文档介绍：曲柄连杆机构
作用:将燃料燃烧的热能转换为机械能,将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并将能量传输出去。
本章主要内容:
1、曲柄连杆机构的受力及运动分析
2、机体组
3、活塞连杆组
4、曲轴飞轮组
第一节曲柄连杆机构的受力及运动分析
一、运动分析
活塞组、连杆小头:上下往复运动;
连杆大头、杆身、连杆盖:主要做左右摆动,同时伴有上下往复运动;
曲轴、飞轮:主要做旋转运动。
以上各零部件均是做变速运动、周期性的。
二、受力种类及受力分析
1)     气体作用力(主要)
(1)作功行程
Fp分解为Fp1 和Fp2:
Fp2:垂直于缸壁,使活塞与缸壁之间产生侧压力。
Fp1:沿着连杆方向,作用在曲柄销上。
Fp1 继续分解为:
Fr:沿着曲柄方向。
Fs:为曲柄垂直方向,对曲轴产生一有用力矩:
T=S*R
(2)压缩行程
Fp'分解为Fp’1 和Fp’2:
Fp’2:垂直于缸壁,使活塞与缸壁之间产生侧压力。
Fp’1:沿着连杆方向,作用在曲柄销上。
Fp’1 :继续分解为:
Fr’:沿着曲柄方向。
Fs’:为曲柄垂直方向,对曲轴产生一阻力矩。
2)     惯性力(主要)
(1)往复惯性力
1)活塞从上止点到下止点:
前半行程:加速度方向向下,往复惯性力方向向上。
后半行程:加速度方向向上,往复惯性力方向向下。
2)活塞从下止点到上止点:
前半行程:加速度方向向上,往复惯性力方向向下。
后半行程:加速度方向向下,往复惯性力方向向上。
往复惯性力使发动机产生上下震动。
(2)离心力
Fcy:始终与往复惯性力的方向一致,加剧了发动机的上下震动。
Fcx:使发动机产生水平方向的震动。
3)     摩擦力和其它(因为较小,故分析时忽略)
第二节机体组
一、气缸体-曲轴箱(水冷、风冷)
1、气缸体-曲轴箱结构形式
1)一般式气缸体:曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面上。加工简单容易。如492QA发动机的气缸体。
2)龙门式气缸体:曲轴轴线与气缸体下表面不在同一平面上。工艺性差,刚度、强度较好。如6102发动机的气缸体。
3)隧道式气缸体:为了安装滚动轴承,曲轴座孔加工成隧道式,曲轴为组合式曲轴。结构刚度最好。如6135发动机。
2、工作条件和材料
1)气缸工作条件:
气缸受到高温、高压的冲击;受到腐蚀;活塞在气缸里作高速运动而受到磨损等。
2)材料:优质合金铸铁。
但是为了降低成本,通常是机体用灰铸铁,气缸孔用优质合金铸铁,而采用气缸套。
3、气缸套
1)干式气缸套
外表面不直接与冷却水接触;壁厚1~3mm;外表面加工精度高,与气缸孔配合紧密,不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油机上或不用。
2)湿式气缸套
外表面直接与冷却水直接接触;壁厚5~9mm;外表面加工较粗糙;设置有漏水密封装置;冷却效果优于干式;刚性差;多用于车用柴油机上。
二、气缸盖
1、作用
封闭气缸上部;与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室;是配气机构的多数零件的安装机体。
2、工作条件和材料
1)工作条件:受到高温、高压的冲击;受到腐蚀作用。
2)材料:灰铸铁、合金铸铁、铝合金(汽油机用)