第3章 发动机之曲柄连杆机构

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1、2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1 12022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2 2曲柄连杆机构的功用曲柄连杆机构的功用热能热能机械能机械能燃气压力燃气压力 转转 矩矩连杆连杆活塞活塞曲轴曲轴2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3 3曲柄连杆机构能量转换曲柄连杆机构能量转换热能热能 转变为转变为机械能机械能 向向工作工作机构机构 输出输出 机械能机械能2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院4 4曲柄连杆机构工作过程曲柄连杆

2、机构工作过程将活塞将活塞顶上的顶上的燃气燃气 压力压力 转变为转变为曲轴曲轴 转矩转矩2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院5 5曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构的组成1、机体组机体组 气缸体气缸体 曲轴箱曲轴箱 气缸套气缸套 气缸盖气缸盖 气缸垫气缸垫 油底壳等油底壳等2、活塞连杆组活塞连杆组 活塞活塞 活塞环活塞环 活塞销活塞销 连杆等连杆等 3、曲轴飞轮组曲轴飞轮组 曲轴曲轴 飞轮等飞轮等2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院6 62022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化

3、学院7 72022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院8 82022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院9 9 1. 机机体组的功用体组的功用 机体组是发动机的机体组是发动机的支架支架 是各机构与系统的装配是各机构与系统的装配机体机体 气缸盖密封气缸、形成燃烧室气缸盖密封气缸、形成燃烧室 机体与气缸盖内水套机体与气缸盖内水套冷却系统冷却系统 机体与气缸盖内油道机体与气缸盖内油道润滑系统润滑系统2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1010（1）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀

4、、）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀、适当冷却（以免损坏和变形）适当冷却（以免损坏和变形） 发动机中最大的零件发动机中最大的零件 承受承受拉、压、弯、扭拉、压、弯、扭等机械负荷等机械负荷 承受承受高温燃气高温燃气很大的热负荷很大的热负荷 发动机大部分零件发动机大部分零件安装安装在机体上在机体上 （2）力）力求结构紧凑、质量轻求结构紧凑、质量轻 尽量减小整机的尽量减小整机的重量（重量（发动机最大的零件）发动机最大的零件） 加强肋（减小质量、保证刚度与强度）加强肋（减小质量、保证刚度与强度） （3）机体材料）机体材料 一般高强度灰铸铁、铝合金一般高强度灰铸铁、铝合金 合金铸铁合金铸铁 机机体

5、工作条件、要求及材料体工作条件、要求及材料2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1111 气缸的排列方式气缸的排列方式（发动机形式）（发动机形式）直列式直列式 V型式型式 对置式对置式 2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1212气缸气缸W型式型式大众大众W12 由两个夹角为由两个夹角为15的的V6发动发动机，以机，以72的的夹角组成夹角组成 拥有拥有5.6升的升的排量排量 2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1313A8L6.0及其及其W12发动机发动机 2022

6、-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1414 气缸的结构气缸的结构形式（气缸套）形式（气缸套）（1）无气缸套式）无气缸套式优点：优点： 缩短气缸中心距，减小缩短气缸中心距，减小机体尺寸质量机体尺寸质量 机体刚度大、工艺性好机体刚度大、工艺性好 缺点：缺点： 耐磨合金铸铁耐磨合金铸铁 成本高成本高 无气缸套式铝合金缸体无气缸套式铝合金缸体 气缸表面镀铬，提高耐气缸表面镀铬，提高耐磨性磨性 2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1515干式缸套干式缸套 灰铸铁或铝合金缸体灰铸铁或铝合金缸体可卸干式缸套可卸干式缸套 （2）

7、干式缸套式）干式缸套式132022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1616（3）湿式缸套式）湿式缸套式普通铸铁或铝合金缸体普通铸铁或铝合金缸体AB环带：径向定位环带：径向定位 凸缘凸缘C：轴向定位：轴向定位 缸套缸套顶面略高于缸体平面：顶面略高于缸体平面：0.050.15mm 密封圈：下部密封圈：下部13道密封道密封圈圈ABC0.050.15592022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1717干、湿式缸套比较干、湿式缸套比较和冷却和冷却水直接水直接接触接触 与缸体与缸体配合较配合较松松 壁厚壁厚 59mm 不直接不

8、直接和冷却和冷却水接触水接触 与缸体与缸体紧配合紧配合 壁厚壁厚 13mm 缸套材料：合金铸铁或合金钢缸套材料：合金铸铁或合金钢2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院18182022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院19196. 水冷和风冷气缸体水冷和风冷气缸体（1）水冷气缸体）水冷气缸体利用利用水套水套中的中的冷却冷却水水流过流过高高温零件温零件的的周围带走周围带走多余多余热量热量2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2020缸体与缸体与 曲轴箱曲轴箱 分开铸分开铸 缸体

9、和缸缸体和缸盖铸有盖铸有 散热片散热片 如有风扇如有风扇可加强可加强 散热散热（2）风冷气缸体）风冷气缸体2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2121气缸盖气缸盖 1. 气缸盖的组成气缸盖的组成 密封气缸上部密封气缸上部形成燃烧室形成燃烧室 冷却水套冷却水套与缸体水套相通与缸体水套相通 设有设有进排气座、气门导管孔进排气座、气门导管孔 设有设有进排气通道进排气通道 汽油机汽油机缸盖：设有缸盖：设有火花塞座孔火花塞座孔 柴油机柴油机缸盖：设有缸盖：设有喷油器座孔喷油器座孔2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2

10、222气缸盖气缸盖气缸盖示意图气缸盖示意图气缸盖实物气缸盖实物2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院23235. 燃烧室燃烧室（1）燃烧室基本要求燃烧室基本要求 结构经凑：（表面积结构经凑：（表面积/ /容积）要小，减小容积）要小，减小热损失，提高热效率热损失，提高热效率 能增大进气门直径或进气道通道面积：增能增大进气门直径或进气道通道面积：增加进气量，提高发动机转矩和功率加进气量，提高发动机转矩和功率 能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提高能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提高混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧 汽油机燃

11、烧室：应保证火焰传播距离最短，汽油机燃烧室：应保证火焰传播距离最短，以防止发生不正常燃烧以防止发生不正常燃烧 柴油机燃烧室：应与燃油喷射、空气涡流柴油机燃烧室：应与燃油喷射、空气涡流运动进行良好配合运动进行良好配合2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2424（2）汽油机燃烧室汽油机燃烧室楔形楔形 盆形盆形 半球半球形形 2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2525（3）柴油机燃烧室柴油机燃烧室直喷式燃烧室直喷式燃烧室 形燃烧形燃烧室室球形燃烧球形燃烧室室2022-5-302022-5-30北京邮电大学自动化