第三节：活塞连杆组-gai

1、第三节：活塞连杆组一、活塞2）活塞顶部与缸盖、缸壁共同组成燃烧室。 1）承受气体力、将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。（一）功用、工作条件与要求要求:2）运动速度高、受交变力作用工作条件：1）工作温度高、气体压力大；3）导热性好；5）与缸壁间有较小摩擦系数和间隙。2）质量尽量小、保持最小惯性力4）足够的耐热性； 1）具有足够的强度和刚度；（二）活塞基本构造分为：顶部、头部和裙部。（1）活塞顶部目前广泛采用铝合金活塞顶部活塞环活塞销活塞销锁环活塞裙顶部环槽活塞裙结构特点：形状：1）平、凹、凸顶 2）背面有加强筋工艺：1)力求光洁;2) 可在顶部喷镀陶瓷; 它耐高温、耐腐蚀，但与铝的结合性能

2、较差，易龟裂剥落。裙部环槽部（3）活塞裙部作用：1）为活塞运动导向；2）承受侧压力护圈作用：1）承受，传递气体压力；2）与活塞环一起实现气缸密封；3）将活塞顶吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上2）油环槽底面上钻许多径向小孔构造特点：1）切有23道环槽。（12装气环）3）加环槽护圈4）加工隔热槽隔热槽图示绝热槽膨胀槽受力分析：1）把裙部断面加工为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。2）直径加工成上小下大的近似圆锥形；3）裙部开“T”形或“II”形槽4）活塞裙部沿销座外端面铸造时凹陷0.51mm活塞结构特点：5）采用双金属活塞a. 恒范钢片式； b. 自动调节式； c.筒形钢片式6）其他结构 1. 喷油

3、冷却（ 油冷活塞） 2. 隔热膜（a）温控结构（b）裙部表面保护1.镀；2.外表面磷化 3.涂石墨（锻铝活塞）；4.表面粗糙化（c）偏置销座（d）减压腔（e）桶形裙（4）活塞的安装方向和顶面标记活塞顶面有方向标记（因活塞裙部膨胀槽位置、顶部形状不对称、气门坑或偏置销座等原因）二、活塞环（1）作用 1）气环：密封和传热作用。 2）油环：刮油和布油作用。 （2）工作条件与缸壁间高速滑动摩擦、与环槽侧面的上下撞击。由于活塞的锥度和椭圆度，活塞环会沿径向产生一张一缩的运动，使环受交变应力而容易折断在高温、高压、高速润滑困难下工作。高温热负荷使环的耐磨性能、弹性性能下降，是发动机零件中工作寿命最短的。环

4、径环侧环面环厚环高油孔（3）材料及表面处理环由优质灰铸体、球墨铸体或合金铸体制造（具有耐磨、导热、磨合、冲击韧性和足够弹性）表面处理：多孔镀铬或喷钼。（4）间隙活塞安装时留有端隙、侧隙、背隙1端隙（开口间隙）2侧隙（边隙）3背隙（二）气环气环漏气通道：a. 环面与气缸壁间；b. 环与环槽侧面间c. 开口端隙处。1）第一密封面建立。在自由态下，D活塞环D缸径，装入气缸，环产生一定的弹力P0与缸壁压紧，形成第一密封面。2）第二密封面建立。 气缸内未被密封的气体不能通过第一密封面下窜，进入侧隙和背隙。 环与环槽的侧面密封压紧力由气体压力P1、活塞环惯性力Pj、和摩擦力F三个沿气缸轴线方向力决定。 F

5、=P1+Pj+FF0：靠在环槽的上侧（进气行程）F=0：浮动于环槽中跳上跳下（环的颤振，危险）3）气环第二次密封 窜入活塞环背隙和侧隙的气体，产生背压力和侧压力，使环对缸壁和环槽进一步压紧。显著加强第一、二密封面密封。漏气通道环槽中气体压力的下降4）开口端隙的防漏 它是唯一的漏气通道，各环的开口按迷宫式封气路线错开安装。（2） 活塞环泵油作用及危害活塞下行活塞上行危害：1） 增加了润滑油消耗2）火花塞可能因沾油不能产生电火花3）使燃烧室积碳增多，甚至环槽内形成积碳。挤压活塞环而失去密封作用。泵油过程：由于侧隙和背隙，当活塞下行环靠在环槽上方刮下的油充满环槽下方活塞上行环靠在环槽下方润滑油泵入活

6、塞顶（3）气环的特殊断面（结构措施）采取减小环质量、特殊断面形状气环，油环下设减压腔或用组合环式油环等方法可减少泵油危害3）扭曲环矩形环锥形环内切口扭曲环外切口扭曲环梯形环桶形环1）矩形环 结构简单、制造方便，便于活塞头部散热2）锥形环线接触单位压力大利于密封和磨合，但传热性较差。扭曲原理活塞环装入受压产生弯曲变形中性层外产生拉应力内产生压应力拉应力合力F1指向环中心压应力合力F2背离环中心矩形环中性层内外端面对称不产生扭矩扭曲环中性层内外断面不对称形成力偶活塞环发生微量扭曲变形。矩形环扭曲环特点：1）线接触、利于密封和走合、能刮油、布油和形成形油膜2）减小了环在环槽内的上下移动量，从而减小了

7、泵油作用3）作功行程侧压和背压使扭曲环不再扭曲，两密封面完全接触。（三）油环 活塞在上、下行过程中，油环都刮下气缸壁上多余的润滑油，经油环径向油孔和活塞上的回油孔流回油底壳。分类：整体式和组合式两种。（1 ）整体式油环 为增强刮油效果，在其外圆上切环行槽，槽底开若干回油用的小孔或窄槽 为保证对缸壁的压力，又有较好的柔性，改善对缸壁贴合的适应性，有的发动机将油环减薄，在其加装衬簧整体式油环油孔活塞下行刮油活塞上行刮油钢片轴向衬环径向衬环组合式油环（2） 组合式油环组成：钢片、轴向、径向衬簧。轴向力：自由状态衬簧和两钢片的总厚度大于环槽的高度径向力弹力使钢片第一密封面密封。轴向弹力使两钢片分别贴合

8、在环槽上、下侧，使第二密封面密封，消除了侧隙。三、 活塞销（二）结构基本结构：厚壁管状体；变截面结构（三）活塞销连接方式（1） 全浮式：活塞销在连杆小头及活塞销座内部都有合适的配合间隙。功用：连接活塞和连杆，把活塞所受的力传给连杆。（一）功用与工作条件工作条件：承受大小和方向不断变化的冲击载荷 作低速摆转运动，油膜不易建立全浮式卡簧活塞销（2） 半浮式半浮式连接： 销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。四. 连杆(一)组成与功用 连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等功用：将活塞承受的力传给曲轴。（三）连杆体、连杆盖构造（1）小头：安装活塞销，连接活塞。小头孔内，压青铜衬套或铁基粉末冶金

9、衬套。（二）工作条件 承受气体压力和往复惯性力产生的冲击性拉压交变负荷。连杆承受弯曲交变载荷。（2）杆身：常为“工”字形断面，压力润滑的连杆身内钻有纵向油道（3）大头： 1）切口形式：平切口、斜切口；2）定位方式：连杆螺栓、锯齿形、套或销、止口定位（五）连杆轴承（1）作用与工作条件作用：使连杆轴颈和连杆大头间保持良好的油膜，减小摩擦阻力，加速磨合。工作条件：1）承受交变载荷；3）低速大负荷时润滑差，可能会烧瓦。2）高速摩擦（摩擦热使润滑油粘度下降，润滑变坏，磨损加剧）轴瓦连杆盖钢背垃圾槽减磨合金层定位唇（2）组成钢背（低碳钢）：基体 减磨层：由浇铸在钢背内圆的薄层减膜合金制成。对减磨合金性能要求：1）足够的疲劳强度；