文档介绍：学习目标:
1、掌握曲柄连杆机构的作用和组成。
2、了解曲柄连杆机构的受力分析。
3、掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系。
4、掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法。
5、能进行曲柄连杆机构的装配与调整。
第2章曲柄连杆机构的构造与检修
曲柄连杆机构是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩,使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。
曲柄连杆机构由三部分组成,。
概述
曲柄连杆机构的作用和组成
1、机体组
主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动件。
2、活塞连杆组
主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件。
3、曲轴飞轮组
主要包括曲轴、飞轮等机件。
在发动机工作过程中,燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上,推动活塞作往复直线运动,经活塞销、连杆和曲轴,将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。发动机产生的动力,大部分经曲轴后端的飞轮输出,还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。
概述
曲柄连杆机构的作用和组成
1、气体作用力
在作功行程中,气体压力是推动活塞向下运动的力,燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部,)所示。活塞所受总压力为FP,它传到活塞销上可分解为FP1和FP2。分力FP1通过活塞传给连杆,并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。FP1还可分解为两个分力R和S。沿曲柄方向的分力R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力;与曲柄垂直的分力S除了使主轴颈与主轴承间产生压紧力外,还对曲轴形成转矩T,推动曲轴旋转。FP2把活塞压向气缸壁,形成活塞与缸壁间的侧压力,有使机体翻倒的趋势,故机体下部的两侧应支撑在车架上。
概述
曲柄连杆机构受力分析
在压缩行程中,气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶部的气体压力FPˊ也可分解为两个分力FP1ˊ和FP2ˊ,)所示。而FP1ˊ又分解为Rˊ和Sˊ两个分力。Rˊ使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力;Sˊ对曲轴造成一个旋转阻力矩Tˊ,企图阻止曲轴旋转。而FP2ˊ则将活塞压向气缸的另一侧壁。
在发动机工作循环的任何工作行程中,气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的,再加上连杆的左右摇摆,因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支撑表面上的压力和作用点不断变化,造成各处磨损不均匀。
概述
曲柄连杆机构受力分析
2、往复惯性力
往复运动的物体,当运动速度变化时,将产生往复惯性力。曲柄连杆机构中的活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线运动,其速度很高且数值变化,当活塞从上止点向下止点运动时,速度变化规律是:从零开始,逐渐增大,临近中间达最大值,然后又逐渐减小至零。即前半行程是加速运动,惯性力向上,以Fj表示,)所示。后半行程是减速运动,惯性力向下,以Fjˊ表示,)所示。同理,当活塞向上运动时,前半行程是加速运动,惯性力向下,后半行程是减速运动,惯性力向上。
惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷,加快轴承磨损;未被平衡的变化的惯性力传到气缸体后,还会引起发动机振动。
概述
曲柄连杆机构受力分析
3、离心力
物体绕某一中心作旋转运动时,就会产生离心力。在曲柄连杆机构中,偏离曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时,将产生离心力Fc,其方向沿曲柄向外,。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致的,因而加剧了发动机的上、下振动。而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向的振动。此外,离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又一附加载荷,增加了它们的变形和磨损。
4、摩擦力
任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。在曲柄连杆机构中,活塞、活塞环、气缸壁之间;曲轴、连杆轴承与轴颈之间都存在摩擦力,它是造成零件配合表面磨损的根源。
上述各种力作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上,使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为保证发动机工作可靠,减少磨损,在结构上应采取相应措施。
概述
曲柄连杆机构受力分析
1、气缸体与曲轴箱
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体,并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。水冷式发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一体,简称气缸体,。
气缸体上半部有若干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上曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制有主轴承座孔,有的发动机还制有凸轮轴轴承座孔。为了这