2.2　曲柄連桿機構

2.2.1　曲柄連桿機構基本知識

細節一：曲柄連桿機構的作用

曲柄連桿機構為內燃機實現工作循環，完成能量轉換的傳動機構，用來傳遞力以及改變運動方式。工作中，曲柄連桿機構在做功行程中將活塞的往復直線運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而其他三個行程中，又將曲軸的旋轉運動轉變為活塞的往復直線運動。通過它把燃料燃燒后發出的熱能轉化為機械能?？偟膩碚f曲柄連桿機構是發動機用來產生并傳輸動力的機構。

細節二：曲柄連桿機構的組成

曲柄連桿機構主要由機體組、活塞連桿組及曲軸飛輪組三部分組成。

（1）機體組主要包括：氣缸蓋、氣缸襯墊、氣缸體、氣缸套、曲軸箱及油底殼等機件。

（2）活塞連桿組主要包括：活塞、活塞環、活塞銷及連桿等機件。

（3）曲軸飛輪組主要包括：曲軸、飛輪和扭轉減振器等機件。

細節三：曲柄連桿機構的受力分析

發動機工作時，曲柄連桿機構直接和高溫高壓的氣體接觸，曲軸的旋轉速度又非?？?，活塞往復運動的線速度很大，同時與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機構還受到化學腐蝕作用且潤滑困難?？梢?，曲柄連桿機構的工作條件非常惡劣，它要承受高溫、高壓、高速及化學腐蝕作用。

因為曲柄連桿機構是在高壓下做變速運動，所以它在工作中的受力情況很復雜，其中主要有氣體壓力p、運動質量的往復慣性力pj、旋轉運動件的離心慣性力pc和相對運動件的接觸表面所產生的摩擦力F等，如圖2-27所示。

（1）氣體壓力p　在每個工作循環的四個行程中，始終存在著氣體壓力。但在進氣、排氣兩個行程中的氣體壓力較小，對機件影響較小，故這里主要分析做功和壓縮兩個行程中氣體的作用力，如圖2-28和圖2-29所示。

氣體壓力p的集中力pp分解為側壓力Np與Sp，Sp分解為Rp與Tp，Rp使曲軸主軸頸處受壓，Tp是周向產生轉矩的力。做功行程：側壓力Np向左，活塞的左側面壓向氣缸壁，左側磨損較嚴重。壓縮行程：側壓力Np向右，活塞的右側面壓向氣缸壁，右側磨損較嚴重。

（2）往復慣性力pj　活塞在上半行程時，慣性力均向上，下半行程時，慣性力均向下。在上下止點活塞運動方向改變，速度等于零，加速度最大，慣性力最大；在行程中部附近，活塞運動速度最大，加速度為零，慣性力也為零，如圖2-30所示。

（3）離心慣性力pc　旋轉機的圓周運動產生離心慣性力，方向背離曲軸中心向外。離心力加速軸承和軸頸的磨損，也引起發動機振動而傳到機體外，如圖2-31所示。

（4）摩擦力F　指相互運動件之間的摩擦力，它是造成配合表面磨損的主因，如圖2-32所示。

上述各種力作用在曲柄連桿機構與機體的各有關零件上，使其產生壓縮、拉伸、彎曲及扭轉等不同形式的變形，因此，為了保證工作可靠、降低磨損，在結構上必須采取相應的措施。