第二章(5)-活塞销与活塞的构造与维修PPT课件.ppt

活塞销与活塞的构造与维修1.曲柄连杆机构（活塞销的构造）活塞销1 1、作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。2 2、工作条件：承受大的冲击载荷，其本身又作摆转运动，润滑条件很差。3 3、要求：足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，重量轻。所以活塞销一般都做成空心圆柱体。4 4、组成材料：低碳钢和低碳合金钢制成，经渗碳淬火处理以提高硬度，精加工后进行磨光，有较高的尺寸精度和表面光洁度。2.3.曲柄连杆机构（活塞销的内孔形状）1 1、活塞销的内孔形状：a a 圆柱形；b b 两段截锥与一段圆柱组合；c c两段截锥形。a a 圆柱形：圆柱形孔结构简单，加工容易，但从受力角度分析，中间部分应力最大，两端较小，所以这种结构质量较大，往复惯性力大；b b 两段截锥与一段圆柱组合：为了减小质量，减小往复惯性力，活塞销做成两段截锥形孔，接近等强度梁，但孔的加工较复杂；c c两段截锥形：组合形孔的结构介于二者之间。点击观看动画点击观看动画4.曲柄连杆机构（活塞销的安装方式）一：活塞销的安装方式：活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接配合有两种方式：“全浮式”安装和“半浮式”安装。A A、全浮式：当发动机工作时，活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动。在活塞销两端装有档圈，进行轴向定位。B B、半浮式：特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动，而和连杆小头没有相对运动。5.曲柄连杆机构（活塞销的损伤与检修）一、损伤：磨损和弯曲。二、测量：当活塞销磨损量 0.05mm 0.05mm（汽油机）；磨损量 0.075mm 0.075mm（柴油机），更换活塞销。三、活塞销的修理等级：一级修理为0.08mm,0.08mm,其余第级为0.04mm0.04mm，共有4 4级。只有颜色相同活塞和活塞环才能装配。组别1234颜色红黄绿白公差范围-0.0075-0.01-0.005-0.0075-0.0025-0.0050-0.0025EQ6100EQ6100活塞销座孔及颜色区分6.曲柄连杆机构（测量活塞销直径）当活塞销直径超出使用极限时，应更换新活塞销。技术要求：最大圆度误差0.0025mm0.0025mm，最大圆柱度误差 0.0025mm 0.0025mm；EQ6100EQ6100：28287.曲柄连杆机构（活塞销装配）活塞销与活塞装配时，先将铝合金活塞在水或机油中加热至50-7050-70，保温一段时间，取出抹干净后，将涂抹有15W/4015W/40润滑油的活塞销用手掌心平稳地推入活塞销座孔和连杆小头8.曲柄连杆机构（活塞销装配1 1）活塞销推入锥座孔后，其端面不得超过卡环槽。活塞、活塞销、连杆装配成组合件后，连杆、活塞销能自由摆动，活塞销与活塞销座孔之间，在工作状态下呈“浮式”，活塞销可在销座孔内缓慢转动。9.曲柄连杆机构（活塞销的技术要求）一、活塞销必须随着活塞的更换而更换。二、新活塞销表面粗糙度RaRa不大于0.63m0.63m。三、圆度和圆柱度误差0.0025mm0.0025mm。四、同组活塞销重量差10g10g。10.曲柄连杆机构（活塞的作用与工作条件）活塞1 1、作用：承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。2 2、工作条件：高温、高压、高速、润滑不良 。A A、高温：瞬时温度可达2500K2500K以上，顶部高达600600700K700K。B B、高压：汽油机高达3 35MPa5MPa，柴油机高达6 69Mpa9Mpa。（作功）C C、高速：活塞在气缸内以很高的速度(8(812m/s)12m/s)往复运动 。D D、润滑不良：产生变形并加速磨损 ，附加载 荷和热应力 ，燃气的化学腐蚀作用 。11.曲柄连杆机构（活塞的组成材料）活塞3 3、要求：(1)(1)要有足够的刚度和强度，传力可靠；(2)(2)(2)(2)导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；(3)(3)(3)(3)质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，活塞一般都采用高强度铝合金，但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。12.曲柄连杆机构（活塞的结构）顶部4 4、结构活塞可分为三部分:1 1、活塞顶部；2 2、活塞头部；3 3、活塞裙部。裙部头部13.活塞的结构（视频）点击观看视频14.曲柄连杆机构（活塞的受力分析）5 5、特点:（1 1）活塞裙部起导向作用，并承受侧压力。侧压力：是指在压缩行程和作功行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。（2 2）压缩行程和作功行程气体的侧压力方向正好相反，由于燃烧压力所以，作功行程中的侧压力大大高于压缩行程中的侧压力。点击观看动画15.曲柄连杆机构（活塞的特点1 1）(1)(1)预先做成椭圆形：由于活塞裙部的厚度很不均匀，活塞销座孔部分的金属厚，受热膨胀量大，沿活塞销座轴线方向的变形量大于其他方向。点击观看动画16.曲柄连杆机构（活塞的特点2 2）（2 2）活塞制成上小下大的阶梯形、锥形：活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小 。点击观看动画点击观看动画17.曲柄连杆机构（活塞的特点3 3）（3 3）开膨胀槽 ：为了减小活塞裙部的受热量，通常在裙部开横向的隔热槽，为了补偿裙部受热后的变形量，裙部开有纵向的膨胀槽。槽的形状有TT形或形槽。点击观看动画点击观看动画18.（3）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。19.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。20.c.结构措施（1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。21.（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0.5mm1.0mm。22.（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)23.（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1mm2mm。2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。24.3、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。25.曲柄连杆机构（活塞的顶部构造）6 6、顶部:（1 1）平顶活塞（一般用在汽油机用）；（2 2）凸顶活塞（二行程汽油机常采用）；（3 3）凹顶活塞（一般柴油机采用）；（4 4）成型顶活塞；26.曲柄连杆机构（平顶）平顶活塞27.曲柄连杆机构（活塞的凸顶）凸顶活塞28.曲柄连杆机构（活塞的凹顶）凹顶活塞29.顶部构造：1 1、活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。2 2、包括：活塞环槽（三或四道）、润滑油孔。3 3、作用：安装活塞环外，还有密封和传热作用。裙部润滑油孔曲柄连杆机构（活塞头部的构造）活塞环槽30.曲柄连杆机构（活塞的损伤）1 1、活塞环槽磨损；2 2、活塞裙部磨损；3 3、活塞拉伤；4 4、活塞脱顶；活塞拉伤31.曲柄连杆机构（活塞的检测内容表）CA6102EQ6100活塞裙部头部(mm)100.8(0-0.087)99.4(0-0.1)活塞直径裙部(mm)101.5(+0.06+0.04)100(+0.015-0.045)裙部、头部直径差(mm)0.740.800.590.615圆度(mm)0.550.4150.48545处0.200.25圆柱度（大端在下）(mm)大径方向0.040.0725处0.020.06同组活塞重量差不大于（g）8832.曲柄连杆机构（活塞的裙部的测量）33.曲柄连杆机构（活塞的裙部的测量1）机型活塞裙部最大直径YC6112YC6112111.634111.672111.634111.672EQ6100EQ610099.955100.01599.955100.015YC6105YC6105、YC6108YC6108107.84107.87107.84107.87YC4112YC4112111.634111.672111.634111.672YC4110ZQYC4110ZQ109.85109.87109.85109.87YC4108YC4108107.85107.87107.85107.8734.曲柄连杆机构（同组活塞重量的测量）活塞的重量要求：同一组的活塞中，各活塞的重量应基本一致，其重量差不得差过3%3%。EQ6100EQ6100和CA6102CA6102重量差不应超过8 8克。35.曲柄连杆机构（同组活塞重量的测量1 1）机型同台发动机活塞重量差小于（g g）YC6112YC61125 5EQ6100EQ61008 8YC6105YC6105、YC6108YC61088 8YC4112YC41125 5YC4110YC41105 5YC4108YC41085 536.曲柄连杆机构（活塞的装配）YC6112机型的A级气缸孔选用A级活塞，B级气缸孔选用B级活塞标记37.曲柄连杆机构（活塞的装配1 1）注意：YC6112YC6112的活塞的型号应与该机型相一致38.曲柄连杆机构（活塞的装配2）活塞顶的箭头朝前39.曲柄连杆机构（活塞的装配3 3）适用于YC6108YC6108、YC6105YC6105、YC4112YC4112、YC4108YC4108活塞裙部的让位缺口朝活塞冷却喷钩40.