活塞連桿組 1 活塞連桿組 氣環 油環 活塞銷 活塞 連桿 連桿螺栓 連桿軸瓦 連桿蓋 2 3 4 活塞連桿組組成 5 一 活塞1 功用 活塞頂部與氣缸蓋 氣缸壁共同組成燃燒室 承受氣體壓力 并通過活塞銷和連桿驅使曲軸旋轉 2 工作環境 高溫 散熱條件差 頂部工作溫度高達600 700K 且分布不均勻 高速 線速度達到10m s 承受很大的慣性力 活塞頂部承受最高可達3 5MPa 汽油機 的壓力 使之變形 破壞配合聯結 3 材料 鋁合金 質量小導熱性好 灰鑄鐵 6 7 8 9 結構 10 3 結構 11 1 活塞頂部功用 是燃燒室的組成部分 主要作用承受氣體壓力 12 活塞頂分類 結構簡單 制造容易 受熱面積小 應力分布較均勻 多用在汽油機上 凸起呈球狀 頂部強度高 起導向作用 有利于改善換氣過程 凹坑的形狀 位置必須有利于可燃混合氣的燃燒 提高壓縮比 防止碰氣門 13 14 15 2 活塞頭部 位置 最下一道環槽與活塞頂部之間的部分 氣環槽 油環槽 1 安裝活塞環 與活塞環一起密封氣缸 2 防止可燃混合氣漏到曲軸箱內 3 將頂部吸收的熱量通過活塞環傳給氣缸壁 作用 活塞銷孔 16 環槽護圈 17 3 活塞裙部 位置 從油環槽下端面起至活塞最下端的部分 包括銷座孔 作用 對活塞在氣缸內的往復運動起導向作用 并承受側壓力 18 活塞受力情況 19 1 冷態下 將活塞裙部加工成斷面為長軸垂直于活塞銷的橢圓 為防止敲缸 抱死 保證正常工作 常采用的措施有 20 2 上小下大的階梯形或近似圓錐形 21 22 3 有的除去活塞銷座處的部分金屬 呈凹陷型 4 拖板式活塞裙部 23 5 有些汽油機活塞在裙部開槽 使裙部具有一定彈性 減少冷態時配合間隙 熱態時有一定退讓性 不至于發生拉缸或卡死 開槽目的 注 a 槽底部形狀 圓孔b 柴油機一般不采用開槽方法 絕熱槽 膨脹槽 圓槽 24 裙部或銷座內嵌入鋼片 為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量 有些汽油機活塞在活塞裙部或銷座內嵌入鋼片 恒范鋼片式活塞的結構特點是 由于恒范鋼為含鎳33 36 的低碳鐵鎳合金 其膨脹系數僅為鋁合金的1 10 而銷座通過恒范鋼片與裙部相連 牽制了裙部的熱膨脹變形量 25 裙部表面的保護 1 鍍錫油膜破壞時 起潤滑作用 又可加速磨合作用 2 涂石墨易脆斷可加速磨合 自潤滑 3 表面磷化 粗糙化 可加速磨合 防止腐蝕 溝谷可存機油潤滑 26 活塞銷偏置 有的汽油機上 活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的 向作功行程中受主側壓力的一方偏移了1 2mm 這種結構可使活塞在從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面 以減小 敲缸 的聲音 在安裝時 這種活塞銷偏置的方向不能裝反 否則換向敲擊力會增大 使裙部受損 27 28 1 具有切口的彈性環 自由狀時 環外徑大于缸徑 二 活塞環 29 密封 傳熱 氣環油環 布油 刮油 2 分類及作用 30 工作條件 活塞環在高溫 高壓 高速和潤滑極其困難的條件下工作 是發動機上使用壽命最短的零件 活塞環的工作條件 要求活塞環 彈性好 強度高 耐磨損 耐熱 沖擊韌性好 導熱性能好等 目前廣泛采用的活塞環材料是合金鑄鐵 在優質灰鑄鐵中加入少量銅 鉻 鉬等合金元素 第一道環鍍鉻 其余環一般鍍錫或磷化 31 氣環 氣環開有切口 具有彈性 在自由狀態下外徑大于氣缸直徑 它與活塞一起裝入氣缸后 外表面緊貼在氣缸壁上 形成第一密封面 氣環密封效果一般與氣環數量有關 汽油機一般采用2道氣環 柴油機一般多采用3道氣環 切口 側隙 背隙 32 氣環密封原理 在自身彈力作用下 環外圓面緊貼氣缸壁 形成第一密封面 在燃氣作用下 環下表面形成第二密封面 33 環密封的效果與氣環數目有關 氣環數目一般2 3道 汽油機 道 柴油機 道 第一道工作條件最惡劣 耐熱耐磨 高強度和沖擊韌性 34 直角口 直切口 斜口 斜切口 搭切口 階梯形 切口形狀與開口間隙大小影響密封 帶防轉銷釘槽 封閉切口 氣環切口 35 安裝時 各環切口位置均勻錯開 并避側壓力最大方向 與缸徑大小有關 一般 0 2 0 8mm 開口間隙大小有嚴格規定 過大 影響密封 過小 熱膨脹后會卡死 迷宮式密封 36 氣環斷面形狀 37 38 扭曲環原理 39 主要用于強化柴油機的第一道環 注意安裝反扭曲環 不宜作第一道環 注意安裝方向 應用廣泛 矩形環平面環 錐形環 扭曲環 梯形環 桶面環 泵油 泵油 40 氣環泵油作用 運動 41 氣環的泵油作用演示 42 2 油環 刮油片 軸向襯環 徑向襯環 刮油片 43 44 45 油環的刮油作用 46 三 活塞銷 作用 連接活塞和連桿小頭 并把活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿 構造 活塞銷的內孔形狀有圓柱形 兩段截錐形 以及兩段截錐與一段圓柱的組合形 47 要求 高溫沖擊載荷大潤滑困難 工作條件 足夠的強度剛度韌性耐磨性重量輕 48 49 活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接 全浮式 安裝 當發動機工作時 活塞銷 連桿小頭和活塞銷座都有相對運動 這樣 活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動 使磨損均勻 這種安裝方式應用較廣泛 半浮式 安裝的特點是活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接 活塞銷只能在兩端銷座內作自由擺動 而和連桿小頭沒有相對運動 活塞銷不會作軸向竄動 不需要鎖片 小轎車上應用較多 全浮式 半浮式 50 四 連桿 功用 將活塞的力傳給曲軸 變活塞的往復運動為曲軸的旋轉運動 組成 連桿組由連桿體 連桿蓋 連桿螺栓和連桿軸瓦等組成 51 構造 1 小頭 用來安裝活塞銷 以連接活塞 2 桿身 常做成 工 字形斷面 3 大頭 與曲軸的連桿軸頸相連 大頭一般做成分開式 即連桿體大頭和連桿蓋 52