工程機(jī)械發(fā)動機(jī)構(gòu)造之曲柄連桿機(jī)構(gòu)

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的主要機(jī)構(gòu)。是產(chǎn)生并輸出動力的機(jī)構(gòu)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述

在作功行程中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)把活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，對外輸出動力，而在其他三個(gè)行程中，即進(jìn)氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動。組成:缸體曲軸箱組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。曲柄連桿機(jī)構(gòu)缸體曲軸箱組缸體曲軸箱組由氣缸體、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊和曲軸箱等機(jī)件組成。

缸體曲軸箱組是發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)。缸體曲軸箱組缸體曲軸箱組一、氣缸體和曲軸箱１.氣缸體和上曲軸箱氣缸體和上曲軸箱通常鑄成一體，是發(fā)動機(jī)的主體骨架。WD615型柴油機(jī)氣缸體EQ6BT型發(fā)動機(jī)氣缸體

氣缸體的結(jié)構(gòu)型式：根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把氣缸體分為以下三種形式。平分式龍門式隧道式平分式(一般式)氣缸體：

油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差。龍門式氣缸體：

油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。隧道式氣缸體：

氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動軸承，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好；但其缺點(diǎn)是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。氣缸與氣缸壁氣缸為氣缸體內(nèi)中空的圓孔，其光滑的內(nèi)圓表面為氣缸壁。多缸發(fā)動機(jī)氣缸排列形式對置式V式直列式作用：增加氣缸的耐磨性，延長缸體的使用壽命。干式缸套：缸套外圓表面不直接與冷卻水接觸，壁厚一般為1～3mm。濕式缸套：缸套外圓表面直接與冷卻水接觸,壁厚一般為5～9mm。氣缸套分類：干式缸套和濕式缸套干式缸套濕式缸套

氣缸套

水套

水套是氣缸體內(nèi)鑄有可充滿冷卻液的空心夾層。冷卻液可在水套內(nèi)循環(huán)流動，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷卻。

2.下曲軸箱下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。下曲軸箱（油底殼）的結(jié)構(gòu)及作用作用：封閉氣缸上部，與活塞頂部、氣缸等構(gòu)成燃燒室。

二、氣缸蓋分類：整體式和分開式。

氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。水冷發(fā)動機(jī)的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。EQ6BT氣缸蓋WD615氣缸蓋

缸蓋上有進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，還有進(jìn)、排氣通道等。汽油機(jī)的氣缸蓋上有安裝火花塞的孔，而柴油機(jī)的氣缸蓋上有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上還有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。氣缸蓋螺栓的緊定原則

擰緊時(shí)，必須按一定的順序以規(guī)定的扭矩進(jìn)行，一般由中間對稱底向四周分多次均勻擰緊。

三、氣缸墊作用：防止漏氣和漏水。安裝在氣缸體與氣缸蓋之間。

氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封。同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮——棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，由于銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時(shí)較之石棉不易變形。有的發(fā)動機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。汽車發(fā)動機(jī)一般是通過上曲軸箱(或正時(shí)齒輪室)和飛輪殼(或變速箱)將其前后端固定在車架上。懸置的方式有三點(diǎn)或四點(diǎn)彈性懸置，彈性懸置可以減輕由于道路不平所造成的沖擊震動和車架的變形。EQ6BT采用四點(diǎn)懸置系統(tǒng)，前后各為兩點(diǎn)懸置，前懸置采用傾斜Ｖ型對稱布置。汽油機(jī)多采用三點(diǎn)彈性支承。四、發(fā)動機(jī)的懸置組成：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等組成。活塞連桿組

作用：將燃燒過程中獲得的動力傳遞給曲軸。

活塞連桿組工作情況一、活塞

作用:承受燃燒氣體的作用力，并將這個(gè)力通過活塞銷傳給連桿，活塞頂部是燃燒室的組成部分。

結(jié)構(gòu):

由頂部、頭部和裙部三部分組成?；钊?.活塞頂部

活塞頂是燃燒室的組成部分，直接承受燃燒氣體的壓力。

平頂活塞頂部是一個(gè)平面，結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,受熱面積小，頂部應(yīng)力分布較為均勻，一般用在汽油機(jī)上，柴油機(jī)很少采用。

凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過程，二行程汽油機(jī)常采用凸頂活塞。

凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒,有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。

活塞上部開有活塞環(huán)槽的部位稱活塞頭部。用于密封氣缸；傳遞熱量；承受氣體壓力并傳給連桿。上面的2-3道環(huán)槽安裝氣環(huán)，下面的1-2道環(huán)槽安裝油環(huán)。2.活塞頭部3.活塞裙部

活塞頭部以下部分稱為活塞裙部，用于引導(dǎo)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，并承受側(cè)壓力。活塞裙部變形

熱變形：銷座附近金屬堆積，受熱后熱膨脹量大。

機(jī)械變形：燃?xì)鈮毫ψ饔迷诨钊斏?，?dǎo)致銷座彎曲變形，裙部擠壓變形。保證活塞與氣缸壁均勻間隙的結(jié)構(gòu)措施：1.將裙部制成橢圓形。3.沿裙部高度方向制成梯形或圓錐形。2.裙部開隔熱槽和膨脹槽。4.在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。5.活塞銷偏置。將裙部制成橢圓形

在加工時(shí)預(yù)先把活塞裙部做成橢圓形狀。橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。裙部開隔熱槽和膨脹槽

為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽；為了補(bǔ)償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。槽的形狀有“T”形或“Π”形槽。沿裙部高度方向制成圓錐形

活塞沿高度方向的溫度不均勻，活塞上部的溫度高且膨脹量也大。為了使工作時(shí)的活塞上下直徑趨于相等,就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片

為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。由于恒范鋼的膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，牽制了裙部的熱膨脹變形量?；钊N偏置

活塞銷孔中心線偏離活塞中心線平面，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1～2mm。這樣可使活塞從壓縮行程到作功行程減小敲缸。點(diǎn)擊右鍵選擇播放二、活塞環(huán)活塞環(huán)分氣環(huán)和油環(huán)兩種。

氣環(huán)的作用，是保證活塞與氣缸壁的密封，防止氣體漏入曲軸箱；將活塞頂部的大部分熱量傳給氣缸壁。

氣環(huán)開有切口具有彈性，在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，被封閉的氣體進(jìn)入了環(huán)與環(huán)槽的空隙，一方面把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封面，同時(shí)，作用在環(huán)背的氣體壓力又加強(qiáng)了第一密封面的密封作用。氣環(huán)的斷面形狀如下：

刮去氣缸壁上過多的機(jī)油，防止大量機(jī)油進(jìn)入燃燒室。油環(huán)的作用

普通油環(huán)又叫整體式油環(huán)。環(huán)的外圓柱面中間加工有凹槽，槽中鉆有小孔或開切槽，當(dāng)活塞向下運(yùn)動時(shí)，將缸壁上多余的機(jī)油刮下，通過小孔或切槽流回曲軸箱；當(dāng)活塞上行時(shí)，刮下的機(jī)油仍通過回油孔流回曲軸箱。有些普通環(huán)還在其外側(cè)上邊制有倒角，使環(huán)在隨活塞上行時(shí)形成油楔，可起均布潤滑油的作用，下行刮油能力強(qiáng)，減少了潤滑油的上竄。

組合式油環(huán)由上下兩片側(cè)軌環(huán)與中間的擴(kuò)脹器組成，側(cè)軌環(huán)用鍍鉻鋼片制成，擴(kuò)脹器的周邊比氣缸內(nèi)圓周略大一些，可裝側(cè)軌環(huán)緊緊壓向氣缸壁。這種油環(huán)的接觸壓力高，對氣缸壁面適應(yīng)性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明顯。右側(cè)所示的組合環(huán)由三個(gè)刮油鋼片和兩個(gè)彈性襯環(huán)組成，它具有上述組合環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。近年來汽車發(fā)動機(jī)上越來越多地采用了組合式油環(huán)。它的缺點(diǎn)主要是制造成本高。油環(huán)的刮油作用

油環(huán)的外圓柱面中間加工有凹槽，槽中鉆有小孔或開切槽，當(dāng)活塞向下運(yùn)動時(shí)，將缸壁上多余的機(jī)油刮下，通過小孔或切槽流回曲軸箱；當(dāng)活塞上行時(shí)，刮下的機(jī)油仍通過回油孔流回曲軸箱。有些普通環(huán)還在其外側(cè)上邊制有倒角，使環(huán)在隨活塞上行時(shí)形成油楔，可起均布潤滑油的作用，下行刮油能力強(qiáng)，減少了潤滑油的上竄。端隙：活塞環(huán)兩端頭開口間隙。側(cè)隙：環(huán)與環(huán)槽上下方向的間隙背隙：環(huán)與環(huán)槽底部的間隙?；钊h(huán)三隙：端隙、側(cè)隙、背隙油環(huán)的安裝各道活塞環(huán)的開口位置活塞環(huán)的安裝記號活塞環(huán)介紹三、活塞銷作用:將活塞和連桿連接起來，并把活塞承受的力傳給連桿?；钊N與活塞、連桿之間的連接方式四、連桿作用:

連接活塞與曲軸，將活塞承受的力傳給曲軸，將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。1、連桿小頭2、連桿身3、連桿大頭結(jié)構(gòu):

由連桿小頭、桿身和連桿大頭組成。

連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開式兩種。一般都采用分開式，分開式又分為平分和斜分兩種。斜切口連桿大頭的定位方式：

套筒定位

止口定位鋸齒定位斜切口連桿１.鋼背2.油槽3.定位凸鍵4.減摩合金

連桿軸瓦：為了減小摩擦阻力和磨損，連桿大頭孔內(nèi)裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個(gè)半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金層。曲軸飛輪組

曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、正時(shí)齒輪、皮帶盤和扭轉(zhuǎn)減振器等機(jī)件組成。曲軸飛輪組的組成一、曲軸

作用：將連桿傳來的力變?yōu)樾D(zhuǎn)的扭矩輸出，同時(shí)通過連桿推動各缸活塞，完成進(jìn)氣、壓縮和排氣工作，并驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置。

組成:主軸頸、連桿軸頸、曲軸臂、平衡鐵、前端軸、飛輪結(jié)合盤。

主軸頸

連桿軸頸曲軸臂

平衡鐵曲軸前端曲軸后端曲軸的結(jié)構(gòu)與組成

分整體式曲軸和組合式曲軸。

分全支承和非全支承。支承方式：結(jié)構(gòu)形式：整體式曲軸軸承

主軸承（包括連桿軸承）由上、下兩片組成。上軸瓦制有潤滑曲軸的油槽和油孔。

軸瓦的自由彈勢和軸瓦的過盈軸瓦的緊固軸承及其作用二、扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器安裝在曲軸前端。作用：降低扭振振幅和把曲軸共振轉(zhuǎn)速推向更高，使內(nèi)燃機(jī)在常用轉(zhuǎn)速區(qū)工作時(shí)比較平穩(wěn)。型式：橡膠扭轉(zhuǎn)式、摩擦片式和硅油粘液式減振器。

橡膠扭轉(zhuǎn)式減振器：轉(zhuǎn)動慣量較大的慣性盤與薄鋼片制成的減振器圓盤都同橡膠墊硫化粘結(jié)，減振器圓盤轂部用螺栓固裝于曲軸前端的風(fēng)扇帶輪上，與曲軸前端螺栓固緊。橡膠墊的扭轉(zhuǎn)變形使得慣性盤與圓盤有了相對角振動，且消耗了扭轉(zhuǎn)振動能量，振幅減小。

為了限制曲軸的軸向移動，在結(jié)構(gòu)上必須裝有軸向定位裝置，即單面澆有軸承合金的墊圈或翻邊軸瓦。

曲軸后端的止推軸承三、曲軸的軸向限位裝置及油封

曲軸前、后端的封油：

常用的防漏裝置有甩油盤、填料油封、自緊油封和回油螺紋等。一般發(fā)動機(jī)都采用復(fù)合式防漏裝置，由甩油盤與其它一至二種防漏裝置組成。曲軸前端甩油盤的外斜面應(yīng)朝外。

回油螺紋的螺旋方向應(yīng)為右旋。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油也被帶動旋轉(zhuǎn)而受摩