活塞连杆、机体组

项目四发动机连杆断裂故障检修曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。作功行程：活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力；进气、压缩、排气行程：曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。1一.认识活塞连杆组零部件的结构和原理活塞连杆组的构成气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖2活塞功用：1）与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；

2）承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。

工作条件：活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。3对活塞的要求：(1)要有足够的刚度和强度，传力可靠；

(2)热膨胀系数要小，减小受热时的变形；

(3)导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；

(4)质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。材料：通常采用高强度铝合金制造，但其热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。故在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。4活塞的结构（1）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。（3）活塞裙部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，防治破坏油膜。（2）活塞头部：安装活塞环和活塞销。5（1）平顶：受热面积小，广泛采用。（2）凸顶：与半球形燃烧室配用。（3）凹顶：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。

活塞顶部的形状6头部（2）活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。工作条件最恶劣，应离顶部远些。1、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，3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。作用：7（3）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。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，防治破坏油膜。裙部8活塞裙部的椭圆变形演示9（1）预先做成阶梯形、锥形为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：（2）预先做成椭圆形10（3）活塞裙部开槽横向绝热槽减少裙部受热有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽留有膨胀余地活塞强度降低绝热槽膨胀槽11（4）恒范钢片式活塞由于恒范钢为含镍33%～36%的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的1/10，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。12活塞在工作时的保护措施（1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性；主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。（2）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1～2mm。13活塞环概念：具有弹性的金属开口环，具有密封燃烧室内气体的作用。按作用分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里14（1）气环

作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。气环切口15气环的密封作用：第一密封面：活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成；加强密封：窜入环槽的少量气体作用在环的背面（背隙处），加强了第一密封面作用；第二密封面：窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；开口间隙：背隙：侧隙：16气环的泵油作用演示17气环断面形状：形状特点示意图矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应用面广；但有泵油作用扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，减小泵油作用，减轻磨损锥面环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；可形成油膜改善润滑，但导热性差，不适用第一道环梯形环可将沉积在环中的结焦挤出，避免环折断，且密封性较好；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，利于密封，但外圆为凸圆弧形，加工困难18（2）油环种类普通油环组合式油环示意图特点结构简单，易加工，成本低与汽缸壁接触压力高，适应性好，刮油效果强，但成本高刮油片轴向衬环径向衬环刮油片回油孔19油环的刮油作用20活塞销作用：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。构造：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。活塞销的内部结构21活塞销的连接方式连杆活塞销全浮式半浮式全浮连接的特点：活塞销能在连杆小头、销座孔中自由转动，三者间可相对运动，减少了磨损并使磨损均匀22连杆作用：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。连杆组件分解图23连杆的结构小头：内有青铜衬套杆身：一般为“工”字形断面，抗弯强度好，重量轻大头：与曲轴相连，做成“分开式”。平切口与杆身轴线垂直，斜切口与杆身轴线成30-60度夹角。切口的定位方式：平切口：螺栓定位斜切口：四种定位方式24V型发动机连杆的布置形式并列式主副式叉式25连杆轴瓦26曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳三.认识机体组零部件的结构和原理27气缸体、曲轴箱、油底壳气缸体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体——曲轴箱。气缸体的工作特点：高温高压、高速运动摩擦气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面气缸体曲轴箱油底壳28汽缸体工作条件和材料（1）工作条件气缸体提供构成活塞运动的空间——气缸，以及为气缸进行冷却的空间（水套和散热片）。气缸体承受气缸内气体压力和曲柄连杆机构运动产生的惯性力所造成的拉伸载荷、纵向弯曲载荷，受力复杂。同时，气缸与高温燃气接触，工作面热负荷高，摩擦磨损问题严重。（2）气缸体的材料

铸铁材料：为提高其强度和耐磨性，加入少量的合金元素，如：镍、铬等。

铝合金：质量轻，导热性好。29油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为气缸体分类一般式龙门式隧道式30（2）根据冷却方式不同分：水冷、风冷散热片冷却水31（3）根据气缸的排列方式结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机重量；形状复杂，加工困难。高度小，总体布置方便。32（4）干式气缸套和湿式气缸套名称特点示意图干缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚1～3mm。湿缸套外壁直接与冷却水接触。壁厚5～9mm。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。33作用:

贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。油底壳材料：薄钢板冲压而成（有的为了加强油底壳机油的散热，采用铝合金制成，如GM公司3.0LV6汽油机）。341、干式缸套不直接与冷却水接触。2、湿式缸套与冷却水直接接触。缸套作用：组成燃烧室的一部分。35气缸盖作用：1.与活塞顶部、气缸壁的四周一起组成燃烧室。2.用来安装配气机构大部分零件和火花塞或喷油器等。3.内设冷却水路和润滑油道，进、排气道。36气缸盖上的水道和油道水道油道37汽缸垫汽缸垫是燃烧室的密封部件。功用：1.安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。2、材料：有弹性、耐热性、耐压性3、安装时注意方向38气缸垫