课题二 活塞连杆组.ppt

课题二活塞连杆组 常州交通技师学院施锌涛 常州交通技师学院施锌涛 一 活塞1 功用 1 与气缸盖 气缸壁等共同组成燃烧室 2 承力传力 承受气体压力 并将此力传给连杆 以推动曲轴旋转 2 工作环境 三高 高温 高压 高速 两难 冷却困难 润滑困难 一腐蚀 受到酸性物质的腐蚀 3 材料 1 铝合金 质量小 约为铸铁活塞的50 70 导热性好 约为铸铁的三倍 热膨胀系数大 2 灰铸铁 常州交通技师学院施锌涛 4 构造 活塞可分为顶部 头部 裙部 销座 常州交通技师学院施锌涛 1 顶部 是燃烧室的组成部分 用来承受气体压力 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 凸起呈球状 顶部强度高 起导向作用 有利于改善换气过程 凹坑的形状 位置必须有利于可燃混合气的燃烧 提高压缩比 防止碰气门 高压缩比发动机为了防止碰撞气门 也可用凹坑的深度来调整压缩比 常州交通技师学院施锌涛 2 活塞头部 位置 第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分 气环槽 油环槽 工作条件最恶劣 应离顶部远些 1 安装活塞环 与活塞环一起密封气缸 2 防止可燃混合气漏到曲轴箱内 3 将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁 作用 活塞销孔 常州交通技师学院施锌涛 3 活塞裙部 位置 从油环槽下端面起至活塞最下端的部分 包括销座孔 作用 对活塞在气缸内的往复运动起导向作用 并承受侧压力 防止破坏油膜 常州交通技师学院施锌涛 活塞的变形及采取的相应措施a 变形原因 热膨胀 侧压力和气体压力 常州交通技师学院施锌涛 b 变形规律 1 活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量 使配缸间隙变小 因活塞温度高于气缸壁 且铝合金的膨胀系数大于铸铁 2 活塞自上而下膨胀量由大而小 因温度上高下低 壁厚上厚下薄 3 裙部周向近似椭圆形变化 长轴沿销座孔轴线方向 因销座处金属量多而膨胀量大 以及侧压力作用的结果 常州交通技师学院施锌涛 c 结构措施 1 活塞纵断面制成上小下大的截锥形 常州交通技师学院施锌涛 2 活塞裙部制成椭圆形 长轴垂直于销座孔轴线方向 即侧压力方向 销座处凹陷0 5mm 1 0mm 常州交通技师学院施锌涛 3 裙部开隔热 膨胀槽 其中横槽叫隔热槽 竖槽叫膨胀槽 柴油机一般不开 常州交通技师学院施锌涛 4 偏置销座1 定义 活塞销座朝向承受作功侧压力的一面 图示左侧 偏移1mm 2mm 2 作用 减轻活塞换向时对气缸壁的敲击 常州交通技师学院施锌涛 3 原理 因销座偏置 在接近上止点时 作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边 使活塞倾斜 裙部下端提前换向 而活塞在越过上止点 侧压力反向时 活塞才以左下端接触处为支点 顶部向左转 不是平移 完成换向 可见偏置销座使活塞换向分成了两步 第一步是在气体压力较小时进行 且裙部弹性好 有缓冲作用 第二步虽气体压力大 但它是个渐变过程 为此 两步过渡使换向冲击力大为减弱 常州交通技师学院施锌涛 二 活塞环是具有弹性的开口环 分为气环和油环 工作条件 高温 高压 高速 极难润滑 平均寿命 6万公里材料 优质灰铸铁 球墨铸铁 或合金铸铁 组合式油环还采用弹簧钢片制造 第一道环多镀铬或喷钼处理 其余镀锡或磷化1 气环 1 作用 密封 防止气缸内的气体窜入油底壳 传热 将活塞头部的热量传给气缸壁 辅助刮油 布油 常州交通技师学院施锌涛 活塞环的间隙 1 端隙 1 又称开口间隙 是活塞环装入气缸后开口处的间隙 一般为0 25mm 0 50mm 2 侧隙 2 又称边隙 是环高方向上与环槽之间的间隙 第一道0 04mm 0 10mm 其它气环0 03mm 0 07mm 油环一般侧隙较小 0 025mm 0 07mm 3 背隙 3 是活塞环装入气缸后 活塞环背面与环槽底部的间隙 0 5mm 1mm 2 结构与密封原理 常州交通技师学院施锌涛 气环的密封原理 1 第一密封面的建立 环在自由状态下 环外径 缸径 装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧 形成第一密封面 第一密封面 2 第二密封面的建立 活塞环在运动时产生惯性力Pj 与缸壁间产生摩擦力F 以及侧隙有气体压力P1 在这三个力的共同作用下 使环靠在环槽的上侧或下侧 形成第二密封面 P0 3 气环的第二次密封 窜入背隙和侧隙的气体 使环对缸壁和环槽进一步压紧 加强了第一 二密封面的密封 常州交通技师学院施锌涛 3 活塞环的泵油作用 常州交通技师学院施锌涛 4 气环的切口形状 直角切口 阶梯形切口 斜切口 防转销钉槽切口 常州交通技师学院施锌涛 4 气环的断面形状 气环的断面形状a 矩形环 b 锥形环 c 内切口扭曲环 d 外切口扭曲环 e 梯形环 f 桶形环 常州交通技师学院施锌涛 气环断面形状 常州交通技师学院施锌涛 2 油环 一般为一道 柴油机一般两道 1 作用 刮油 即将气缸壁上多余的润滑油刮下来 并在气缸壁上均匀地布油 这样既可以防止机油窜入燃烧室 又可以减少活塞 活塞环与气缸的摩擦力和磨损 此外 油环也兼起密封作用 常州交通技师学院施锌涛 2 结构 普通油环其外圆上切有环形槽 槽底开有回油用的小孔或窄槽 组合式 由上下刮油片和产生径向 轴向弹力的衬簧组成 钢片 轴向衬簧 径向衬簧 钢片 常州交通技师学院施锌涛 三 活塞销1 作用 连接活塞和连杆 并传递活塞的力给连杆 2 结构 用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体 常州交通技师学院施锌涛 3 连接方式 1 全浮式 在发动机正常工作温度下 活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动 2 半浮式 活塞销相对于连杆小头孔或相对于销座孔能转动 常州交通技师学院施锌涛 四 连杆 1功用 将活塞的力传给曲轴 变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动 1 小头 2 杆身 3 大头 4 9 装配记号 朝前 5 螺母 6 连杆盖 7 连杆螺栓 8 轴瓦 10 连杆体 11 衬套 12 集油孔 2组成1 小头 用来安装活塞销 以连接活塞 全浮式有油沟 2 杆身 常做成 工 字形断面 3 大头 与曲轴的连杆轴颈相连 大头一般做成分开式 即连杆体大头和连杆盖 连杆一般都采用中碳钢或合金钢锻造而成 少数球墨铸铁 常州交通技师学院施锌涛 平切口 垂直于连杆中心轴线 优于斜切口 广泛用于现代发动机 斜分式 相对于连杆中心线倾斜30 60 用于柴油机 必须采用可靠地定位措施 常用定位方法 止口定位 套筒定位和锯齿定位等 其中以锯齿定位应用最广 连杆大头的切口形式 常州交通技师学院施锌涛 4连杆轴承 俗称小瓦 1 作用 保护连杆轴颈及连杆大头孔 2 组成 由钢背和减磨层组成 钢背由1mm 3mm的低碳钢制成 减磨层为0 3mm 0 7mm的减磨合金 层质较软能保护轴颈 连杆轴瓦上制有定位凸键 供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中 以防轴瓦前后移动或转动 有的轴瓦上还制有油孔 安装时应与连杆上相应的油孔对齐 常州交通技师学院施锌涛 了解 V行左右发动机左右 右两侧对应的两个气缸的连杆式共同连接在一个曲柄销上 它有三种形