關(guān)注：
曲柄連桿機(jī)構(gòu)
一、功用與組成
曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是：將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)由以下三部分組成：
1．機(jī)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)。
二、工作條件及受力分析
曲柄連桿機(jī)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(dòng)機(jī)作功時(shí)，氣缸內(nèi)的最高溫度可達(dá)2500k以上，最高壓力可達(dá)5MPa～9MPa，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r／min～6000r／min，則活塞每秒鐘要行經(jīng)約100～200個(gè)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(jī)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(jī)構(gòu)是在高壓下作變速運(yùn)動(dòng)，因此它在工作時(shí)的受力情況是很復(fù)雜的。在此只對(duì)受力情況作一簡(jiǎn)單分析。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有氣體壓力，往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的離心力以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)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。作功行程壓力最高，其瞬間最高壓力汽油機(jī)可達(dá)3MPa～5MPa柴油機(jī)可達(dá)5MPa～9MPa，這意味著作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的瞬間沖擊力可達(dá)數(shù)萬(wàn)牛頓(N)。下面分析各機(jī)件作功行程的受力情況。
氣體壓力對(duì)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(gè)力。Np垂直于氣缸壁，它使活塞的一個(gè)側(cè)面壓向氣缸壁，稱為側(cè)壓力。該力以O(shè)為支點(diǎn)形成一個(gè)與曲軸轉(zhuǎn)向相反的力矩M′p有使發(fā)動(dòng)機(jī)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?dòng)力，因而它是分解后唯一有效的力。
依此法分析，氣體壓力較小的壓縮沖程的受力狀況。進(jìn)、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。
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