學習目標
1．知道曲柄連桿機構的組成和原理,各主要零部件裝配連線關係；
2． 會進行曲柄連桿機構的拆卸、檢修以及裝配和調整。
一、曲柄連桿機構概述
（一）功能
將燃氣作用在活塞頂上的壓力轉變為曲軸旋轉運動而對外輸出動力。
工作中，曲柄連桿機構在作功行程中把活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力；在其他三個行程中，即進氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動。
曲柄連桿機構在工作中要承受高溫、高壓、高速和化學腐蝕作用。
（二）基本組成
由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成，
1、 機體組
主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套和氣缸墊等不動件組成。
2、 活塞連桿組
主要由活塞、活塞環、活塞銷和連桿等運動件組成。
3、 曲軸飛輪組
主要由曲軸和飛輪等機件組成。
二、機體組
機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。
機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。
（一）氣缸體與曲軸箱
水冷發動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體。
氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，有些小型發動機採用鋁合金材料。在氣缸體內部鑄有冷卻水套和潤滑油道等。
1、 按冷卻方式分
可分為水冷發動機和風冷發動機氣缸體和氣缸蓋。水冷發動機氣缸體中有冷卻水套，採用冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機氣缸體是利用流動於氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。
2、 按氣缸套形式分
氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸。氣缸可製造成單獨的圓筒形零件，然後再裝到氣缸體內，稱為氣缸套。氣缸套採用耐磨的優質材料製成，降低了製造成本。
氣缸套便於修理和更換，延長氣缸體使用壽命。有乾式氣缸套和濕式氣缸套兩種。
乾式氣缸套特點是氣缸套裝入氣缸體後，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為1～3mm。
濕式氣缸套特點是氣缸套裝入氣缸體後，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為5～9mm。
3、按氣缸體安裝平面分
（1）平分式
曲軸軸線與氣缸體下平面在同一平面上的為平分式，多用於中小型發動機。
（2）龍門式
曲軸軸線高於氣缸體下平面的為龍門式，大中型發動機廣泛採用
（3）整體式
曲軸的主軸承孔為整體式，採用滾動軸承，曲軸從氣缸體後部裝入，用於大型柴油發動機。
4、氣缸的排列形式
按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成單列式，v型（左右兩列氣缸中心線的夾角γ＜90°）和對置式（左右兩列氣缸中心線的夾角 γ＝180°）三種。
v型氣缸體縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發動機的重量，但加大了發動機的寬度，且形狀較複雜。一般用於8缸以上的中型發動機，6缸轎車發動機現在也多採用這種形式的氣缸體。
5、 曲軸箱
氣缸體下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。
曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，並封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。油底殼底部的放油螺塞有磁性，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發動機磨損。
（二）氣缸蓋與氣缸墊
1、氣缸蓋
安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸並構成燃燒室。
水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套，利用迴圈水來冷卻燃燒室等高溫部分。
汽油機燃燒室常見的有三種形式：
(1) 半球形燃燒室
燃燒室結構緊湊，火花塞布置在燃燒室**，燃燒速率高，熱效率高。燃燒室允許氣門雙行排列，轎車發動機上廣泛應用。
(2) 楔形燃燒室
燃燒室結構簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失小。氣門排成一列，配氣機構簡單。
(3) 盆形燃燒室
燃燒室工藝性好，製造成本低，但因氣門直徑易受限制，進、排氣效果要比半球形燃燒室差。
2、 氣缸墊
氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。
氣缸墊的材料有一定的彈性，能補償結合面的不平度，以確保密封。應用較多的是金屬——石棉結構。
三、活塞連桿組
活塞連桿組的功用是承受氣體作用在活塞上的壓力，在氣缸內進行往復運動，傳給並轉變成曲軸的旋轉運動而對外輸出轉矩和轉速。
活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成，
（一）活塞
活塞的功用是與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室，承受氣缸中氣體壓力並通過活塞銷傳給連桿。
活塞的基本結構可分為活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部三個部分。
1、活塞頂部
活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分。
活塞頂部形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關。
汽油機活塞頂部形狀可分為平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。
2、活塞頭部
活塞頭部是活塞環槽以上的部分。其主要作用是承受氣體壓力，並傳給連桿；與活塞環一起實現對氣缸的密封；將活塞頂所吸收的熱量通過活塞環傳給氣缸壁。
活塞頭部切有若干道用以安裝活塞環的環槽。汽油機活塞一般有3～4道環槽，上面2～3道用以安裝氣環，下面一道用以安裝油環。在油環槽底面上鑽有徑向小孔，使得被油環從缸壁刮下來的流回油底殼。
3、 活塞裙部
油環槽以下部分稱為活塞裙部。其作用是為活塞在氣缸內作往復運動導向和承受側壓力。
側壓力是指作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。
活塞裙部受側壓力小的一面開有「t」形槽。其中橫槽叫絕熱槽，開在頭部最下一道油環槽中或裙部上邊沿，其作用是減少頭部熱量向裙部的傳導，從而減小裙部的熱膨脹。豎槽叫膨脹槽，其作用是使裙部具有一定的彈性，使冷狀態下的裝配間隙盡可能小，而在熱狀態下又因切槽的補償作用，可避免活塞在氣缸中卡死。
活塞受熱變形使裙部直徑沿活塞銷座軸線方向增大。側壓力的作用也使活塞裙部直徑在同一方向上增大。
因此，必須預先在冷態下把活塞製成其裙部斷面為長軸垂直於活塞銷方向的橢圓形，軸線方向為上小下大的圓錐形。
由於側壓力瞬時換向，使活塞與缸壁的接觸面會突然由一側平移至另一側，活塞對缸壁產生「敲擊」（俗稱活塞敲缸）。因此，有些發動機將活塞銷座軸線向作功行程中受側壓力較大的一面偏移1mm～2mm。
採用偏心活塞的發動機，當壓縮衝程接近終了，活塞接近上止點時，活塞裙部提前先換向；當活塞越過上止點後，由於活塞在受到燃燒壓力之前已經完成換向，活塞對氣缸的側壓力方向已經改變，所以活塞對氣缸的衝擊力大為減小。
（二）活塞環
活塞環按功用可分為氣環和油環。
氣環功用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸中的氣體竄入曲軸箱；同時還將活塞頭部的熱量傳給氣缸；同時還起刮油、布油的輔助作用。
油環的功用是用來將氣缸壁上多餘的機油刮回油底殼，並在氣缸壁上均勻地布油；此外，油環也兼起密封作用。
氣環在結構上採用了不同斷面形狀，最常見的有矩形環、錐面環、扭曲環、梯形環和桶面環等。
扭曲環是在矩形環的內圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分，使斷面呈不對稱形狀。裝入氣缸後，斷面不對稱使活塞環發生扭曲變形。安裝時必須注意斷面的內切口朝上，外切口朝下，不能裝反。
發動機工作時，活塞環隨活塞在氣缸內作往復運動時，有徑向漲縮變形現象。因此，活塞環在氣缸內有開口間隙，與活塞環槽間有側。
1、氣環
氣環在自由狀態下外徑大於氣缸直徑，裝入氣缸後，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，被封閉的氣體不能通過環周與氣缸之間，便進入了環與環槽的空隙，一方面把環壓到環槽端麵形成第二密封面，同時，作用在環背的氣體壓力又大大加強了第一密封面的密封作用，密封效果與氣環數量有關，一般採用2～3道氣環。
2、油環
油環有整體式和組合式油環兩種。
整體式油環沒有背壓，其外圓上切有環形槽，槽底開有若干回油用的小孔或窄槽。
組合式油環一般由刮油鋼片和彈性襯簧組成，具有徑向和軸向襯簧夾在上、下刮油鋼片之間。這種油環的刮油作用強；刮油片各自獨立，故對氣缸的適應性好。
（三）活塞銷
活塞銷功用是連線活塞與連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。活塞銷是用低碳合金鋼製成的空心圓柱體。
活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭的連線方式，一般有以下兩種形式：
全浮式在發動機正常工作溫度時，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座孔中自由轉動，在活塞銷座兩端用卡環加以軸向定位。
曲柄連桿機構
課題曲柄連桿機構2課時 教學內容曲柄連桿機構作用 組成 連線關係 教學目的掌握曲柄連桿機構及主要機件的作用 組成及它們之間的連線關係。重點難點曲柄連桿機構作用 組成 連線關係 教學方法講授多 講授新課 一 組成 曲柄連桿機構的主要零件可以分為三組，即機體組 活塞連桿組和曲軸飛輪組。1 機體組 機體是...
曲柄連桿機構
8 是指金屬材料是否容易被切削工具進行加工的效能。a 可焊性b 延展性c 切削性d 滲透性 9 下列選項屬於形狀公差的是 a 圓度b 平行度c 垂直度d 同軸度 10 對形狀公差進行標註時，不必考慮的選項是 a 指引線的位置 b 專案符號 c 基準代號字母 d 公差值 11 由基爾霍夫第二定律可知，...
農用柴油機曲柄連桿機構常見故障與排除方法
摘要 柴油機在使用過程中，隨著使用時間的增長，其主要技術效能指標會與初始標準值產生偏離而逐漸下降。應用中，我們要掌握農用柴油機曲柄連桿機構常見故障與排除方法。關鍵詞 農用柴油機 曲柄連桿 柴油機 故障 排除 中圖分類號 s218.5文獻標識碼 a 文章編號 1674 0432 2012 10 017...