1、會計學1汽車發(fā)動機構造汽車發(fā)動機構造(guzo)與維修與維修第一頁，共37頁。第二章第二章 曲柄曲柄(qbng)(qbng)連桿機構連桿機構的的 構造與維修構造與維修 三、三、 活塞活塞(husi)連桿組連桿組-活塞活塞(husi)及活塞及活塞(husi)環(huán)環(huán) 第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機構的構造與工作曲柄連桿機構的構造與工作(gngzu)(gngzu)原理原理第1頁/共36頁第二頁，共37頁。觀看汽車發(fā)動機活塞連桿觀看汽車發(fā)動機活塞連桿(lin (lin n)n)組的運動演示組的運動演示 第2頁/共36頁第三頁，共37頁。氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞活塞(husi)銷銷活塞活塞(husi)連桿連桿(li

2、n n)連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋活塞連桿組活塞連桿組第3頁/共36頁第四頁，共37頁。1 1、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 2 2、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(o d)600(o d)600 700K700K，且分布不均勻；高速，線速度達到，且分布不均勻；高速，線速度達到10m/s10m/s， 承受很大的慣性承受很大的慣性力。活塞頂部承受最高可達力。活塞頂部承受最高可達3 35MPa5MPa（汽油機）的壓力，使之變形，（汽油機）的壓

3、力，使之變形，破壞配合聯(lián)結。破壞配合聯(lián)結。3 3、材料：、材料： 鋁合金：質(zhì)量小鋁合金：質(zhì)量小 導熱性好；灰鑄鐵導熱性好；灰鑄鐵活塞應活塞應具備的具備的特點特點 A A 剛度和強度應足夠大，傳力可靠。剛度和強度應足夠大，傳力可靠。 B B 導熱性能好，耐高壓、高溫、磨損導熱性能好，耐高壓、高溫、磨損 C C 質(zhì)量較小，盡可能減少往復慣性力質(zhì)量較小，盡可能減少往復慣性力 D D 耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙 E E 活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)一、活一、活 塞塞第4頁/共36頁第五頁，共37頁。（1 1）活塞頂部）活塞頂部 功用功用(gng

4、yng)(gngyng)：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。4 4、結構、結構(jigu) (jigu) 頂部：頂部：構成燃燒室，構成燃燒室， 承受氣體壓力。承受氣體壓力。頭部頭部: :安裝活塞環(huán)，制安裝活塞環(huán)，制 作較厚。作較厚。 裙部：裙部：導向，傳力。承導向，傳力。承 受側壓力銷座孔受側壓力銷座孔 處制有加強筋。處制有加強筋。 第5頁/共36頁第六頁，共37頁。（1 1）活塞）活塞(husi)(husi)頂部頂部結構簡單結構簡單(jindn)、制造容易、受熱面制造容易、受熱面積小、應力分布較積小、應力分布較均勻，多用在汽油均勻，多用在汽

5、油上。上。凸起呈球狀、頂部強凸起呈球狀、頂部強度高，起導向作用、度高，起導向作用、有利于改善有利于改善(gishn)換氣過程。換氣過程。凹坑的形狀、位置必須凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止燒；提高壓縮比，防止碰氣門。碰氣門。第6頁/共36頁第七頁，共37頁。頭部頭部（2 2）活塞）活塞(husi)(husi)頭部頭部位置位置(wi zhi)：第一道活塞槽與活塞銷孔：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。之間的部分。工作條件最工作條件最惡劣惡劣( li)，應離頂部遠應離頂部遠些。些。1 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封

6、氣缸、 2 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：作用：第7頁/共36頁第八頁，共37頁。（3 3）活塞）活塞(husi)(husi)裙部裙部位置位置(wi zhi)(wi zhi)：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。銷座孔。 作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復運動起導向作用，并承受側壓力作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復運動起導向作用，并承受側壓力 ，防治破壞油膜。防治破壞油膜。裙裙部部第8頁/共36頁第九頁，共37頁。（3）活塞的變形

7、(bin xng)及采取的相應措施a、變形(bin xng)原因：熱膨脹、側壓力和氣體壓力。 第9頁/共36頁第十頁，共37頁。（1 1）預先做成階梯形、錐形）預先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度很活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應是上、下部低，膨脹量也相應是上部大、下部小。為了部大、下部小。為了(wi le)(wi le)使工作時活塞上下直徑趨于相使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預先等，即為圓柱形，就必須預先把活塞制成上小下大的階梯形把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。、錐形。 5 5、為使活塞在各種工況下均能

8、與氣缸壁間保持合理的密封和運動間隙、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運動間隙，制造活塞是通常，制造活塞是通常(tngchng)(tngchng)采取下列結構措施：采取下列結構措施：（2 2）預先做成橢圓形）預先做成橢圓形 橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞活塞(husi)(husi)工作時趨近正圓。工作時趨近正圓。第10頁/共36頁第十一頁，共37頁。（3 3）活塞）活塞(husi)(husi)裙部開槽裙部開槽橫向橫向(hn(hn xinxin) )絕熱槽絕熱槽減少裙部受熱減少裙部受熱有的兼作油環(huán)回油孔有的

9、兼作油環(huán)回油孔縱向縱向(zn(zn xinxin) )膨脹槽膨脹槽留有膨脹余地留有膨脹余地活塞強度降低活塞強度降低絕熱槽絕熱槽膨脹槽膨脹槽第11頁/共36頁第十二頁，共37頁。（4 4）為了減小鋁合金活塞裙）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些部的熱膨脹量，有些(yuxi)(yuxi)汽油機活塞在活塞汽油機活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。 恒范鋼片式活塞的結構恒范鋼片式活塞的結構特點就是這樣的，由于恒范特點就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳鋼為含鎳33%33%36%36%的低碳鐵的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的合金的1/101/10，而銷座通過恒

10、，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。裙部的熱膨脹變形量。第12頁/共36頁第十三頁，共37頁。6 6、活塞、活塞(husi)(husi)在工作時的保護措施在工作時的保護措施（1 1）在活塞裙部表面涂保護層，可改善鋁合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保護層，可改善鋁合金活塞的磨合性； 主要主要(zhyo)(zhyo)有鉛、錫、石墨、磷保護層等。有鉛、錫、石墨、磷保護層等。（2 2）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向(fngxing)(fngxing)裝，以裝，以減少換向減少換向 時的敲擊聲，且使裙部減小磨損；

11、時的敲擊聲，且使裙部減小磨損； 有的汽油機上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面有的汽油機上，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的，向作功行程中受主側壓力的一方偏移了1 12mm2mm。第13頁/共36頁第十四頁，共37頁。第14頁/共36頁第十五頁，共37頁。二二 活塞環(huán)活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。 工作條件：工作條件： 高溫、高壓、高速、極難潤滑高溫、高壓、高速、極難潤滑(rnhu)(rnhu)。 平均壽命：平均壽命： 6 6萬公里萬公里材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時表面涂有保護層）材料：合金鑄鐵或球

12、墨鑄鐵（有時表面涂有保護層） 切口切口(qi ku)氣環(huán)氣環(huán)（1 1）氣環(huán)）氣環(huán) 作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣氣(lu q)(lu q)，并把活塞頂部吸收的大部分，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。第15頁/共36頁第十六頁，共37頁。 氣環(huán)的密封氣環(huán)的密封(mfng)原理：原理：第16頁/共36頁第十七頁，共37頁。第17頁/共36頁第十八頁，共37頁。氣環(huán)的斷面(dun min)形狀氣環(huán)的斷面形狀a)矩形環(huán)；b)錐形環(huán)；c)內(nèi)切口扭曲(ni q)環(huán)；d)外切口扭曲(ni q)環(huán)；

13、e)梯形環(huán)；f)桶形環(huán) 第18頁/共36頁第十九頁，共37頁。1） 矩形環(huán)：結構(jigu)簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。第19頁/共36頁第二十頁，共37頁。 活塞環(huán)的泵油作用及危害原因(yunyn)：a 存在側隙和背隙；b 環(huán)運動時在環(huán)槽中靠上靠下。第20頁/共36頁第二十一頁，共37頁。危害：（a）增加了潤滑油的消耗；（b）火花塞沾油不跳火；（c）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；（d）環(huán)槽內(nèi)形成(xngchng)積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性；（e）加劇了氣缸的磨損。第21頁/共36頁第二十二頁，共37頁。2） 錐形環(huán) 1）特點：與缸壁線接觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上

14、行有布油作用，并可形成楔形油膜。2） 安裝注意：錐角朝下（在環(huán)端有向上或TOP等標記）；安裝時，不能裝反，否則會引起(ynq)機油上竄 錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。 第22頁/共36頁第二十三頁，共37頁。 3） 扭曲環(huán)：將矩形環(huán)內(nèi)圓上方或外圓下方切成臺階或倒角而成。 扭曲原理：當活塞環(huán)裝入氣缸后，環(huán)受到壓縮(y su)產(chǎn)生彎曲變形，斷面中性層以外產(chǎn)生拉應力、中性層以外產(chǎn)生壓應力，矩形環(huán)由于中性層內(nèi)外斷面不對稱，使F和F不在同一平面內(nèi)，從而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。 e第23頁/共36頁第二十四頁，共37頁。扭曲環(huán)的特點具有錐形環(huán)的特點；減小了泵油作用；

15、作功行程環(huán)不再扭曲，兩個密封面達到完全接觸，利于散熱。安裝：內(nèi)上切扭曲環(huán)裝入第一道環(huán)槽，外下切(xi qi)扭曲環(huán)裝入第二、三道環(huán)槽。 安裝：注意斷面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。 第24頁/共36頁第二十五頁，共37頁。 4） 桶形環(huán)：其特點為a 環(huán)的外圓面為凸圓弧形；b 環(huán)面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負荷； 環(huán)上下(shngxi)運動時，均能形成楔形油膜。 第25頁/共36頁第二十六頁，共37頁。5）梯形環(huán)：當活塞在側壓力作用下左、右換向時，環(huán)的側隙和背隙將不斷變化(binhu)，使膠狀油焦不斷從環(huán)槽中被擠出。梯形環(huán)用于熱負荷較大的柴油機的第一道環(huán)。 第26頁/共36頁第二

16、十七頁，共37頁。形狀形狀特點特點示意圖示意圖矩形環(huán)矩形環(huán) 結構簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應用結構簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應用面廣面廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲曲錐面環(huán)錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)梯形環(huán) 加工困難，精度要求高加工困難，精度要求高桶面環(huán)桶面環(huán) 外圓為凸圓弧形外圓為凸圓弧形第27頁/共36頁第二十八頁，共37頁。（2 2）油環(huán)）油環(huán)種種 類類普普 通通 油油 環(huán)環(huán)組合式油環(huán)組合式油環(huán)示示 意意 圖圖刮油片刮油片徑向

17、徑向(jn xin)襯環(huán)襯環(huán)軸向襯環(huán)軸向襯環(huán)刮油片刮油片第28頁/共36頁第二十九頁，共37頁。1） 整體式其外圓上切有環(huán)形(hun xn)槽，槽底開有回油用的小孔或窄槽。第29頁/共36頁第三十頁，共37頁。 2） 組合式：由上下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成(z chn)。1-鋼片；2-襯簧；3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞 第30頁/共36頁第三十一頁，共37頁。應性好。ne 回油能力強。第31頁/共36頁第三十二頁，共37頁。油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用(zuyng)油環(huán)的刮油作用第32頁/共36頁第三十三頁，共37頁。小小 結結活塞活塞(husi)連連桿組桿組活塞活塞活塞環(huán)活塞環(huán)活塞銷活塞銷連桿：連桿：（鋁合金）鋁合金）防冷敲熱拉措施防冷敲熱拉措施活塞制成上小下大的錐形活塞制成上小下大的錐形 活塞裙部呈橢圓形活塞裙部呈橢圓形 活活塞裙部開槽塞裙部開槽 銷座銷座孔處鑄入防脹鋼片孔處鑄入防脹鋼片氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)作用作用(zuyng)(zuyng)及組成及組成 第33頁/共36頁第三十四頁，共37頁。1 1、活塞的功用是什么？、活塞的功用是什么？ 2 2、扭曲、扭曲(ni q)(ni q)環(huán)的作用原理是什么？環(huán)的作用原理是什么？3 3、為什么活塞裙部要做成橢圓形？、為什么