汽车发动机的构造与维修第二电子演示文稿曲柄连杆机构构造与维修.pptx
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1、曲柄连杆机构图请点击图片观看该图片对应的教学动画第1页/共94页2.1 2.1 曲柄连杆机构概述一、功用:n 把热能转换成机械能,活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。n 活塞上的气压力经连杆传给曲轴,对外输出功率。二、工作条件:n 热负荷n 机械负荷n 发动机的最高压力为59MPa,轿车转速为40006000r/min,惯性力与气压力相当。第2页/共94页活塞在上、下止点位置时速度为零,加速度最大。活塞在行程中的速度是变化的,从上止点往下止点运动时,上半行程是加速运动,后半行程是减速运动。同理,下半行程到上半行程也如此。三、曲柄连杆机构的运动2.1 2.1 曲柄连杆机构概述第3页/共94页四、
2、曲柄连杆机构的受力分析2.1 2.1 曲柄连杆机构概述受力类型:气压力、惯性力、摩擦力。1.气压力:工作循环中,气缸气体压力不断变化作用于活塞。第4页/共94页 气压力分析图请点击图片观看该图片对应的教学动画第5页/共94页2.1 曲柄连杆机构概述2.往复惯性力和离心惯性力:曲柄连杆机构运动速度大小和方向是不断变化的,从而产生惯性力。惯性力可分解为往复惯性力与离心惯性力。(1)往复惯性力:n 指活塞组件和连杆小端在气缸内作往复运动所产生的惯性力,用Fj表示。n Fj与质量、加速度成正比,方向与加速度方向相反。(2)离心惯性力:n 指曲柄,连杆轴颈,连杆大端等围绕曲轴轴线作圆周运动产生的离心惯性
3、力。第6页/共94页请点击图片观看该图片对应的教学动画往复惯性力和离心力作用示意图第7页/共94页2.1 曲柄连杆机构概述3.摩擦力:n 曲柄连杆机构中互相接触表面作相对运动时,存在摩擦力。n 摩擦力大小与摩擦系数、正压力有关,方向与活塞运动方向相反。第8页/共94页一、作用、工作条件与要求:1.1.作用承受气体压力所造成的作用力,并将此力通过活塞传给连杆,以推动曲轴旋转。活塞顶部与气缸盖,气缸壁共同组成燃烧室。2.2.工作条件高温高压承受呈周期性变化的气压力和惯性力2.2 活塞连杆组构造和维修活塞第9页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修3.要求n要有足够的强度和刚度n质量要尽量小,保持较
4、小惯性力n热膨胀系数要小n导热性要好n耐磨n和气缸壁间要保持最小的间隙第10页/共94页活塞连杆组的组成图第11页/共94页 活塞的基本结构图第12页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修二、材料n 现代汽车发动机广泛采用的活塞材料是铝合金,个别汽车的柴油机用高级铸铁或耐热钢制造活塞。三、组成n 头部(顶部与环槽部)n 裙部n 活塞销座第13页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修四、活塞的结构1.活塞顶部形状n 汽油机:平顶、凹顶、凸顶。n 柴油机常用形状:凹坑。2.环槽部n 活塞的环槽部切有若干环槽、用以安装活塞环、是活塞的防漏部分。n 活塞顶部的环槽装有压缩环(气环),一般为23道;下面
5、的环槽装有油环12道。第14页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修3.裙部n 活塞运动导向n 承受侧压力4.活塞销座n 将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆第15页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修五、活塞的变形及相应结构措施1.活塞和气缸之间必须保持一定的间隙n 导向作用的间隙尤为严格;n 间隙过小,将会因活塞膨胀而拉缸,卡死等现象;n 间隙过大,将出现敲缸,窜气,泵油等故障。2.变形主要原因:热膨胀第16页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修3.采取措施n 活塞加工成冷态下其裙部断面为长轴垂直与活塞销方向的椭圆n 活塞将销座附近的裙部外表制成下陷0.51.0mmn 油冷活塞n 偏置
6、销座等第17页/共94页请点击图片观看该图片对应的教学动画活塞销偏置图第18页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修六、活塞的安装方向 活塞顶面上有方向标记:如箭头,缺口等,安装须注意。第19页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修活塞环一、分类与功用1.分类:n 油环n 气环2.气环功用:n 保证活塞与气缸壁的密封n 防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱n 将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁由冷却水或空气带走3.油环的作用:n 刮除气缸壁多余机油,铺涂均匀油膜,防止机油串入气缸燃烧n 减少活塞和活塞环与气缸的磨损第20页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修二、活塞环的间隙n 开口间隙n
7、 侧隙n 背隙第21页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修三、活塞环的安装n 三道活塞环:各环错开120n 四道活塞环:一道和二道互错开180 二道和三道互错开90 三道和四道错开180第22页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修四、气环的密封原理1.漏气路线:n 环面和气缸壁间n 环与环槽的面间n 开口端隙处2.第一密封面:n 自由状态下活塞环大于缸径,装入气缸后产生一定弹力与缸壁压紧,第一密封面建立。3.第二密封面:n 在作功和压缩行程中,气体压力使活塞环紧压在环槽的下侧,形成第二密封面。第23页/共94页请点击图片观看该图片对应的教学动画气环密封图第24页/共94页请点击图片观看该图
8、片对应的教学动画2.2 活塞连杆组构造和维修五、活塞环的泵油作用泵油图第25页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修六、气环的类型n 矩形环n 锥形环n 扭曲环n 梯形环n 桶面环七、扭曲环的安装n 内圆切槽向上,外圆切槽向下。n 内上切口一般装于第一道环槽,外切口装于背压力较小的第二、三环槽,不可装反。第26页/共94页活塞环类型图第27页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修活塞销一、功用n 连接活塞和连杆小端,将活塞承受的气压力传给连杆二、结构n 厚壁管状体三、连接方式n 全浮式:销与连杆小端、活塞销座之间有一定的配合间隙。n 半浮式:销与活塞销座,连杆小端处,一处固定,一处浮动。第28
9、页/共94页活塞销连接方式图第29页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修连杆一、连杆组件:n 连杆体n 连杆盖n 连杆螺栓n 连杆轴瓦二、连杆体构成:n 小端n 杆身n 大端第30页/共94页连杆组件图第31页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修三、定位方式:n 连杆螺栓定位n 锯齿形定位 n 套销定位n 止口定位四、连杆的安装:n 配对安装n 标记安装第32页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修活塞连杆组的检修一、活塞的选配 1.活塞的正常磨损 n 活塞环槽的磨损n 活塞裙部的磨损n 活塞销座孔磨损等活塞环槽的磨损较大,以第一道环槽的磨损最为严重,各环槽由上而下逐渐减轻。2.活塞的异常
10、损坏n 活塞刮伤n 顶部烧蚀等根据气缸的修理尺寸选配活塞。第33页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修3.活塞选配(1)选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。n 活塞裙部的尺寸是镗磨气缸的依据,即气缸的修理尺寸是哪一级,也要选用哪一级修理尺寸的活塞。n 只有在选用同一分组活塞后,才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨气缸。(2)同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。(3)在选配的成套活塞中,尺寸差和质量差应符合要求。第34页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修二、活塞环的选配1.活塞环的常见损伤 n 活塞环的磨损n 弹性减弱n 折断等 注意:在两次大修间隔之间的某次二级维护,当气缸的圆柱度达到0.0
11、90.11mm时,则需要更换活塞环一次。第35页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修2.要求:n 与气缸、活塞的修理尺寸一致;n 具有规定的弹力,以保证气缸的密封性;n 环的漏光度、端隙、侧隙和背隙应符合原厂规定。3.活塞环检验n 活塞环的漏光度检验(点击观看视频:活塞环的漏光度检验.wmv)n 检查活塞环的开口间隙(点击观看视频:检查活塞环开口间隙.wmv)n 检查活塞环侧隙(点击观看视频:检查活塞环侧隙.wmv)第36页/共94页活塞环开口间隙检查图第37页/共94页活塞环侧隙检查图第38页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修三、活塞销的选配1.发动机大修时,一般应选择标准尺寸的活塞销
12、,以便为小修留有余地。2.选配活塞销的原则是:同一台发动机应选用同一厂牌、同一修理尺寸的成组活塞销。第39页/共94页2.2 活塞连杆组构造和维修四、连杆组的检修连杆组的检修项目主要有:n 连杆变形的检验n 连杆小端衬套的压装铰削n 连杆大端与下盖结合平面损伤修理等点击观看视频:检查连杆轴向间隙.wmv第40页/共94页2.3 发动机曲柄连杆机构拆装 气缸盖点击观看视频:气缸盖的拆卸.wmv第41页/共94页2.4 曲轴飞轮组构造和维修概述一、组成:n 曲轴n 飞轮n 扭转减震器n 带轮n 正时齿轮二、功用:n 将气压力转变扭矩对外输出第42页/共94页曲轴飞轮组图第43页/共94页2.4 曲
13、轴飞轮组构造和维修曲轴一、整体式曲轴构造:n 前端轴n 主轴颈n 连杆轴颈n 平衡块n 曲柄n 后端轴第44页/共94页2.4 曲轴飞轮组构造和维修二、曲轴支承形式n 全支承曲轴:每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈,主轴颈数大于连杆轴颈数。n 非全支承曲轴:主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。三、曲拐的布置n 直立四缸 1 3 4 2(1 2 4 3)n 直立六缸 1 5 3 6 2 4(1 4 2 6 3 5)第45页/共94页全支承曲轴、非全支承曲轴图第46页/共94页2.4 曲轴飞轮组构造和维修四、多缸发动机曲拐的布置1.直列四缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置。曲轴曲拐对称布置于同一平面内,作功间隔7
14、20/4=180,各缸的工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3。2.直列六缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置。各缸的工作顺序为1-5-3-6-2-4,曲拐均匀布置在互成120的三个平面内,作功间隔角为720/6=120。第47页/共94页直列四缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置图第48页/共94页直列四缸四冲程发动机工作循环表图第49页/共94页直列六缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置图第50页/共94页直列六缸四冲程发动机工作循环表图第51页/共94页2.4 曲轴飞轮组构造和维修飞轮一、功能:存储和释放能量,提高发动机运转的均匀性和克服短暂的超负荷能力。二、构造:外缘有齿圈,有一缸上止点记号,点火提前角刻线
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