曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成,它能够将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩,以驱动汽车车轮转动。
1.机体组
机体组由气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳等不动件组成,如图3-23所示。
图3-23 机体组
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。
(1)气缸体
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体,是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体,如图3-24所示。
图3-24 风冷式气缸体和水冷式气缸体
水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部排列了所有气缸,气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。
气缸体有直列、V形和水平对置三种形式,在汽车上常用直列和V形两种,如图3-25所示。
图3-25 多缸发动机的排列形式
a)单列式 b)V形式 c)对置式
(2)气缸盖
气缸盖的主要作用是封闭气缸上部,与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室,如图3-26所示。
图3-26 气缸盖
(3)气缸垫
气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫,其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封,防止燃烧室漏气、水套漏水,如图3-27所示。
图3-27 气缸垫
(4)油底壳
油底壳是曲轴箱的下半部,又称为下曲轴箱。作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳,防止杂质进入,并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油,散去部分热量,防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成。其内部装有稳油挡板,以避免柴油机颠簸时造成的油面震荡激溅,有利于润滑油杂质的沉淀,侧面装有量油尺,用来检查油量。此外,油底壳底部最低处还装有放油螺塞,如图3-28所示。
图3-28 油底壳及放油螺塞孔
2.活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件组成,如图3-29所示。
(1)活塞
活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室,并承受气缸中气体压力,通过活塞销将作用力传给连杆,以推动曲轴旋转。
活塞可分为头部、环槽部和裙部三部分,如图3-30所示。
①活塞头部
活塞头部是燃烧室的组成部分,其形状取决于燃烧室的形式。常见的活塞头部形状有平顶式、凹顶式和凸顶式,如图3-31所示。
②活塞环槽
活塞环安装在活塞环槽内。汽油机一般由2~3道环槽,上面1~2道用来安装气环,实现气缸的密封;最下面的一道用来安装油环.在油环槽底面上钻有许多径向回油孔,当活塞向下运动时,油环把气缸壁上多余的机油刮下来经回油孔流回油底壳。若温度过高,第一道环容易产生积碳,出现过热卡死现象。
图3-29 活塞连杆组(www.daowen.com)
图3-30 活塞的组成
图3-31 活塞头部
③活塞裙部
活塞裙部起导向作用。
(2)活塞环
活塞环安装在活塞环槽内,用来密封活塞与气缸壁之间的间隙,防止窜气,同时使活塞往复运动便顺捷。活塞环分为气环和油环两种,如图3-32所示。
图3-32 活塞环
(3)活塞销
活塞销的作用是连接活塞和连杆小头,并将活塞所受的气体作用力传给连杆。
在汽车发动机中连杆小头与活塞销的连接方式有两种,即全浮式和半浮式,如图3-33所示。
(4)连杆
连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴,并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成,连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头,如图3-34所示。
3.曲轴飞轮组
曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、扭转减振器等组成,如图3-35所示。
图3-33 活塞销
图3-34 连杆
图3-35 曲轴飞轮组
(1)曲轴
曲轴是发动机最重要的机件之一,如图3-36所示。其作用是将活塞连杆组传来的气体作用力转变成曲轴的旋转力矩对外输出,并驱动发动机的配气机构及其他辅助装置工作。
曲轴前端主要用来驱动配气机构、水泵和风扇等附属机构,前端轴上安装有正时齿轮(或同步带轮)、风扇与水泵的带轮、扭转减振器以及起动爪等。
曲轴后端采用凸缘结构,用来安装飞轮。
图3-36 曲轴
图3-37 飞轮
(2)飞轮
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘,外缘上压有一个齿圈,与起动机的驱动齿轮啮合,供起动机发动机时使用,如图3-37所示。
飞轮上通常还刻有第一缸点火正时记号,以便校准点火时刻。
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