【汽车知识】图解汽车的曲柄连杆机构,这次分析很彻底!

机体组



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机体组是发动机的主体骨架,是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部,并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外,气缸盖和机体内的水套、油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。

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气缸体的结构形式


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一般式气缸体:是指其下表面与发动机的曲轴轴线在同一平面上的气缸体。这种机体高度小、质量轻、加工方便,但与另外两种机体相比刚度较差。


龙门式气缸体:是指下表面下沉到曲轴轴线以下的气缸体,其下表面到曲轴轴线的距离称作龙门高度。这种气缸体刚度和强度较好,与油底壳之间的密封比较简单,但工艺性较差。


隧道式气缸体:是指主轴承孔不剖分的气缸体。它一般配有窄型滚动轴承,可以缩短气缸体长度,但必须采用滚动主轴承支承的组合式曲轴。隧道式气缸体的结构刚度更高,主轴承孔的同轴度好,但是由于大直径滚动轴承的圆周速度不能很大,而且滚动轴承价格较贵,因此限制了隧道式气缸体在高速发动机上的应用。

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汽油机气缸盖基本构造


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气缸盖的主要功用是密封气缸上部,与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室,并承受气缸内的气体压力。气缸盖是发动机中最复杂的单体零件之一。气缸盖上有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道等。汽油机的气缸盖还设有火花塞座孔,柴油机则设有安装喷油器的座孔。

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油底壳

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油底壳的主要功用是储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。油底壳形状由发动机的总体布置和机油的容量决定。为了增强油底壳内机油的散热效果,有些发动机还采用了铝合金铸造的油底壳,在油底壳的底部还铸有相应的散热肋片和稳油挡板。




活塞连杆组与曲轴飞轮组



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活塞通过连杆与曲轴主轴颈相连,在做功行程中活塞驱动曲轴旋转并对外输出动力,它们是发动机最主要的运动机件,也是将直线往复运动转化为旋转运动的机件。



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活塞连杆组

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活塞连杆组的功用是将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动,同时将作用在活塞顶部的燃烧压力转换为曲轴对外输出的转矩。它一般由活塞、活塞环、活塞销、连杆和轴瓦等机件组成。

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活 塞

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活塞的主要作用是承受气缸中气体作用力,并将此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。它的结构分为顶部、头部和裙部。活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室,头部用来安装活塞环,裙部主要用作运动导向。

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为了解决高转速发动机上活塞的机械负荷与热负荷大幅增加的问题,防止活塞头部温度过高,避免第一道环槽快速磨损,很多铝合金活塞在第一道环槽处镶有奥氏体铸铁耐热护圈。很多发动机还在其活塞头部设计有特定形状的机油振荡冷却通道,以实现机油内部冷却,从而降低活塞的热变形,延长活塞使用寿命。直喷汽油机活塞顶部为弧状的曲线形,喷油器对应的活塞凹坑的开口指向进气侧,火花塞布置在中间,空气进入气缸后形成逆滚流,将喷射的燃油和蒸发的燃油送到火花塞附近。在压缩行程中,逆滚流得到加强,以利于燃烧。

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来源:汽修邦

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发动机行业一直在探索曲轴颈使用滚动轴承的曲柄连杆机构,优点是摩擦阻力小,不容易烧瓦。这种结构需要采用组合式曲轴,缺点是刚度稍差,加工困难,轴承占用体积大,限制了使用范围。以前老的国产6135G柴油发动机就是采用滚动轴承曲柄连杆机构的发动机,我的本科毕业课题也是一台采用滚动轴承曲柄连杆机构的汽车用柴油发动机。 现在机械加工机床先进了,各种用途的滚动轴承也比以前丰富多了,应该对采用滚动轴承的曲柄连杆机构发动机的发展有促进作用。
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