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识别发动机的曲柄连杆机构和配气机构学习目标通过本活动的学习，应获得发动机的曲柄连杆机构、配气机构方面的知识和能力，其具体如下：1）正确识别气缸体曲轴箱组结构及特点。2）正确识别活塞连杆组结构及特点。3）正确识别曲轴飞轮组结构及特点。4）正确识别气门组结构及特点。5）正确识别气门传动组结构及特点。曲柄连杆机构是发动机实现能量转换的主要机构。它的功用是把燃气作用到活塞顶上的力转变为曲轴的扭矩，以向工作机械输出机械能。曲柄连杆机构主要机件包括三组：气缸体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。识别发动机曲柄连杆机构的结构活塞连杆组件曲轴飞轮组件皮带轮扭转减振器起动爪曲轴主轴瓦飞轮螺栓飞轮正时齿轮1.气缸体与曲轴箱气缸体与曲轴箱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件，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。为减轻发动机的质量，要求气缸体的结构紧凑、质量轻。气缸体与曲轴箱一般采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造。有些发动机为了减轻质量，加强散热而采用铝合金缸体。按气缸体与油底壳安装平面位置的不同，气缸体与曲轴箱分为一般式气缸体、龙门式气缸体、隧道式气缸体等三种形式。（1）平分式气缸体（一般式）定义：曲轴主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上。特点：便于机械加工，但其刚度较差，前后端呈半圆形，与油底壳接合面的密封较困难。应用：中小型发动机。（2）龙门式气缸体定义：曲轴主轴承座孔中心线高于曲轴箱下表面的则为龙门式气缸体。特点：结构刚度较大，油底壳前后端为一平面，密封简单可靠，维修方便，但工艺性较差（主要是铸造加工工艺）结构笨重。应用：大中型发动机。（3）隧道式气缸体定义：主轴承座孔不分开特点：结构紧凑，其结构刚度大，主轴承座孔同轴度易保证，但拆装维修不方便。主轴承用滚动轴承。应用：多用于组合式曲轴及滚动轴承，适应负荷较大的柴油机。缺点：加工精度要求高、工艺性较差、曲轴拆装不方便。（重型柴油发动机采用分体式即曲轴箱、汽缸体分开，汽缸体为几个独立设置。其特点是缩小铸件的尺寸和降低铸件的质量，制造维修方便。）水冷式发动机结构水冷式发动机的气缸体和曲轴箱铸成一体，气缸体上部圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。为了减少曲轴箱的变形和振动，设计时尽量增大其强度，在曲轴箱与主轴承座孔间增加一定厚度的加强肋（筋）。另外根据发动机的结构原理还设计了冷却水套和润滑油道等。汽车发动机多采用水冷的方式，利用缸体水套中的冷却水流过高温零件周围而带走多余的热量。气缸套的分类干式气缸套湿式气缸套汽缸套定位的几种形式气缸套目的：解决成本与寿命之间的矛盾。气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。2.气缸的排列形式（1）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2）V型式：它缩短了发动机的长度和高度，多用于六缸以上的发动机。（3）对置式：是V型的特殊形式。直列式V置式对置式发动机各置式工作原理直列式V置式对置式气缸盖结构、分类气缸盖上设计有冷却水套、润滑油道、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。气缸盖承受气体压力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷。同时，由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为保证良好的密封，气缸盖既不能有损坏，也不能变形。为此，气缸盖要有足够的强度和刚度。为使气缸盖的温度分布均匀，冷却性能要求保持良好状态。气缸盖要求导热性好、机械强度和热强度高、铸造性能好；一般采用铝合金、灰铸铁、合金铸铁等材料制造。气缸盖是结构复杂的零件，受许多结构因素的影响，如每缸气门数、凸轮轴的位置、冷却方式以及进、排气道及燃烧室的形状。发动机气缸盖根据其结构形式分为整体式、块状式、和单体式三种。（1）楔形燃烧室楔形燃烧室结构较为简单、紧凑、气道导流较好、充气效率高，在压缩终了时能形成挤气涡流。它的气门是倾斜的，其位置在楔形的宽坡上，火花塞安装在楔形的厚端。燃烧的气体向薄端膨胀进入较大的冷却表面区域。燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。（2）盆形燃烧室盆形燃烧室的结构也较紧凑，其燃烧速度快、热效率高、制造工艺好、便于维修。如红旗7560轿车发动机、解放1091型货车发动机、北京212发动机均采用这种结构的燃烧室。它的气门是垂直安装。燃烧室在气缸盖上呈椭圆形。（3）半球形燃烧室这种燃烧室的结构最为紧凑、散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧及排气净化，但配气机构较复杂，目前国外许多轿车多采用这种形式的燃烧室。燃烧室的大部分在气缸盖上，小部分在活塞顶上。其气门布置更加倾斜，且跨过发动机的安装，其火花塞的安置有两种形式：一种置于两气门的中心距，另一种置于两气门的侧面。这种外形提供最大的容积和最小的冷却表面区域。高速发动机常用的燃烧室。气缸盖罩与气缸衬垫（1）气缸盖罩气缸盖罩位于气缸盖上部，起封闭和防尘作用；一般为薄钢板冲压而成。（2）气缸衬垫气缸衬垫起保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和润滑油不泄漏的作用。汽缸垫要有足够的强度；要耐压、封热、耐腐蚀；要有弹性，以补偿机体顶面和缸盖底面的粗糙度和不平度。按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属—石棉衬垫、金属—复合材料衬垫、全金属衬垫。其中，金属—石棉衬垫以石棉为基体，外包铜皮或钢皮；有的以钢丝或带孔钢板为骨架，外附石棉而成，气缸孔、油孔、水孔周围用金属包边。金属—复合材料衬垫的钢板两面粘附耐热、耐压和耐腐蚀的新型材料。全金属衬垫用优质的铝板或不锈钢叠片制成。油底壳1.功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2.构造：（1）用薄钢板冲压而成,或者用铝合金铸造而成。为了加强散热，油底壳上通常铸有散热片，（2）内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。（3）最低处有放油塞曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。配气机构的功用：配气机构的功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气及时进入气缸、废气从气缸中及时地排出。配气机构的组成：配气机构由气门组和气门传动组组成。①气门组：气门、气门导管、气门座圈、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁夹等。气门组作用：对气缸的密封（封闭进、排气道）。②气门传动组：正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、气门推杆、气门摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉等。气门传动组作用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。气门穿过气门导管，在其尾端通过气门锁片或锁销固定在弹簧座上。气门弹簧安装在气门杆外围，并有一定的预紧力。气门弹簧的上端抵靠在弹簧座上，其下端座落在气缸盖的弹簧座上。当气门关闭时，在气门弹簧预紧力的作用下，气门头部密封锥面紧压在气门座上，将气道封闭。摇臂轴通过支架固定在气缸盖上平面上，摇臂安装在摇臂轴上，可绕摇臂轴转动。摇臂长臂端与气门杆端接触，摇臂短臂端装有调整气门间隙的调整螺钉。凸轮轴安装在气缸体的一侧或气缸盖顶部。挺柱呈杯状，位于挺柱导向体内，其下端与凸轮轴接触。推杆为一细长杆件，上端与摇臂调整螺钉接触，下端穿过气缸盖过孔与挺柱接触。配气机构的类型（1）按气门布置形式分为气门顶置式和气门侧置式。气门顶置式的气门布置在气缸盖顶部上。气门侧置式的气门布置在气缸体的一侧，目前已不采用。凸轮轴：凸轮轴是配气机构中气门传动组件之一。凸轮轴上主要配置有各缸进、排气凸轮，用以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程，凸轮受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷，因此对凸轮表面要求耐磨。对凸轮轴要求有足够的韧性和刚度。所以，凸轮轴一般都采用优质钢模锻而成，也可采用合金铸铁和球墨铸铁铸造。凸轮轴各轴颈及凸轮的工作表面一般经热处理后精磨，以提高其硬度及耐磨性。发动机工作时，凸轮轴的变形会影响配气相位。因此，有的发动机凸轮采用全支承以减小其变形。例：北京212、长安462发动机的凸轮轴有五个轴颈。但是，支承数多，其加工工艺较复杂。所以后来一般发动机的凸轮轴是每隔两个气缸设置一个轴颈。为了安装方便，凸轮轴的各轴颈直径是做成从前向后一次减小，或从后向前依次减小，主要看制造厂家的布置而定。凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮螺栓垫片正时齿轮止推凸缘止推座凸轮轴衬套驱动汽油泵的偏心轮凸轮凸轮轴的结构按凸轮轴布置形式分可分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式三种形式的配气机构：1）凸轮轴上置式的配气机构这种结构凸轮轴安装在气缸盖上部，凸轮轴直接通过摇臂来驱动，省去气门了推杆、挺柱，使往复运动件的质量大大减小，因此它适用于高速发动机。2）凸轮轴下置式配气机构凸轮轴由曲轴通过正时齿轮驱动，因此，尽可能缩短凸轮轴与曲轴之间的距离，将凸轮轴布置在曲轴箱中部，称为凸轮轴下置式配气机构。这种方案传动简单，一般都采用齿轮传动。3）凸轮轴中置式配气机构当发动机转速较高时，为了减小气门传动机构往复运动质量，可将凸轮轴位置移至气缸体上部。由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，而省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置式配气机构。这种方案大多采用齿轮传动。但由于凸轮轴的中心线距离曲轴的中心线较远，所以需加中间齿轮（惰轮）。凸轮轴传动方式凸轮轴由曲轴驱动，其传动机构传动方式有齿轮式传动、链条式传动及齿形带式传动等几种。气门驱动形式气门驱动形式有凸轮轴上置式直接驱动、单凸轮轴上置摇臂驱动、双凸轮轴摆臂驱动三种类型。1）摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构凸轮轴推动液力挺柱，液力挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门；或凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂驱动气门。2）直接驱动、凸轮轴上置式配气机构•在这种形式的配气机构中，凸轮通过吊杯形机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱动气门。与上述各种形式的配气机构相比，直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小。3）摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构由于摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动式刚度更好，更有利于高速发动机，因此在轿车发动机上的应用比较广泛。认识气门组零件的构造配气机构的气门组由气门、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片、气门油封、气门导管及气门座圈等零件组成，如图所示。有的进气门还设有气门旋转机构。气门头部应与气门座圈贴合紧密，气门导管应与气门杆导向良好，气门弹簧两端应与气门杆中心线垂直，气门弹簧应有足够的弹力。气门油封锁片式结构气门杆的尾部切有凹槽，用分成两半的锥形锁片卡在凹槽中，锁片锥形外圆与弹簧座的锥形孔贴合，在弹簧作用下，锁片与弹簧座的锥孔相互卡紧不会脱落。有些发动机的气门，在杆部锁片槽下面另有一条切槽装一卡环以防万一气门弹簧折断时气门有落入气缸发生捣缸的危险。1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环气门油封发动机高速化后，进气管中的真空密度显著地增高，气门室中的机油会通过气门杆与导管之间的间隙被吸入进气管和气缸内，除增加机油的消耗外，还会在气门和燃烧室产生积碳。为此，发动机的气门杆上部都设有机油防漏装置。1-锁片；2-弹簧座；3-气门杆；4-防油罩或密封圈；5-气门导管气门弹簧的一端支承在气缸盖上，而另一端则压靠在气门杆端的弹簧座上，弹簧座用锁片或锁销固定在气门杆的末端，为了防止弹簧发生共振，可采用变螺距的圆柱弹簧。在一些高速发动机上多采用一个气门有同心安装的内外两根弹簧，这样能提高气门弹簧工作的可靠性，不但可以防止共振，而且当一根弹簧折断时，另一根还可维持工作。此外，还可将气门弹簧的高度减小，当采用两根弹簧时，弹簧圈的螺旋方向应相反，这样可以防止折断的弹簧圈卡入另一弹簧圈内摇臂：摇臂实际上是一个双臂杠杆，其作用是将推杆传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。摇臂两边臂长的比值（摇臂比）约为1.2~1.8，其中长臂是推动气门，端头的工作表面一般制成圆柱形。当摇臂摆动时可沿气门杆端表面滑动，这样可以使两者之间的力尽可能沿气门的轴线作用。摇臂内钻有润滑油道的油孔，在摇臂短臂端的螺纹孔中旋入用以调节气门间隙的调节螺钉，螺钉的球头与推杆的凹球座相接触，也有将调节螺栓的端头制成球面，且重心加工有油孔，直