发动机活塞连杆组课件

1、2021/7/41 活塞连杆组活塞连杆组 2021/7/42 活塞连杆组活塞连杆组 气环气环 油环油环 活塞销活塞销 活塞活塞 连杆连杆 连杆螺栓连杆螺栓 连杆轴瓦连杆轴瓦 连杆盖连杆盖 2021/7/43 2021/7/44 2021/7/45 活塞连杆组组成活塞连杆组组成: 活塞组活塞组 连杆组连杆组 活塞活塞 活塞环活塞环 活塞销活塞销 连杆螺栓连杆螺栓 连杆盖连杆盖 连杆轴瓦连杆轴瓦 连杆体连杆体 2021/7/46 一、活塞一、活塞 1、功用、功用:活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室;承受气承受气 体压力体压力,并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转

2、。并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 2、工作环境、工作环境: 高温、散热条件差高温、散热条件差;顶部工作温度高达顶部工作温度高达600700K,且分且分 布不均匀布不均匀;高速高速,线速度达到线速度达到10m/s,承受很大的惯性力。活承受很大的惯性力。活 塞顶部承受最高可达塞顶部承受最高可达3 5MPa（汽油机）的压力（汽油机）的压力,使之变形使之变形, 破坏配合联结。破坏配合联结。 3、材料、材料: 铝合金铝合金:质量小质量小 导热性好导热性好;灰铸铁灰铸铁 活塞应具备的活塞应具备的 特点特点 A 刚度和强度应足够大刚度和强度应足够大,合理的形状和壁厚。合理的形状和壁厚。 B 受热面小受热面

3、小,散热好散热好 C 热膨胀系数小、导热性能好、比重小热膨胀系数小、导热性能好、比重小,具具 有较好的减摩性和热强度。有较好的减摩性和热强度。 2021/7/47 2021/7/48 2021/7/49 2021/7/410 、结构、结构 2021/7/411 3. 结构结构: : 2021/7/412 （1）活塞顶部）活塞顶部 功用功用:是燃烧室的组成部分是燃烧室的组成部分,主要作用承受气主要作用承受气 体压力。体压力。 2021/7/413 活塞顶分类活塞顶分类 结构简单、制造容结构简单、制造容 易、受热面积小、易、受热面积小、 应力分布较均匀应力分布较均匀,多多 用在汽油机上用在汽油机上

4、。 凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部 强度高强度高,起导向作用、起导向作用、 有利于改善换气过有利于改善换气过 程。程。 凹坑的形状、位置必凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气须有利于可燃混合气 的燃烧的燃烧;提高压缩比提高压缩比,防防 止碰气门。止碰气门。 2021/7/414 2021/7/415 2021/7/416 （2）活塞头部）活塞头部 位置位置:最下一道环槽与活塞顶部之间的部分。最下一道环槽与活塞顶部之间的部分。 气环槽气环槽 油环槽油环槽 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、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、防止可燃混合气漏到曲轴箱内, 3

5、、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。 作用作用: 活塞销孔活塞销孔 2021/7/417 环槽护圈环槽护圈 2021/7/418 （3）活塞裙部）活塞裙部 位置位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。包括销座孔。 作用作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向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。并承受侧压力。 2021/7/419 2021/7/420 1) 1) 冷态冷态 下下, ,将活塞将活塞 裙部加工成裙部加工成 断面为长轴断面为长轴 垂直于活塞垂直于活塞 销的椭圆销的椭圆; ; 为防

6、止敲缸、抱死为防止敲缸、抱死, ,保证正常工作保证正常工作, ,常采常采 用的措施有用的措施有: 2021/7/421 2)2) 上小下大上小下大 的阶梯形的阶梯形 或近似圆或近似圆 锥形锥形; ; 2021/7/422 2021/7/423 3) 3) 有的除去活塞销有的除去活塞销 座处的部分金属座处的部分金属, ,呈呈 凹陷型凹陷型; ; 4 4）拖板式活塞裙部）拖板式活塞裙部 2021/7/424 5) 5) 有些汽油机活塞在裙部开槽有些汽油机活塞在裙部开槽 使裙部具有一定弹性使裙部具有一定弹性, ,减少冷态时配合间隙减少冷态时配合间隙, , 热态时有一定退让性热态时有一定退让性, ,不

7、至于发生拉缸或卡死不至于发生拉缸或卡死 开开 槽槽 目目 的的 注注:a) :a) 槽底槽底 部形状部形状: :圆孔圆孔 b) b) 柴油机柴油机 一般不采用一般不采用 开槽方法开槽方法 绝热槽绝热槽 膨胀槽膨胀槽 圆槽圆槽 2021/7/425 ）裙部或销座内嵌入钢片）裙部或销座内嵌入钢片 为了减小铝合金活塞裙部为了减小铝合金活塞裙部 的热膨胀量的热膨胀量, ,有些汽油机活有些汽油机活 塞在活塞裙部或销座内嵌塞在活塞裙部或销座内嵌 入钢片。入钢片。 恒范钢片式活塞的结构特恒范钢片式活塞的结构特 点是点是, ,由于恒范钢为含镍由于恒范钢为含镍 33%33%36%36%的低碳铁镍合金的低碳铁镍合

8、金, , 其膨胀系数仅为铝合金的其膨胀系数仅为铝合金的 1/101/10, ,而销座通过恒范钢片而销座通过恒范钢片 与裙部相连与裙部相连, ,牵制了裙部的牵制了裙部的 热膨胀变形量。热膨胀变形量。 2021/7/426 ）裙部表面的保护）裙部表面的保护 1）镀锡）镀锡 油膜破坏时油膜破坏时,起润滑作用起润滑作用;又可加速磨合又可加速磨合 作用。作用。 2）涂石墨）涂石墨 易脆断可加速磨合易脆断可加速磨合,自润滑。自润滑。 3）表面磷化（粗糙化）表面磷化（粗糙化） 可加速磨合可加速磨合,防止腐蚀防止腐蚀,沟谷可存机油润滑。沟谷可存机油润滑。 2021/7/427 ）活塞销偏置）活塞销偏置 有的汽

9、油机上有的汽油机上, ,活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平 面的面的, ,向作功行程中受主侧压力的一方偏移了向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1 12mm2mm。 这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔 和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面, ,以以 减小减小“敲缸敲缸”的声音。在安装时的声音。在安装时, ,这种活塞销偏置的这种活塞销偏置的 方向不能装反方向不能装反, ,否则换向敲击力会增大否则换向敲击力会增大, ,使裙部受损。使裙部受损。 2021/7/428

10、2021/7/429 1 1、具有切口的弹、具有切口的弹 性环性环, , 自由状时自由状时, ,环外径环外径 大于缸径。大于缸径。 二、二、 活塞环活塞环 2021/7/430 2 2、分类及作用、分类及作用: : 2021/7/431 工作条件工作条件: :活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工 作作, ,是发动机上使用寿命最短的零件。是发动机上使用寿命最短的零件。 活塞环的工作条件活塞环的工作条件 要求活塞环要求活塞环: : 弹性好弹性好, ,强度高、耐磨损强度高、耐磨损, ,耐热、冲击韧性好、导热性能好等。耐热、冲击韧性好、导热性

11、能好等。 目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量在优质灰铸铁中加入少量 铜、铬、钼等合金元素铜、铬、钼等合金元素), ,第一道环镀铬第一道环镀铬, ,其余环一般镀锡或磷化。其余环一般镀锡或磷化。 2021/7/432 气环气环 气环开有切口气环开有切口, ,具有弹性具有弹性, ,在自由状态下外径大于气缸直径在自由状态下外径大于气缸直径, ,它它 与活塞一起装入气缸后与活塞一起装入气缸后, ,外表面紧贴在气缸壁上外表面紧贴在气缸壁上, ,形成第一密封面形成第一密封面, , 气环密封效果一般与气环数量有关气环密封效果一般与气环数量有关, ,汽油

12、机一般采用汽油机一般采用2道气环道气环, ,柴油柴油 机一般多采用机一般多采用3道气环。道气环。 切口切口 侧隙侧隙 背隙背隙 2021/7/433 气环密封原理气环密封原理 在自身弹力作用在自身弹力作用 下下, ,环外圆面紧贴环外圆面紧贴 气缸壁气缸壁, ,形成第一形成第一 密封面密封面; ; 在燃气作用下在燃气作用下, ,环环 下表面形成第二密下表面形成第二密 封面封面。 2021/7/434 环密封的效果与气环数目有关。气环数目一环密封的效果与气环数目有关。气环数目一 般般2 23 3道（汽油机道道（汽油机道, ,柴油机道）。柴油机道）。 第一道工作条件最恶劣第一道工作条件最恶劣,耐热耐

13、磨耐热耐磨,高强度高强度 和冲击韧性和冲击韧性 2021/7/435 直角口直角口 ( (直切口直切口) ) 斜口斜口 ( (斜切口斜切口) ) 搭切口搭切口 ( (阶梯形阶梯形) ) 切口形状与开口间隙大小影响密封切口形状与开口间隙大小影响密封 带防转销带防转销 钉槽钉槽 ( (封闭切口封闭切口) ) 气气 环环 切切 口口 2021/7/436 安装时安装时,各环切口位置均匀错开各环切口位置均匀错开,并避并避 侧压力最大方向。侧压力最大方向。 与缸径大小有关与缸径大小有关; ; 一般一般 =0.2-0.8mm=0.2-0.8mm。 开口间隙大小有严格规定。开口间隙大小有严格规定。 过大过大

14、,影响密封影响密封; 过小过小,热膨胀后会卡死。热膨胀后会卡死。? 迷宫式迷宫式 密封密封 2021/7/437 气环断面形状气环断面形状: 2021/7/438 2021/7/439 2021/7/440 主要用于强化柴主要用于强化柴 油机的第一道环油机的第一道环 注意安装注意安装 反扭曲环反扭曲环 不宜作第一道环。不宜作第一道环。 注意安装方向。注意安装方向。 应用广泛应用广泛 矩形环矩形环 平面环平面环 锥形环锥形环 扭曲环扭曲环 梯形环梯形环 桶面环桶面环 泵油泵油泵油泵油 2021/7/441 气环泵油作用气环泵油作用: : 运动运动 2021/7/442 气环的泵油作用演示气环的泵

15、油作用演示 2021/7/443 2、油环、油环 刮油片刮油片 轴向衬环轴向衬环 径向衬环径向衬环 刮油片刮油片 2021/7/444 2021/7/445 2021/7/446 油环的刮油作用油环的刮油作用 2021/7/447 三、活塞销三、活塞销 作用作用:连接活塞和连杆小头连接活塞和连杆小头,并把活塞承受的气并把活塞承受的气 体压力传递给连杆。体压力传递给连杆。 构造构造: 活塞销的内孔形状有圆柱形活塞销的内孔形状有圆柱形,两段截锥形两段截锥形, 以及两段截锥与一段圆柱的组合形。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。 2021/7/448 要求要求 工作条件工作条件 2021/7/449 2

16、021/7/450 活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔 的连接的连接 全浮式全浮式 安装安装, ,当发动机工作时当发动机工作时, ,活塞销、连杆小头和活塞销座都有活塞销、连杆小头和活塞销座都有 相对运动相对运动, ,这样这样, ,活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动, ,使磨使磨 损均匀。这种安装方式应用较广泛。损均匀。这种安装方式应用较广泛。 半浮式半浮式 安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接, ,活活 塞销只能在两端销座内作自由摆动塞销只能在两端销座内作自由摆动

17、, ,而和连杆小头没有相对运动。而和连杆小头没有相对运动。 活塞销不会作轴向窜动活塞销不会作轴向窜动, ,不需要锁片。小轿车上应用较多。不需要锁片。小轿车上应用较多。 全浮式全浮式 半浮式半浮式 2021/7/451 四、连杆四、连杆 功用功用: 将活塞的力传给曲轴将活塞的力传给曲轴,变活塞的往复运动为曲变活塞的往复运动为曲 轴的旋转运动。轴的旋转运动。 组成组成: 连杆组由连杆体、连杆组由连杆体、 连杆盖、连杆螺栓连杆盖、连杆螺栓 和连杆轴瓦等组成。和连杆轴瓦等组成。 2021/7/452 、构造、构造 1）小头）小头:用来安装活塞销用来安装活塞销, 以连接活塞。以连接活塞。 2）杆身）杆身:常做成常做成“工工”字字 形断面。形断面。 3、大头、大头:与曲轴的连杆轴与曲轴的连杆轴 颈相连。大头一般做成颈相连。大头一般做成 分开式分开式,即连杆体大头即连杆体大头 和