发动机教案--模块二项目二活塞连杆组构造与检修课件.docx

发动机构造与维修 课程单元教学简案学习情境（任务）曲柄连杆机构维修学习单元项目二活塞连杆组构造与检修课次1授课方式（请打√）理论课 实践课 理实一体课√ 习题课 其他课时安排8授课班级上课时间2016年月日第周 -节星期授课地点2016年月日第周 -节星期2016年月日第周 -节星期学习目标、要求知识点： ·活塞的结构型式及特点 ·活塞环的结构型式及特点 ·活塞销的结构型式及特点 ·连杆组各零件的结构及特点 能力点：掌握活塞连杆组的部件组成 · 熟悉活塞、活塞环、活塞销、连杆的功用、材料、结构及特点 学习重点及难点 重点：1·活塞、连杆的结构及特点难点：·活塞、连杆的结构及特点教学基本内容方法手段一、活塞1．活塞的功用和工作条件（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。2．活塞的材料及要求（1）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。（2）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。3．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（如图3-12）（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（如图3-13）·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（如图3-14）·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（如图3-15）·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（如图3-16）·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（如图3-17）·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活塞环1．活塞环功用、工作条件及材料（1）活塞环功用·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（1）气环密封原理（如图3-18）·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（如图3-19）·直角型：工