2-3活塞组解析课件

§2-3活塞组活塞组的组成

活塞活塞销活塞环弹簧挡圈（卡簧或卡环）活塞销盖。活塞组的作用1.与气缸，气缸盖共同构成发动机的密闭的工作空间防止燃气漏入曲轴箱，阻止过多的润滑油窜入气缸内。2.承受燃气压力，并将其传给连杆和曲轴。3.承受侧推力，起到了导向作用。4.二冲程发动机中还有控制气口的作用。Ⅰ活塞一、工作条件及其要求1.活塞承受很高的气体压力作用，且受力为周期性的冲击力，容易产生交变应力和变形,引起疲劳破坏。

要求：活塞应具有足够的强度和刚度。2.活塞承受往复惯性力的作用。

要求：在保证强度的前提下，尽量减轻重量，以减少往复惯性力，从而减少机械负荷3.活塞承受侧推力的作用润滑不良，引起活塞裙部的磨损

要求：活塞裙部材料有高的耐磨性。4.活塞受到高温燃气周期性的加热作用。

长期高温--材料强度下降，会出现热疲劳，热变形和龟裂。

质量要小，足够的强度及刚度，热膨胀系数小，导热性好且耐磨良好的结构形式，合理的散热和冷却方式二材料活塞一般都采用高强度铝合金材料一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。三

构造由顶部、头部、裙部三部分组成3.1活塞顶部

顶部的形状与选用的燃烧室型式有关都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求汽油机活塞：多采用平顶，少数采用凹顶；二冲程汽车机有时采用凸顶。柴油机活塞：顶部常有不同形状的凹坑平顶型凸顶型ω型几种常用活塞顶的形状

几种常用活塞顶的形状

凹型凹型避阀Ⅰ型避阀Ⅱ型几种常用活塞顶的形状

深坑Ⅰ型深坑Ⅱ型顶部结构要点：加工力求光洁顶部喷镀陶瓷降低热负荷3.2活塞头部：活塞顶至活塞销座以上最末一道环槽之间的部分，开有数道环槽，用以安装活塞环又称为：环槽部、防漏部作用：密封作用：与活塞环一起实现气缸的密封。防漏燃气，防窜机油；传热作用：将活塞顶吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。承受气体压力，传递给连杆结构要点：2-3道气环槽，1-2道油环槽高速机较少，低速机较多油环槽底面上钻有许多径向小孔第一道环槽工作条件最恶劣，一般应离顶部较远些一般头部做得较厚，利于顶部接受的热量传导到气环、缸壁、冷却介质活塞头部结构要点：为降低第一环槽温度，采用隔热槽为提高第一环槽使用寿命，采用护槽圈圆弧过渡：为加大散热面积，保证热流密度大致相等，顶底内壁和侧壁相连接部分多用大圆弧过渡，同时减少了应力集中3.3活塞裙部油环槽下端面至活塞底面的部分一作用：为活塞在气缸内往复运动作导向和承受测压力二裙部的变形：通常正圆形的裙部在工作时，变为椭圆形。预先做成椭圆形三横向槽『绝热槽』与纵向槽『膨胀槽』四预先做成阶梯形、锥形活塞温度分布及散热a．顶部吸收的热量62-67%由活塞环传给气缸盖，由气缸套传给冷却水。b．14%由活塞裙部传给缸套。c．其余部分由活塞内表面传给曲轴箱中飞溅的滑油和气体。

五限制热膨胀量：活塞裙部或销座内镶铸钢片或钢环六销座孔中心线的偏置七油冷活塞 （强化柴油机中采用）蛇型油管冷却活塞冷却油腔活塞八拖板式活塞裙九组合式活塞为减少散热量，承受高的气缸爆发压力，顶部采用铸铁材料；起导向作用的裙部采用导热性好、重量轻的铝合金材料。——德国Elsbett公司专利十采用裙部喷镀石墨或二氧化钼，提高耐磨性。铸铁材料铝合金Ⅱ活塞环活塞环分为气环和油环两种a.气环一般高速机2-3道气环中速机3-4道，低速机5-6道发展趋势:是减少环数，强化第一道环。发动机所消耗的摩擦功中约有50%是活塞环和活塞裙与缸套间的摩擦引起的。b.油环油环一般是1-2道。

一活塞环的作用(1)密封气缸，防止燃气漏入曲轴箱。（主要由气环完成）

(2)导热(3)调节润滑油(刮油和布油)(4)支承活塞二气环1工作条件：

在高温、高压燃气的作用下，作高速往复运动，同时润滑条件不良。2、材料：耐热、耐磨，高的强度和冲击韧性。通常为合金铸铁，高速强化柴油机中也有采用钢片环。第一道环镀铬（或喷钼），其余环一般镀锡或磷化处理3、密封机理

第一密封面第二密封面

燃气漏入曲轴箱的主要通路。间隙过大，漏气严重，过小，环受热膨胀，卡死或折断。通常：=0.25~0.8mm。第一环间隙最大。性能比较：密封性：搭切口〉斜切口〉直切口加工性：直切口〉斜切口〉搭切口4、气环的切口矩形环：工艺性、导热效果较好。但产生泵油作用。扭曲环：由面接触变为线接触，加强了密封效果，且易磨合。锥面环：向下刮油，向上形成油契，减少磨损梯形环：热负荷高柴油机中，环槽中积焦能被挤出。免环的折断。同时燃气力的作用，加强密封。桶面环：强化柴油机中首环，上下运动均形成油契，减少磨损，且利于密封。5、气环的断面1）矩形环泵油作用2）扭曲环作用原理3）梯形环工作示意图三油环普通油环，由合金铸铁制造。组合油环，由薄钢片及衬簧组成，在高速发动机中常用。1油环的刮油作用2油环断面形状四、活塞销1功用

连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体力传给连杆。2工作条件

(1)在高温下承受燃烧压力产生的周期性冲击载荷(2)与活塞销座及连杆的配合面承压面积不能大，相对运动速度低，不易形成油膜，润滑条件差，很容易磨损。3.要求(1)很高的强度(2)良好的韧性(3)耐磨(4)重量轻一般活塞销采用优质低碳钢或低碳合金钢制造，表面渗碳淬火，使得表面硬而耐磨，内部韧性高耐冲击。

4活塞销结构形式

(1)直内孔(2)圆锥形内孔(3)圆柱圆锥组合形无论何种形式，都要求有很高的加工精度和光洁度。5活塞销与连杆小头及活塞销座的连接方式

(1)活塞销与连杆固定——半浮式优点：增大了刚度，不容易弯曲变形缺点：局部磨损

(2)活塞销在连杆小头