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　曲柄連桿機構(gòu)

　　一、功用與組成

　　曲柄連桿機構(gòu)的功用是：將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊�往�?fù)運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍�軸的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。

　　曲柄連桿機構(gòu)由以下三部分組成：

　　1．機體組主要包括氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等不動件。

　　2．活塞連桿組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等運動件。

　　3．曲軸飛輪組主要包括曲軸，飛輪和扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸等機構(gòu)。

　　二、工作條件及受力分析

　　曲柄連桿機構(gòu)是在高溫、高壓、高速以及有化學(xué)腐蝕的條件下工作的。在發(fā)動機作功時，氣缸內(nèi)的更高溫度可達2500k以上，更高壓力可達5mpa～9mpa，現(xiàn)代汽車發(fā)動機更高轉(zhuǎn)速可達3000r／min～6000r／min，則活塞每秒鐘要行經(jīng)約100～200個行程，可見其線速度是很大的。此外，與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的機件(如氣缸、氣缸蓋，活塞等)還將受到化學(xué)腐蝕。

　　由于曲柄連桿機構(gòu)是在高壓下作變速運動，因此它在工作時的受力情況是很復(fù)雜的。在此只對受力情況作一簡單分析。

　　曲柄連桿機構(gòu)受的力主要有氣體壓力，往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)運動件的離心力以及相對運動件接觸表面的摩擦力。

　　(一)氣體壓力

　　在工作循環(huán)中，氣缸內(nèi)氣體壓力是不斷變化的。作功行程壓力更高，其瞬間更高壓力機可達3mpa～5mpa柴油機可達5mpa～9mpa，這意味著作用在曲柄連桿機構(gòu)上的瞬間沖擊力可達數(shù)萬牛頓(n)。下面分析各機件作功行程的受力情況。

　　氣體壓力對氣缸蓋和活塞頂作用有大小相等，方向相反的力，分別用集中力p′p，和pp表示。作用力pp經(jīng)活塞傳到活塞銷上，分解為np和sp兩個力。np垂直于氣缸壁，它使活塞的一個側(cè)面壓向氣缸壁，稱為側(cè)壓力。該力以o為支點形成一個與曲軸轉(zhuǎn)向相反的力矩m′p有使發(fā)動機向左翻倒的傾向，故被稱為翻倒力矩。力sp通過活塞銷推壓連桿，并沿連桿方向傳到曲柄銷上，使曲柄銷處受壓。sp又可分解為沿曲軸方向的法向力rp和垂直于曲柄方向的切向力tp。力rp使曲軸主軸頸處受壓并使曲軸彎曲；力tp除了也具有力rp的類似作用外，它以曲柄半徑為力臂產(chǎn)生的扭矩m還可使曲軸扭轉(zhuǎn)變形，但也正是此扭矩能夠?qū)ν廨敵鰟恿�，因而它是分解后一有效的力�?/p>

　　依此法分析，氣體壓力較小的壓縮沖程的受力狀況。進、排氣行程氣體壓力很小，可以忽略。

　　綜上所述，氣體壓力使氣缸蓋承受向上的推力，活塞頂承受向下的椎力、活塞側(cè)面與氣缸。