一曲柄連桿機構概論

51, 51, 51; text-indent: 2em;">曲柄連桿機構組成

組成活塞連桿總成曲軸飛輪

作用是把燃氣作用在活塞頂部的壓力轉變為曲軸的轉矩同時將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動

二活塞連桿組件

活塞連桿組件主要由活塞活塞環活塞銷連桿等組成

活塞

活塞的作用承受氣缸中可燃混合氣燃燒產生的壓力并將此壓力通過活塞銷和連桿傳遞給曲軸活塞還與汽缸蓋汽缸壁共同組成燃燒室

活塞的工作條件工作條件非常惡劣頂部直接與高溫高壓且具有腐蝕性的可燃氣接觸活塞承受周期性變化的氣體壓力和慣性力的作用且散熱及潤滑條件差

因為活塞的工作環境故活塞應具備一下特性具有可靠的剛度和強度傳遞可靠動力導熱性好耐高壓高溫耐磨質量小盡量減少往復慣性力

目前汽油發動機活塞多采用鋁合金材質重量輕導熱性好但膨脹系數大不耐磨柴油發動機活塞承受高機械負荷故采用合金鑄鐵和耐熱鋼制造

2.活塞環

活塞環分為氣環和油環兩種

氣環主要作用是密封和傳遞熱量密封氣缸中的高溫高壓燃氣防止其竄入曲軸箱同時它還將活塞頭的大部分熱量傳遞給汽缸壁再由冷卻系統帶走這部分熱量

油環作用是在汽缸壁上涂布一層均勻的油膜既可防止機油竄入燃燒室又可以減小活塞及活塞環與汽缸壁的磨損同時刮除汽缸壁上多余的機油并起到密封的輔助作用

活塞環在高溫高壓高速及潤滑條件極差的條件下工作因此是發動機所有零部件中工作壽命最短的（尤其是第一道氣環）

3.活塞銷

作用連接活塞和連桿小頭將活塞所承受的氣體壓力傳遞給連桿

活塞銷在高溫下承受極大的周期性沖擊載荷潤滑條件差因此活塞環應具有足夠的強度剛度和耐磨性且質量要小活塞銷的形狀通常制造成空心圓柱體在發動機的運轉過程中活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套孔內轉動還能在活塞銷座孔內緩慢轉動使活塞銷各工作表面磨損比較均勻

4.連桿

作用將活塞承受的力傳遞給曲軸推動曲軸轉動使活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動

連桿在工作中要承受活塞銷傳來的氣體作用力活塞連桿組往復運動的慣性力和連桿到頭繞曲軸旋轉產生的旋轉慣性力的作用這些作用力都是交變載荷連桿本身又是一個較長的桿件因此應具備足夠的強度和剛度質量要盡量小通常采用45鋼或40Cr鋼及40MnB40MB等硼鋼制成少數采用球墨鑄鐵制造同時為調高疲勞強度通常進行表面噴丸處理

三曲軸飛輪組

曲軸飛輪組主要由曲軸及飛輪等組成

曲軸

作用將活塞連桿組件傳遞來的氣體壓力轉變為曲軸的旋轉轉矩在通過飛輪傳遞到汽車底盤的傳動系統驅動汽車行駛同時用來驅動發動機的配氣機構和其他輔助裝置（配氣機構的凸輪軸汽油泵機油泵發電機水泵風扇空氣壓縮機空調壓縮機等）

材質曲軸目前多采用4540Cr50MnB等鍛鋼和球墨鑄鐵制成

形狀曲軸的形狀和各個曲拐的相對位置取決于發動機的氣缸數氣缸排列方式和各缸的做功行程交替順序（即點火次序通常直列四缸為1-3-4-2或者1-2-4-3每缸點火相差180°直列六缸發動機為1-5-3-6-2-4V6發動機為1-2-3-4-5-6點火相差120°V8發動機則為1-8-4-3-6-5-7-2點火相差90°）

設計各缸工作順序的原則發動機每完成一個工作循環各缸應點火一次并且各缸的做功間隔盡量均衡連續做功的兩缸相距盡可能遠以降低主軸承的負荷同時避免相鄰兩缸進氣門同時開啟影響充氣曲拐布置盡可能對稱均衡V型發動機左右兩排氣缸盡量交替做功

2.飛輪

飛輪是一個轉動慣性很大的金屬盤其左右是儲存做功行程的一部分能量保證發動機運轉平穩同時是傳動系統中摩擦離合器的主動盤或者自動變速器中液力變矩器的驅動盤