认识曲柄连杆机构

【任务目标】

【任务描述】

曲柄连杆机构是发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将燃料燃烧后作用在活塞顶部的气体压力转变为曲轴的转矩，并通过曲轴及飞轮对汽车传动系输出机械能。曲柄连杆机构一般由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。

通过本任务的学习，知道汽车曲柄连杆机构的功用与结构，能识别曲柄连杆机构各个组件的零件与相互位置关系。

【知识准备】

曲柄连杆机构是发动机实现能量转换的主要机构。它的作用是将燃烧后作用在活塞顶部的气体压力转变为曲轴的旋转扭矩，并通过飞轮对底盘输出机械能，使汽车行驶。曲柄连杆机构一般由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。曲柄连杆机构的工作环境为高温、高压、高速运动以及有化学腐蚀的环境。

2．1．1　曲柄连杆机构的工作原理和组成结构

（1）曲柄连杆机构的工作原理

曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转换为机械能的主要机构，其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动而对外输出的动力。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞作往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。

发动机产生的动力，大部分经由曲轴后端的飞轮输出，一部分用于驱动本机其他机构和系统。

（2）曲柄连杆机构的组成结构

曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组：主要包括汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸套和汽缸垫等不动件，如图2．1．1所示。活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件，如图2．1．2所示。曲轴飞轮组：主要包括曲轴和飞轮等机件，如图2．1．3所示。

图2．1．1　机体组

2．1．2　工作条件与受力分析

发动机工作时，汽缸内最高温度可达2500℃以上，最高压力可达5～9MPa。现代发动机的最高转速一般可达4000～6000r/min，其线速度是很高的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件（如汽缸、汽缸盖、活塞组等）还将受到化学腐蚀和电化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和有腐蚀的条件下工作的。

由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此，它在工作中的受力情况很复杂，其中主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转运动件的离心力以及相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。