发动机活塞连杆组.ppt

活塞连杆组活塞连杆组1.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2.3.4.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5.一、活塞一、活塞1、功用：活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；承受、功用：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。气体压力，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；顶部工作温度高达高温、散热条件差；顶部工作温度高达600700K，且，且分布不均匀；高速，线速度达到分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达力。活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，破坏配合联结。使之变形，破坏配合联结。3、材料：、材料：铝合金：质量小铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁导热性好；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，合理的形状和壁厚。刚度和强度应足够大，合理的形状和壁厚。B 受热面小，散热好受热面小，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，具有较好的减摩性和热强度。具有较好的减摩性和热强度。6.7.8.9.、结构、结构10.3.结构：结构：11.（1）活塞顶部）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。气体压力。12.活塞顶分类活塞顶分类形状形状示意图示意图平顶平顶凸顶凸顶凹顶凹顶结构简单、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，多用在汽油机上多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。气过程。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；提高压缩比，的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。防止碰气门。13.14.15.（2）活塞头部）活塞头部位置：最下一道环槽与活塞顶部之间的部分。位置：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、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16.环槽护圈环槽护圈17.（3）活塞裙部）活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。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。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。18.活活塞塞受受力力情情况况19.1)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；为防止敲缸、抱死，保证正常工作，常为防止敲缸、抱死，保证正常工作，常采用的措施有采用的措施有：20.2)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；21.22.3)3)有的除去活塞销有的除去活塞销座处的部分金属，呈座处的部分金属，呈凹陷型；凹陷型；4 4）拖板式活塞裙部）拖板式活塞裙部23.5)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，减少冷态时配合间隙，使裙部具有一定弹性，减少冷态时配合间隙，热态时有一定退让性，不至于发生拉缸或卡热态时有一定退让性，不至于发生拉缸或卡死死开开槽槽目目的的注：注：a)a)槽槽底部形状：底部形状：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24.）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，有些汽油机的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。嵌入钢片。恒范钢片式活塞的结构特恒范钢片式活塞的结构特点是，由于恒范钢为含镍点是，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，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。部的热膨胀变形量。25.）裙部表面的保护）裙部表面的保护1）镀锡）镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合油膜破坏时，起润滑作用；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，自润滑。易脆断可加速磨合，自润滑。3）表面磷化（粗糙化）表面磷化（粗糙化）可加速磨合，防止腐蚀，沟谷可存机油润滑。可加速磨合，防止腐蚀，沟谷可存机油润滑。26.）活塞销偏置）活塞销偏置 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了面的，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，以和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以减小减小“敲缸敲缸”的声音。在安装时，这种活塞销偏置的的声音。在安装时，这种活塞销偏置的方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损。方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损。27.28.1 1、具有切口的弹、具有切口的弹性环，性环，自由状时，环外径自由状时，环外径大于缸径。大于缸径。二、二、活塞环活塞环29.密封密封传热传热气环气环油环油环布油布油刮油刮油2 2、分类及作用：、分类及作用：30.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作，是发动机上使用寿命最短的零件。作，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，强度高、耐磨损，耐热、冲击韧性好、导热性能好等。弹性好，强度高、耐磨损，耐热、冲击韧性好、导热性能好等。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铜、在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素铬、钼等合金元素)，第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化。，第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化。31.气环气环 气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用面，气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用2道气环，道气环，柴油机一般多采用柴油机一般多采用3道气环。道气环。切口切口侧隙侧隙背隙背隙32.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，环外圆面紧下，环外圆面紧贴气缸壁，形成贴气缸壁，形成第一密封面；第一密封面；在燃气作用下，环在燃气作用下，环下表面形成第二密下表面形成第二密封面封面。33.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，柴油机道）。道（汽油机道，柴油机道）。第一道工作条件最恶劣，耐热耐磨，高第一道工作条件最恶劣，耐热耐磨，高强度和冲击韧性强度和冲击韧性34.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35.安装时，各环切口位置均匀错开，并安装时，各环切口位置均匀错开，并避侧压力最大方向。避侧压力最大方向。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，影响密封；过大，影响密封；过小，热膨胀后会卡死。过小，热膨胀后会卡死。？迷宫式迷宫式密封密封36.气环断面形状：气环断面形状：形状形状特点特点示意图示意图矩形环矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应结构简单、制造方便、易于生产、应用面广用面广扭曲环扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，有锥面环优点扭曲，有锥面环优点锥面环锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环梯形环 抗结胶性好，加工困难，精度要求高抗结胶性好，加工困难，精度要求高桶面环桶面环凸圆弧加工困难，适应性好；良好润凸圆弧加工困难，适应性好；良好润滑；密封性好；磨合性好滑；密封性好；磨合性好37.38.扭曲环原理扭曲环原理39.主主要要用用于于强强化化柴柴油油机机的的第第一一道道环环注注意意安安装装反反扭扭曲曲环环不不宜宜作作第第一一道道环环。注注意意安安装装方方向向。应应用用广广泛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40.气环泵油作用气环泵油作用:运动运动41.气环的泵油作用演示气环的泵油作用演示42.2、油环、油环种类种类普通油环普通油环组合式油环组合式油环示示意意图图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43.44.45.油环的刮油作用油环的刮油作用46.三、活塞销三、活塞销作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气作用：连接活塞和连杆小头，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，两段截活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。47.要求要求高温高温冲击载荷大冲击载荷大润滑困难润滑困难 工作条件工作条件足够的强度足够的强度刚度刚度韧性韧性耐磨性耐磨性重量轻重量轻 48.49.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，当发动机工作时，活塞销、连杆小头和活塞销座都安装，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，这样，活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，有相对运动，这样，活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。这种安装方式应用较广泛。使磨损均匀。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，活安装的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。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。活塞销不会作轴向窜动，不需要锁片。小轿车上应用较多。活塞销不会作轴向窜动，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 50.四、连杆四、连杆功用：功用：将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲将活塞的力传给曲轴，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。51.、构造、构造1）小头：用来安装活塞）小头：用来安装活塞销，以连接活塞。销，以连接活塞。2）杆身：常做成）杆身：常做成“工工”字字形断面。形断面。3、大头：与曲轴的连杆、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做轴颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体大成分开式，即连杆体大头和连杆盖。头和连杆盖。52.连杆小头连杆小头 连杆衬套连杆衬套53.连杆杆身54.连杆大头连杆大头连杆轴瓦连杆轴瓦55.连杆大头及连杆轴瓦连杆大头及连杆轴瓦56.连杆大头的切口形式连杆大头的切口形式平分式斜分式57.连杆大头的定位形式连杆大头的定位形式止口定位止口定位套筒定位套筒定位锯齿定位锯齿定位58.V型发动机连杆的布置形式型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉式叉式59.60.