挖掘机理论知识！发动机.曲轴连杆机构

2025-04-01 汽车知识

【摘要】：(一)曲轴连杆机构曲柄连杆机构的功用，是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。曲柄连杆机构的主要零件可以分成三组：机体组、活塞连杆组

(一)曲轴连杆机构

曲柄连杆机构的功用，是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。曲柄连杆机构的主要零件可以分成三组：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。

1.机体组

机体组由气缸体、气缸盖、气缸衬垫和油底壳等机件组成。

(1)气缸体

气缸体是发动机所有零件的装配基体，应具有足够的刚度和强度，一般用优质灰铸铁制成，气缸体上半部有一个或若千个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸。下半部为支承曲轴的轴箱，其内腔为曲轴运动的空间，见图2.1-15。

图2.1－15气缸套

为了提高气缸表面的耐磨性，广泛采用镶入缸体内的气缸套，形成气缸工作表面。气缸套用合金铸铁或合金钢制造，延长其使用寿命。气缸套有干式和湿式两种。干缸套不直接与冷却水接触，壁厚度一般为1~3m。湿缸套则与冷却水直接接触，壁厚一般为5~9mm,通常装有1~3道橡胶密封圈来封水，防止水套中的冷却水漏入曲轴箱内。

(2)气缸盖

气缸盖的主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖内部有冷却水套，用来冷却燃烧室等高温部分。气缸盖上应有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道等。汽油机气缸盖还设有火花塞座孔，而柴油机则设有安装喷油器的座孔。见图2.1-16。

图2.1－16气缸套

(3)气缸衬垫

气缸盖与气缸体之间置有气缸衬垫，以保证燃烧室的密封。一般用石棉中间夹有金属丝或金属屑，外覆铜皮或钢皮制成。近年来，国内正在试验采用膨胀石墨作为衬垫的材料。

(4)油底壳

油底壳的主要功用是贮存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成。油底壳底部装有放油塞。有的放油塞是磁性的，能吸集机油中的金属屑，以减少发动机零件的磨损。

2.活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成，见图2.1-17。

图2.1－17发动机活塞连杆组

(1)活塞

活塞的主要功能是承受气缸中气体压力所造成的作用力。并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞顶部还与气缸盖气缸壁共同组成燃烧室，见图2.1-18。

图2.1－18活塞

目前广泛采用的活塞材料是铝合金。

活塞的基本构造可分顶部、头部和裙部三部分，见图2.1-19

图2.1－19活塞结构剖示图

(2)活塞环

活塞环分为气环和油环。气环的作用是保证活塞与气缸臂间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时将活塞顶部的热量传导给气缸壁，再由冷却水或空气带走。油环的作用是刮去气缸壁上多余的机油，在气缸壁上均匀地形成一层机油膜，既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减少活塞、活塞环与气缸壁间的磨损。

(3)活塞销

活塞销的功能是联结活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销一般用低碳或低碳合金钢制造。

(4)连杆

连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，从而使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，见图2.1-20。

图2.1－20连杆

连杆由小头、杆身和大头三部分组成。

连杆大头的两个半圆件的切口可分为平切口和斜切口两种。汽油机连杆大头尺寸都小于气缸直径，可能采用平切口。柴油机的连杆由于受力较大，大头尺寸往往超过气缸直径。为使连杆大头能通过气缸，一般采用斜切口。

3.曲轴飞轮组

曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附件组成。

(1)曲轴

曲轴的功用是把连杆传来的推力转变成旋转的扭力，经飞轮再传给传动装置，同时还带动凸轮轴、风扇、水泵、发电机等附件工作。为了保证可靠工作，曲轴具有足够的刚度和强度，各工作面要耐磨而且润滑良好。见图2.1-21。

图2.1－21曲轴

曲轴的组成：

①主轴颈－－用来支承曲轴，主轴颈用轴承（主轴瓦、俗称大瓦）安装在气缸体的主轴承座上。

②连杆轴颈－－又称曲柄销，与连杆大头相连。由一个连杆轴颈和它两端的曲柄以及前后两个主轴构成一个曲拐。

③平衡重－－平衡重的功用是平衡由连杆轴颈、曲柄等回转零件所引起的离心力。

④前端轴－－曲轴前端装有正时齿轮，驱动风扇和水泵的皮带盘，前油封和挡油圈以及起动爪等。

⑤后端突缘－－后端突缘上安装飞轮。

多缸发动机各曲拐的布置，取决于气缸数、气缸排列形式和发动机的工作顺序（也叫发火次序)。在安排发动机的发火次序时，力求作功间隔均匀，各缸发火的间隔时间最好相等。对于四冲程发动机来说，发火间隔角为720°/缸数，即曲轴每转720°/缸数时，就应用一缸作功，以保证发动机运转平稳。

四冲程直列四缸发动机发火次序一发火间隔角为720°/4=180°，其曲拐布置如图2.1-22 所示。四个曲拐布置在同一平面内。

图2.1－22直列四缸发动机的曲拐布置

四冲程直列六缸发动机的发火次序，因缸数为6，所以发火间隔角为720°/6=120°，六个曲拐布置的三个平面内，各平面夹角为120°。通常的发火次序为1-5-3-6-2-4。

(2)飞轮

飞轮是一个转动惯性很大的圆盘，主要功能是将作功行程中曲轴所得到的一部分能量贮存起来，用以克服进、排气和压缩三个辅助行程的阻力，使发动机运转平稳，并提高发动机短时期超负荷工作能力，使机动车容易起步。此外，飞轮还是离合器的组成部件。

飞轮多采用灰铸铁铸造。在飞轮的外圆上压装有起动齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。飞轮上通常刻有第一缸发火正时的记号，以便校准发火时间。

飞轮

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