3因大小相因大小相等、方向相反而互相平衡；等、方向相反而互相平衡；F1和和F2形成的力偶矩形成的力偶矩Ml-2与与F3和和F4形成的形成的力偶矩力偶矩M3-4也能互相平衡。

也能互相平衡•但两个力偶矩都给曲轴造成了弯曲但两个力偶矩都给曲轴造成了弯曲载荷曲轴若刚度不够就会产生弯载荷曲轴若刚度不够就会产生弯曲变形，引起主轴颈和轴承偏磨曲变形，引起主轴颈和轴承偏磨•为了减轻主轴承负荷为了减轻主轴承负荷,改善其工作条件，改善其工作条件，通常会采取哪写措通常会采取哪写措施？施？•一般都在曲柄的相反方向设置平衡重，（插入平衡重的一般都在曲柄的相反方向设置平衡重，（插入平衡重的 图）图）由图可见，平衡重所造成的弯矩可以同由图可见，平衡重所造成的弯矩可以同Ml-2和和M3-4造成造成的弯矩平衡有的发动机平衡重与曲柄是一体的有的则的弯矩平衡有的发动机平衡重与曲柄是一体的有的则单独制造并用螺钉安装在曲轴上单独制造并用螺钉安装在曲轴上二、曲轴扭转减振器二、曲轴扭转减振器 •曲轴是具有一定弹性和旋转质量的轴，即是一种扭转弹性曲轴是具有一定弹性和旋转质量的轴，即是一种扭转弹性系统，具有一定的固有频率在发动机工作过程中，曲轴系统，具有一定的固有频率在发动机工作过程中，曲轴上各曲拐承受转矩的大小是周期性变化的，而曲轴后端的上各曲拐承受转矩的大小是周期性变化的，而曲轴后端的飞轮具有很大的惯量，转速可以看成是均匀的，所以各曲飞轮具有很大的惯量，转速可以看成是均匀的，所以各曲拐相对于飞轮就会发生大小和方向作周期性变化的相对扭拐相对于飞轮就会发生大小和方向作周期性变化的相对扭转振动，也就是扭振。

转振动，也就是扭振•扭振时，曲轴前端的角振幅最大，如果扭振的频率与曲轴扭振时，曲轴前端的角振幅最大，如果扭振的频率与曲轴系统的固有频率相等或是它的某一倍数时，就会发生共振系统的固有频率相等或是它的某一倍数时，就会发生共振•为了消减曲轴的扭振应该采取哪些措施？为了消减曲轴的扭振应该采取哪些措施？•有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器•汽车发动机常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器，其工汽车发动机常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器，其工作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小从而使振幅逐渐减小•左图所示为发动机曲轴上装的左图所示为发动机曲轴上装的橡胶摩擦式扭转减振器其主橡胶摩擦式扭转减振器其主要缺点是对曲轴扭转振动的衰要缺点是对曲轴扭转振动的衰减作用不够强，而且橡胶由于减作用不够强，而且橡胶由于内摩擦发热升温而容易老化内摩擦发热升温而容易老化三、飞轮三、飞轮 •飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要功用是将在作功飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要功用是将在作功行程中传输给曲轴的一部分功储存起来，用以在其他行程行程中传输给曲轴的一部分功储存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷；此外，在结构上飞轮又往往用作能克服短时间的超载荷；此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系统中摩擦离合器的驱动件。

汽车传动系统中摩擦离合器的驱动件•飞轮外缘上压有一个齿圈，飞轮外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用供起动发动机用•飞轮上通常刻有第一缸发火飞轮上通常刻有第一缸发火定时记号，以便校准发火时定时记号，以便校准发火时间如图所示，解放间如图所示，解放CA6102型发动机发火定时记号是型发动机发火定时记号是 ，这个记号与飞轮壳上的刻，这个记号与飞轮壳上的刻线对正时，即表示线对正时，即表示1-6缸的活缸的活塞处在上止点位置塞处在上止点位置•曲轴飞轮组的组成：曲轴，飞轮，其他零件和附件；曲轴飞轮组的组成：曲轴，飞轮，其他零件和附件；•曲轴的曲轴的功用：功用：承受传力并输出转矩承受传力并输出转矩；；•曲轴的要求：足够的刚度和强度，耐磨；曲轴的要求：足够的刚度和强度，耐磨；•前端轴，曲拐（曲柄销、曲柄、主轴颈），后端凸缘；前端轴，曲拐（曲柄销、曲柄、主轴颈），后端凸缘；•多缸发动机的曲轴曲拐连接方式：整体式，组合式；多缸发动机的曲轴曲拐连接方式：整体式，组合式；•扭振扭振：：各曲拐相对于飞轮发生大小和方向作周期性变化的相各曲拐相对于飞轮发生大小和方向作周期性变化的相对扭转振动对扭转振动；；•扭转减振器的作用：消减曲轴的扭振；扭转减振器的作用：消减曲轴的扭振；•橡胶摩擦式扭转减振器；橡胶摩擦式扭转减振器；•飞轮的功用：储存功，输出功，保证旋转均匀，克服短时超飞轮的功用：储存功，输出功，保证旋转均匀，克服短时超载，起动发动机，第一缸发火定时记号。

载，起动发动机，第一缸发火定时记号本讲小结本讲小结。