第二章曲柄连杆机构2.ppt

第三节 活塞连杆组 组成 活塞 活塞环 活塞销 连杆组 （一）作用： （1）活塞是发动机的重要传力机构，承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。 （2）活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。 （二）对活塞的要求： （1）有足够的刚度、强度，特别是活塞环槽区域要求较大的强度，以免活塞环被击碎； （2）较小的质量，以保证较小的惯性力； （3）耐热的活塞顶及弹性的活塞裙； （4）良好的导热性和合理的热膨胀性，以便有合理的安装间隙； （5）活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数，润滑性和耐磨性良好，以提高寿命。 （三）材料： 　　 铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，活塞一般都采用高强度铝合金，但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。 （四）组成： 活塞的基本结构可分为顶部、头部、裙部三部分。 （2）活塞头部：由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的　　　　　　　　　部分。 　为了保护和加强活塞环槽可在铝合金活塞环槽部位铸入由耐热合金钢制造的环槽护圈。 从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。　 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防止破坏油膜。 在活塞裙部表面涂以保护层，可以改善铝合金活塞的磨合性，主要有铅保护层，锡保护层、石墨保护层、磷化保护层等。一般汽油机的铸铝活塞裙部外表面镀锡，柴油机的铸铝活塞裙部外表面磷化。 （4）活塞裙部变形 （一）变形原因： A.发动机工作时，因缸内气体压力的作用，活塞会产生弯曲变形（图c）； B.活塞受热后，由于活塞销座处的金属堆积，其膨胀量大于其他各处（图a）； C.活塞在侧压力的作用下还会产生挤压变形。(图b) 上述变形的综合结果，使得活塞裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆(图d)。 此外，由于活塞沿轴线方向温度和质量的分布不均匀，导致了各断面的热膨胀量是上大下小。 开槽活塞（汽油机） （五）偏置销座 （1）定义：指活塞销孔中心线偏离活塞中心线平面，如图2-25所示。 （2）优点：可以减轻活塞“敲缸”，减小噪声，改善发动机工作的平顺性。 （3）缺点：增大活塞裙部两端的尖角负荷，引起这些部位的磨损或变形。弥补方法是使活塞的间隙尽可能的小。 三、活塞环 （一）分类：气环和油环 （二） 气环 （1）作用：保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水或空气带走。 （2）工作条件及材料：在高温、高压、高速以及润滑困难的条件下工作，是发动机所有零件中工作寿命最短的零件。材料为合金铸铁，有时镀铬、镀锡或磷化、喷铜。 （3）活塞环的间隙 发动机工作时，活塞、活塞环都会发生热膨胀。活塞环既要相对于气缸上下运动，活塞又相对于环横向移动，因此活塞环在安装时应留有端隙、侧隙、背隙三处间隙 （A） 端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm； （B） 侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04mm～0.10mm；其它气环一般为0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025mm～0.07mm； （C） 背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。一般为0.5mm～1mm。 （4）气环的切口形状 直角形 阶梯形 斜口形 带防转销钉槽形 （6）活塞环的泵油作用 当活塞上行时 （8）气环断面形状： （1）作用：油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面涂上一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力。此外，油环也起到封气的辅助作用。 （2）分类：分为普通油环和组合油环两种，见图2-33。组合油环优点多，应用广泛，但成本高。 油环的刮油作用 油环分类 组合式油环的特点 1）密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长大于刮片长而产生径向力。 第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。 2) 无侧隙，不窜油。 3) 刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。 4) 上下片可分别动作，适应性好。 5) 回油能力强。 （一）作用与要求及材料： 活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。 活塞销在高温下周期地承受很大的冲击载荷，其本身又作摆转运动，而且处于润滑条件很差的情况下工作，因此，要求活塞销具有足够的强度和刚度，表面韧性好，