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;1.理解曲柄连杆机构的运动与受力。
2.认识曲柄连杆机构的组成及装配关系,掌握各组成的功用、构造和工作原理。
3.熟悉主要件材料及加工工艺。
;;第三节活塞连杆组;;3.1活塞;成形方法
金属型铸造:成本低,但容易出现各种气孔、缩松等铸造缺陷,
锻造:强度比铸造好,导热性也好,适用于强化发动机上,但制造成本高,
液态模锻:组织细密,无铸造缺陷,可以实现少切屑或无切屑的加工,使金属利用率大为提高,兼有铸造和锻造的优点,使用较广泛。;3.活塞构造;(1)活塞顶部
功用:是燃烧室的组成部分,主要作用承受气体压力。;;活塞顶部形状
平顶
凸顶
凹顶;结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀,多用在汽油机上。;浅凹坑,方便在主燃烧室形成二次涡流,增进混合气的形成与燃烧。;头部;;;(3)活塞裙部;3.1活塞;4、结构特点;(2)预先做成阶梯形、锥形活塞沿高度方向的温度很不均匀,活塞的温度是上部高、下部低,膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等,即为圆柱形,就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。;(3)活塞裙部开槽;①质量轻,比全裙式活塞轻10%~10%,适应高速发动机减小往复惯性力的需要。
②裙部弹性好,可以减小活塞与气缸的配合间隙。
③能够避免与曲轴平衡重发生运动干涉。;(5)为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量,有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。
恒范钢片式活塞的结构特点:恒范钢为含镍33%~36%的低碳铁镍合金,其膨胀系数仅为铝合金的1/10,而销座通过恒范钢片与裙部相连,牵制了裙部的热膨胀变形量。;(6)有的汽油机上,活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的,向做功行程中受主侧压力的一方偏移了1~2mm。;;功用:
连接活塞和连杆小头,并将活塞承受的气体作用力传给连杆。
材料:
一般为低碳钢或者低合金钢,如20、20Mn、15Cr、20Cr或20MnV等,外表面进行渗碳淬硬,再经精磨和抛光等精加工。
高负荷发动机活塞销一般采用渗氮材料制造。;工作要求:;活塞销与销座、连杆小头的连接方式;工作条件:活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困???的条件下工作,是发动机上使用寿命最短的零件。;2.分类及作用:
具有切口的弹性环,
自由状时,环外径
大于缸径。;气环;气环开有切口,具有弹性,在自由状态下外径大于气缸直径,它与活塞一起装入气缸后,外表面紧贴在气缸壁上,形成第一密封面,气环密封效果一般与气环数量有关,汽油机一般采用2道气环,柴油机一般多采用3道气环。;气环密封原理;直角口
(直切口);与缸径大小有关;
一般?=0.2-0.8mm。;气环断面形状:;气环的泵油作用演示;3.3活塞环;油环
功用:刮油和布油
刮掉缸壁上多余的润滑油,使缸壁上的润滑油均匀分布,并辅助气环密封。;种类;油环的控油原理;功用:将活塞承受的气体作用力传给曲轴,把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动;材料
连杆一般采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成
也有少数采用球墨铸铁制成
为提高疲劳强度,连杆常进行表面喷丸处理,
然后经机械加工和热处理。
常用优质45钢,如上海桑塔纳轿车发动机的连杆;
强化柴油机则采用40Cr等合金钢以及40MnB、40MnVB等硼钢,如富康轿车发动机的连杆;
对于小型发动机连杆一般采用高强度铝合金制造。;组成:
由小头、杆身、大头三部分组成;加工工艺:
全浮式连接的小头孔内以一定的过盈量压入减摩青铜衬套或钢背加青铜镀层的双金属衬套。
连杆杆身通常做成“工”字形断面。
有的连杆杆身上加工有喷油孔。;连杆盖:
连杆大头一般做成剖分形式,被分开的部分称为连杆盖,通过特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。
连杆盖和连杆大头在加工时都是配对加工,在同一侧刻有配对记号。
大头孔内表面安装连杆轴瓦,同时铣有连杆轴瓦定位凹坑。;连杆大头的部分可分为平剖和斜剖两种形式;V形发动机的气缸排列;
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