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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.2,活塞连杆组,一、活塞,二、活塞环,三、活塞销,四、连杆,一、活塞,活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；承受气体压力并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。,高温、高压、高速、润滑不良的环境下工作，要求足够的强度和刚度、良好的导热性和耐磨性、较小的的热膨胀系数、较小的质量。,汽油机活塞多采用铝合金材质,;,柴油机活塞因承受高热、高机械负荷，多采用合金铸铁。,结构,顶部,头部,裙部,活塞顶部,活塞顶部的结构形式,平顶：,受热面积小，,制造容易，,广泛采用。,凸顶：,提高压缩比，使燃烧更彻底。,凹顶：,形成涡流，使燃料与空气充分混合，提高燃烧效率，防爆震。,活塞裙部的变形,原因：,1.,气体压力作用在活塞顶部时，活塞销对活塞销座的反作用力使活塞沿活塞销轴线方向；,2.,侧压力（作用效果与气体压力一样）；,3.,活塞销座处的金属堆积。,4.,因活塞裙温度上高下低，壁厚上厚下薄，导致其膨胀量上大下小。,采取的措施一：,活塞纵断面制成上小下大的截锥形,活塞裙部的变形,椭圆活塞示意图,采取的措施二：,活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向,活塞裙部的变形,采取的措施三：,采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙部的膨胀量,活塞裙部的变形,活塞裙部的变形,1,）恒范钢片式：将钢片镶铸在活塞裙部。,恒范钢片活塞,活塞裙部的变形,2,）自动热补偿式：将钢片镶铸在活塞销座处。,自动热补偿活塞,活塞裙部的变形,3,）筒形钢片式：浇铸时（热加工），将钢筒夹在铝合金活塞裙中,筒形钢片活塞,抗变形原理：,冷凝时钢筒内外侧的铝合金分别产生“收缩缝隙”和拉应力。工作时因要先消除“收缩缝隙”和拉应力而膨胀量减小。,拖鞋式活塞,普通,拖鞋式,拖鞋式活塞的优点：,将不承受侧向力的裙部去掉，使活塞质量轻，惯性小、弹性好！,两者结构有何区别？,活塞销偏置,敲缸现象：,在压缩终了、做功开始阶段（活塞刚过上止点），活塞受到侧向力，从次推面转向主推面，由于不存在平缓过渡，活塞侧面直接与气缸壁发生拍击，发出噪声。,主推面,次推面,活塞销偏置,采取措施一：,在设计活塞销的位置时将其向活塞的主推面一侧偏离最大距离,e=1-2mm,左右，当活塞换向时，活塞在缸筒内则会发生倾斜，从而起到提前换向的作用，以此减轻敲缸声，而这种活塞销的偏置肉眼几乎看不出来，但会增加活塞裙部两端的尖角负荷。,曲轴偏置,采取措施二：,与活塞销偏置作用相同，活塞销中心位置不动，将曲轴中心位置向活塞主推面偏移,e=1-2mm,。,二、活塞环,作用：,（,1,）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；（,2,）传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；（,3,）辅助刮油、布油。,工作环境：,高温、高压、高速、润滑困难。,要求：,耐磨性、耐热性、导热性和足够的强度、冲击韧性和弹性。,措施：,合金铸铁，涂抹镀层：气环的工作表面镀上多孔性铬、锡或磷化处理。,装配结构参数,端隙,又称开口间隙。,0.20mm,0.90mm,侧隙,又称边隙,0.04mm,0.10mm,径向间隙,又称背隙,0.5mm,1mm,气环的密封原理,燃气压力,P1,形成第二密封面,活塞环自身弹性力,P,0,形成第一密封面。,燃气对环背的压力,P2,加强了第一密封面,燃气压力和速度逐渐减小，几道切口相互错开的气环构成“,迷宫式,”的封闭气装置。,气环的密封原理,气环的切口形状,阶梯型切口,，密封性好。,直角形切口,，工艺性好。,带销钉槽的切口,，用于二冲程发动机,斜切口,，密封性和工艺性介于直角形和阶梯型之间。,切口形状和装入气缸后的间隙对发动机有一定影响，切口间隙,一般为,0.20-0.90mm,端口间隙大些好还是小些好？,气环的断面形状,形状,示意图,特点,矩形环,结构简单、制造方便、散热性好，但有泵油作用。,锥面环,下行刮油，上行布油，改善润滑，减少磨损；因与汽缸壁线接触，故导热性差，不适用第一道环。,扭曲环,断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲翻转，减小泵油作用，减轻磨损，提高散热。,梯形环,活塞后侧压力时，可将沉积在环中的结焦挤出，但加工困难，精度要求高。,桶面环,上下均可形成油膜，且对活塞的摆动适应性好，接触面小，有利于密封，但外圆弧加工困难。,气环的泵油现象,泵油现象,原因：,（,1,）存在侧隙和背隙；（,2,）活塞运动时，环在槽中上下移动。,危害：,（,1,）加剧润滑油的消耗；（,2,）火花塞沾油不跳火；（,3,）燃烧室积炭；（,4,）环槽内积炭，失去密封性；,（,5,）加剧气缸壁磨损。,油环,普通油环,作用：刮油。即将气缸壁上多余的润滑油刮下来。,回油孔,1-,刮油唇,2-,回油孔,油环,组合油环,优点：,1,）密封好；,2,）无窜油；,3,）刮油能力强；,4,）上下片可分别动作，适应性好；,5,）回油能力强；,6,）布油能力强。,1-,刮油片；,2-,衬簧；,3-,径向衬簧；,4-,轴向衬簧；,5-,活塞,油环的刮油作用,三、活塞销,全浮式,活塞销在连杆小头衬套孔和活塞销座孔中都能转动。,半浮式,活塞销加紧在连杆小头孔销座孔内，在活塞销座孔中能转动。,两者结构有何区别？,四、连杆,连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。,承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。,要求连杆质量小，有足够的强度和刚度。,一般用中碳钢或合金刚锻造而成，再机加工和热处理，杆身通常做成,“,工,”,字形端面。,连杆为什么要制成“工”字形？,结构,小头,杆身,大头,连杆轴承,0.3-0.7mm,的合金制成减摩层,定位凸键，用以防止轴承工作时发生转动或轴向移动,R1R2,过盈配合,1-3mm,的低碳钢制成钢背层,R,1,与,R,2,大小关系？有何意义,?,连杆轴承的作用？,V,形发动机连杆的布置形式,叉式,制造工艺复杂，刚度低。,并列式,结构简单，连杆通用，但增加曲轴长度。,主副式,不增加发动机长度，但主副杆不能互换。,三种不同的连杆布置形式分别对应那种气缸？,
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