一概述及 活塞.ppt

1、第三节 活塞连杆组,活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆及连杆轴承等主要零件组成。,一、活塞,（一）概述 1、作用： （1）与汽缸盖、汽缸壁等共同组成燃烧室； （2）承受气体压力，并通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。,2、组成： 活塞可分为顶部、环槽部、裙部和活塞销座四部分，顶部与环槽部合在一起又可统称为头部。,（1）顶部：顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。,（2）头部（环槽部或防漏部）：活塞的环槽部切有若干环槽，用以安装活塞环。,（3）裙部：裙部是用来为活塞导向和承受侧压力的。,（4）活塞销座 ：销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分，。,3、工作条件： （1）气体压力大、工作

2、温度高 （2）高速运动（活塞平均运动速度cm） （3）润滑条件差（飞溅润滑） （4）冷却条件差,4、要求： （1）要有足够的强度和刚度； （2）质量要尽量小，以保持最小的惯性力； 多缸发动机的同组活塞的质量应一致。 （3）导热性好，有充分的散热能力； 耐热性好，高温下性能稳定或下降的少； 受热率低，单位质量在单位时间内吸收的热量少；,（4）活塞与汽缸壁间应有较小的摩擦系数；可采用表面处理或通过热处理提高裙部的表面硬度。 （5）和汽缸壁间要保持适当的、尽可能小的间隙保证不拉缸的最小间隙。 间隙过小导致拉缸、困缸等； 间隙过大导致敲缸、窜气、上油等。,5、材料：柴油机活塞目前广泛采用的材料是铝合金

3、。 优点：质量小(约为同样结构的铸铁活塞的5070)，导热性好(约为铸铁的三倍)； 缺点：热膨胀系数较大，温度升高时强度和硬度下降较快。,（二）结构分析,1、总体结构分析 外形呈倒置杯形，顶部、头部及销座处均含有一定的金属量，以提高其承载能力，增加刚度和强度。 在顶部、头部和销座之间设置加强筋，提高刚度和强度，并增强散热能力。 在顶部、头部和销座之间采用圆弧连接，可避免应力集中。,2、顶面形状：根据不同的目的和要求，活塞顶部制成各种不同的形状。 （27页图2-12 ）,3、环槽部（防漏部）：是活塞的防漏部分，两环槽之间称环岸。环槽的形状与活塞环断面形状相适应，通常为矩形或梯形。,4、裙部：裙部

4、是用来为活塞导向和承受侧压力的。因而有一定的长度，以保证可靠的导向；又要有足够的承压面积 。,全裙式,5、活塞销座：销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分，位于活塞裙部的上部，为厚壁圆筒结构，用以安装活塞销。,6、与汽缸壁保持适当间隙的结构措施,（1）活塞变形的原因和规律 1）变形原因： 主要是热膨胀及侧压力，其次，气体压力也会引起活塞顶部弯曲变形。,2）变形规律： A：整个活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使活塞与气缸的配合间隙变小。这是由于活塞的温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁。 B：活塞头部的膨胀量大于裙部，自上而下膨胀量由大而小。这是由于温度上高下低，且活塞的壁厚是上厚下薄。,C

5、：裙部圆周方向近似椭圆形变化，长轴沿着销座孔轴线方向。 c1：裙部在侧压力作用下，使直径沿活塞销轴线方向上变长；,c2：在顶部气体压力作用下，同样使裙部沿销轴线方向变长,c3：活塞销座孔处金属堆积及销与座孔摩擦而引起的温升，又进一步使裙部沿销轴线方向的膨胀变形量增大。,（2）结构措施,1）活塞头部的直径上小、下大的阶梯形或截锥形，且头部直径小于裙部，直径差一般为0.5mm0.9mm。,2）活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形，称为椭圆活塞，椭圆的长轴在垂直于销座轴线方向。一般椭圆活塞是裙部下端长轴最大，它与同一截面短轴的直径差称为活塞裙部的椭圆度，也笼统的称为活塞的椭圆度。,3）活塞裙部沿销座外端面在铸

6、造时凹陷0.5mm1mm，或将销座两端面切掉一层，使销座两端处有充分的膨胀余地。,4）裙部开有绝热一膨胀槽。 在裙部受侧压力较小的面，开有T形或形槽。其中横槽叫绝热槽，它开在头部最下一道油环槽的底部或裙部上边缘，其作用是减少头部热量向裙部传导，从而减少裙部的热膨胀，另外它还可以增强油环的回油能力。竖槽叫膨胀槽，其作用是使裙部具有一定的弹性和热态时能起补偿作用，使活塞在装配间隙较小的情况下热膨胀时，不致卡缸。 活塞裙部开槽削弱了其强度和刚度，只适用负荷不大的汽油机。柴油机活塞不允许开槽。,5）双金属活塞，即在铝合金活塞裙部或销座内嵌铸入膨胀系数较小的钢片，以减小活塞裙部的膨胀量。 双金属活塞由于

7、结构和作用原理不同，可分为恒范钢片式、自动调节式和筒形钢片式等数种。,7、其他结构,（1）温控结构,（2）环形槽,（3）偏置销座：一般发动机活塞的销座铀线与活塞的中心线垂直相交，当活塞在上止点改变运动方向时，由于侧压力瞬间换向，使活塞与缸壁的接触面突然由一侧平移至另一侧，便产生活塞对气缸壁的拍击(俗称敲缸)，增加了发动机的噪声，因此，高速发动机将活塞销座朝向承受膨胀作功侧压力的一面(面向发动机位于左侧)偏移12mm，这样，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线右侧的气体压力大于左侧，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。然后，在活塞越过上止点，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。,（4）减压腔,8、