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第07讲 活塞连杆组 ·活塞 ·活塞环 ·活塞销 ·连杆组 上一讲 ?????????????回本章???????????? 下一讲 ?·?活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆组等。 ?·一、活塞 ·活塞组主要包括活塞、活塞环、活塞销（视频） 1.活塞的功用、工作条件、材料及要求 （1）活塞的功用：?承受燃气压力并将此力传递给连杆、与气缸盖共同组成燃烧室 （2）工作条件：高温、高压、高速往复直线运动 ·高温：与活塞顶部相接触的燃气温度最高达2273~2773K，活塞顶部的最高温度可达473~673 K。材料的强度和硬度由于温度升高而降低，温度不均匀易产生热应力［裂纹］。·高压：作功冲程中受到燃气的带冲击性的高压力的作用。柴油机瞬时最高压力6~9MPa，汽油机3~5 MPa。导致活塞侧压力增大，加速活塞表面磨损，引起活塞变形。·高速：在作往复运动时，活塞还承受本身所产生的往复惯性力侧压力。活塞由于受到上述周期性变化的燃气压力和惯性力的作用，各个部分就产生交变的拉伸，压缩和弯曲应力，使活塞容易变形。 （3）材料及要求 ·要求：活塞的质量要小，可以减小惯性力；热膨胀系数要小，减小受热时的变形；导热性好，防止活塞过热，发生损坏；耐磨性好，防止在往复运动中大量磨损。·材料：常用铝合金制造，质量小，导热性好，但是热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。有的柴油机采用高级铸铁或耐热钢制造。 （4）成型方法 ·铸造：高温强度下降较小、成本低，易出现气孔、缩松等铸造缺陷。·锻造：强度比铸造高、导热性较好，适用于强化发动机，制造成本高。·液态模锻：兼顾锻造与铸造的特点，消除铸造缺陷且提高了毛坯质量。 2.活塞的结构型式 ·根据所起作用的不同，可将活塞分为顶部、头部和裙部 （1）活塞顶部 ·活塞顶部指活塞的顶面，它承受气体压力，并组成燃烧室。 1）汽油机活塞顶部（视频） ??多采用平顶、有些采用凹顶，二冲程汽油机多用凸顶。 ·平顶：吸热面积小、制造工艺简单。 ·凹顶：改善混合气形成和燃烧、调节压缩比。 2）柴油机活塞顶部（视频） ·多采用各种各样的凹坑 ·凹坑：形状、位置和大小必须与柴油机混合气形成或与燃烧室要求相适应。 （2）活塞头部 ·活塞环槽以上部位。承受气体的压力，与活塞环一起实现气缸内气体的密封，将热量通过活塞环传给气缸壁。 ·环槽：用来安装气环和油环，一般气环槽有2－3个，油环槽为一个。·隔热槽：活塞顶面和燃气接触，使活塞头部温度过高，导致气环损坏，造成漏气，因此有的发动机的活塞在第一到环的上方开一条隔热槽，改变热流方向，降低第一道环的温度。·护圈：保护环槽，防止高温下损坏，一般为热负荷较高的发动机采用。护圈的材料一般为耐热且膨胀系数与铝合金接近的高锰奥氏体铸铁。 （3）活塞裙部 ·?活塞环槽以下部位。在活塞运动的时候起导向作用并承受侧压力。 1）活塞裙部变形 ·燃气使裙部弯曲变形， ·侧压力使销座轴线方向增大 使活塞工作时变成轴线沿活塞销轴线方向的椭圆形 ·热变形使销座轴线方向增大 2）活塞裙部形状（视频） ·冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形 ·二、活塞环 1.活塞环功用、工作条件及材料 （1）活塞环功用（视频） ·气环功用：起到封气、导热，即防止高温、高压的燃气窜入曲轴箱，污染机油，同时将活塞顶所吸收的大部分热量传给缸壁的作用。 ·油环功用：刮除缸壁上多余的燃油，形成均匀的油膜，防止窜油，减小磨损。此外，起辅助封气作用 （2）活塞环工作条件 ·高温 高压 高速及润滑条件极差 ·磨损严重， 发动机零件中工作寿命最短 （3）活塞环材料 ·一般活塞环多用优质灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造·第一道活塞环甚至所有的环，其外表面进行多孔镀铬来减缓磨损·其他的环多采用镀锡、磷化或硫化处理来提高磨合性 2.气环结构与工作（视频） （1）气环密封原理 ·气环自由状态非圆，随活塞装入气缸后，靠气弹力紧贴在气缸壁上（F1），形成第一密封面。 ·同时，气环在燃气作用下被压向环槽下端面（F3），形成第二密封面。 ·另外，绕到环背后的燃气使气环更贴紧缸壁（F2），加强了第一密封面的密封效果 ·几道气环切口错开布置，这样形成迷宫式封气系统，这样，窜入曲轴箱内的燃气量已很少了 （2）气环切口形状 ·直角型：工艺性好，密封性差 ·阶梯形：密封性好，工艺性差 ·斜切口：密封性和工艺性介于上述二者之间 （3）气环断面形状 1）矩形环 ·工艺性和导热效果较好 ·但产生泵油作用 2）扭曲环 ·正扭曲环：扭曲成碟子形。包括内圆上边缘切槽及外圆下边缘切槽的气环 ·反扭曲环：扭曲成盖子形。内圆下边缘切槽的气环 ·扭曲环工作特点（视频