机体组与曲柄连杆机构

2023-06-19 10:06 综合百科 0阅读 投稿:小七

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机体组与曲柄连杆机构图1

  • 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

机体组与曲柄连杆机构图2

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:

机体组与曲柄连杆机构图3


  • 机体组

机体组与曲柄连杆机构图4

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

机体组与曲柄连杆机构图5

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

机体组与曲柄连杆机构图6

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

机体组与曲柄连杆机构图7


机体组与曲柄连杆机构图8

直列式发动机实物图

机体组与曲柄连杆机构图9

V型发动机实物图

机体组与曲柄连杆机构图10

水平对置式发动机实物图

机体组与曲柄连杆机构图11

直列式发动机工作图

机体组与曲柄连杆机构图12

V型发动机工作图

机体组与曲柄连杆机构图13

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

机体组与曲柄连杆机构图14

机体组与曲柄连杆机构图15

机体组与曲柄连杆机构图16

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

机体组与曲柄连杆机构图17

机体组与曲柄连杆机构图18

机体组与曲柄连杆机构图19

机体组与曲柄连杆机构图20

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

机体组与曲柄连杆机构图21

(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

机体组与曲柄连杆机构图22

丰田5A发动机气缸盖拆装:

机体组与曲柄连杆机构图23

汽缸盖的拆卸顺序

机体组与曲柄连杆机构图24

汽缸盖的安装顺序

3.气缸垫

(1)作用:密封气缸

机体组与曲柄连杆机构图25

汽缸垫

(2)结构形式:

金属-石棉垫

金属-复合式

全金属垫

机体组与曲柄连杆机构图26

五、汽油机燃烧室

机体组与曲柄连杆机构图27

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

机体组与曲柄连杆机构图28

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

机体组与曲柄连杆机构图29

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

机体组与曲柄连杆机构图30

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

机体组与曲柄连杆机构图31

七、油底壳

机体组与曲柄连杆机构图32

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

机体组与曲柄连杆机构图33

  • 曲柄连杆机构

a.作用:将气体力传给曲轴

机体组与曲柄连杆机构图34

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


(一) 活塞

机体组与曲柄连杆机构图35

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

机体组与曲柄连杆机构图36

4. 活塞的构造

分为:顶部、头部、裙部

机体组与曲柄连杆机构图37

(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

机体组与曲柄连杆机构图38

(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

机体组与曲柄连杆机构图39

机体组与曲柄连杆机构图40

(3)裙部—导向、传力、承受侧压力

机体组与曲柄连杆机构图41

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

机体组与曲柄连杆机构图42

(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

机体组与曲柄连杆机构图43

(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

机体组与曲柄连杆机构图44

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

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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

机体组与曲柄连杆机构图46

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

机体组与曲柄连杆机构图47

机体组与曲柄连杆机构图48

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

机体组与曲柄连杆机构图49

(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

机体组与曲柄连杆机构图50

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

机体组与曲柄连杆机构图51

机体组与曲柄连杆机构图52

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

机体组与曲柄连杆机构图53

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

机体组与曲柄连杆机构图54

(三) 活塞销

机体组与曲柄连杆机构图55

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)

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(四) 连杆

机体组与曲柄连杆机构图57

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

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机体组与曲柄连杆机构图59

机体组与曲柄连杆机构图60

  • 曲轴飞轮组

机体组与曲柄连杆机构图61

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

机体组与曲柄连杆机构图62

(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

机体组与曲柄连杆机构图63

机体组与曲柄连杆机构图64

机体组与曲柄连杆机构图65

机体组与曲柄连杆机构图66

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

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机体组与曲柄连杆机构图68

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

机体组与曲柄连杆机构图69

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


四缸机:

工作间隔角7200/4=1800

工作顺序:

1—3—4—2

机体组与曲柄连杆机构图70

机体组与曲柄连杆机构图71

六缸机:

工作间隔角7200/6=1200

工作顺序:

1—5—3—6—2—4

机体组与曲柄连杆机构图72

机体组与曲柄连杆机构图73

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

机体组与曲柄连杆机构图74

2.组合翻边止推垫圈

EQ6100Q—1

第四道主轴颈

依维柯

机体组与曲柄连杆机构图75

二、扭转减振器

机体组与曲柄连杆机构图76

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)

机体组与曲柄连杆机构图77

三、飞轮

机体组与曲柄连杆机构图78

(一)作用

1 .储存做功行程中的能量,克服非做功行程中的阻力,使曲轴旋转均匀

2 .启动发动机

(二)安装

1.不对称螺栓布置

2.定位销

3.导颈螺栓

机体组与曲柄连杆机构图79

(三)点火正时记号

1.CA6102Q

飞轮上的正时记号与飞轮壳检视孔旁的刻线对正

机体组与曲柄连杆机构图80

2.BJ492Q

皮带盘上缺口与缸体上指针对正

依维柯发动机

机体组与曲柄连杆机构图81

机体组与曲柄连杆机构图82

四 、曲轴轴承

机体组与曲柄连杆机构图83

机体组与曲柄连杆机构图84

五、平衡轴系统

功用:平衡曲柄连杆机构惯性力,减轻发动机振动。

组成:平衡轴、轴承、传动装置等。

类型:单平衡轴和双平衡轴两种。

机体组与曲柄连杆机构图85

单平衡轴系统

机体组与曲柄连杆机构图86

双平衡轴系统

机体组与曲柄连杆机构图87

坚持做一件事情或学问,需要耐心,我们受外物的影响与诱惑,很难在一件事情上坚持很久,所以能耐也很有限。学校学习的优势是在于它传授知识体系的系统化、整体化,这是我们通过外界或自行学习所欠缺的。

人的这一生与行为就像天上运行的太阳,每天周而复始,单调、重复着同一件事情,不要感觉无聊和无意义,因为每天的活动虽是相同,但遇见的景色却是不一样的,同时,你也要有这种觉悟:日有艳阳高照的时候,也有日暮西山的情况,这就是人生的规律,前半程努力发光、发热传播、传承知识、文化,后半程不是体现知识的魅力而是积累的经验产生的美。好好完善自己吧!

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