1、第一節(jié) 概述 u曲柄連桿機構的主要零件曲柄連桿機構的主要零件 機體組機體組 活塞連桿組活塞連桿組 曲軸飛輪組曲軸飛輪組 曲柄連桿機構的工作條件：高溫、高壓、高速和化學腐曲柄連桿機構的工作條件：高溫、高壓、高速和化學腐 蝕蝕 曲柄連桿機構的功用：曲柄連桿機構的功用： （1 1）把燃氣作用在活塞頂上的力轉變?yōu)榍S轉矩，）把燃氣作用在活塞頂上的力轉變?yōu)榍S轉矩， 向工作機械輸出機械能；向工作機械輸出機械能； （2 2）在做功沖程將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉變?yōu)榛钊┰谧龉_程將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉變?yōu)榛钊?往復運動的機械能，再轉變?yōu)榍S的旋轉運動對外輸出往復運動的機械能，再轉變?yōu)榍S的旋轉運動對外輸出 動

2、力；動力； （3 3）在其它三個輔助沖程中，將曲軸的旋轉運動轉）在其它三個輔助沖程中，將曲軸的旋轉運動轉 變?yōu)榛钊耐鶑瓦\動，為做功沖程做準備。變?yōu)榛钊耐鶑瓦\動，為做功沖程做準備。 上止點上止點 中間中間 下止點下止點 加速度變化加速度變化 j=j=j jmax max 0 j=- 0 j=-j jmax max 速度變化速度變化 0 v=0 v=v vmax max 0 0 運動學分析：運動學分析： 一般假設：活塞作往復直線運動一般假設：活塞作往復直線運動 連桿作復雜的平面運動連桿作復雜的平面運動 曲軸作勻速旋轉運動（曲軸作勻速旋轉運動（ 定值）定值） 令令= r /l = r /l 連桿

3、比；連桿比； r r 曲柄半徑；曲柄半徑； ll連桿長度；連桿長度； 曲柄轉角（與曲柄轉角（與y y軸正相夾角）軸正相夾角） 位移：位移：x xr r（1 1 （sinsin2 2 coscos）/2/2） 速度：速度：v= v= r r （ sinsin sin2/2 sin2/2 ） 加速度：加速度： j=j= 2 2r(cos+cos2)r(cos+cos2) 右圖：活塞位移，速右圖：活塞位移，速 度與加速度隨曲軸轉度與加速度隨曲軸轉 角的變化關系角的變化關系 u活塞由中間向上行：活塞由中間向上行： 增大增大 上止點上止點 減小減小 反向增大反向增大 下止點下止點 反向減小反向減小 j=

4、0 j=0 j jmax max j=0 j=0 j jmax max j=0 j=0 u作用在活塞上的力：作用在活塞上的力：氣體力，往復慣性力氣體力，往復慣性力 運動特點運動特點 （1 1）曲軸基本做勻速運動，活塞速度卻不均勻。在上下止點）曲軸基本做勻速運動，活塞速度卻不均勻。在上下止點 處速度為零，在處速度為零，在9090稍前處和稍前處和270 270 稍后處達到最大。活塞稍后處達到最大。活塞 從上止點向下止點運動和從下止點向上止點運動的約前半個從上止點向下止點運動和從下止點向上止點運動的約前半個 行程是加速，后半個行程是減速。行程是加速，后半個行程是減速。 （2 2）因活塞運動速度的變化

5、，導致加速度變化，在速度為零）因活塞運動速度的變化，導致加速度變化，在速度為零 處的加速度最大，速度最大處的加速度為零。處的加速度最大，速度最大處的加速度為零。 （3 3）加速度的變化，導致慣性力的產(chǎn)生，使發(fā)動機產(chǎn)生沖擊、）加速度的變化，導致慣性力的產(chǎn)生，使發(fā)動機產(chǎn)生沖擊、 振動和磨損，需采取相應的平衡措施。振動和磨損，需采取相應的平衡措施。 u作用在曲柄連桿機構上的三個主要力作用在曲柄連桿機構上的三個主要力 氣體力、往復慣性力、離心慣性力氣體力、往復慣性力、離心慣性力 u氣體力氣體力 ： 氣缸內(nèi)氣體作用在活塞頂部的力氣缸內(nèi)氣體作用在活塞頂部的力 。壓縮沖程氣體力是活。壓縮沖程氣體力是活 塞的

6、運動阻力；作功沖程則為推動力。塞的運動阻力；作功沖程則為推動力。 FpFp（燃氣壓力）（燃氣壓力）=Sp=Sp（P P1 1-P-P2 2） SpSp活塞頂部在垂直于氣缸中心線平面上的投影面積（活塞頂部在垂直于氣缸中心線平面上的投影面積（m m2 2） Sp=dSp=d2 2/4/4 P P1 1氣缸中的氣體壓強（實測而得）氣缸中的氣體壓強（實測而得） P P2 2曲軸箱中的氣體壓強（非曲軸箱掃氣則為大氣壓）曲軸箱中的氣體壓強（非曲軸箱掃氣則為大氣壓） 氣體力氣體力 做功做功壓縮壓縮 上止點上止點 曲軸轉角曲軸轉角 F Fp1 p1 連桿分力；連桿分力；F Fp2 p2 垂直于氣缸軸線的力，稱

7、為側壓力；垂直于氣缸軸線的力，稱為側壓力； （使活塞一側面壓向氣缸壁，在一個工作循環(huán)中大小和（使活塞一側面壓向氣缸壁，在一個工作循環(huán)中大小和 方向都不斷變化，隨活塞運動而在兩側間跳動）方向都不斷變化，隨活塞運動而在兩側間跳動） F FR R壓緊力；壓緊力；F FS S曲軸旋轉力曲軸旋轉力 上圖中，活塞哪側受到的側壓力最大？上圖中，活塞哪側受到的側壓力最大？ 作功沖程中側壓力最大，所以活塞左側受力較大作功沖程中側壓力最大，所以活塞左側受力較大 。 分析：分析：在工作循環(huán)的任何行程中，氣體在工作循環(huán)的任何行程中，氣體 作用力大小都隨活塞位移而變化，加上作用力大小都隨活塞位移而變化，加上 連桿左右搖

8、擺，因此作用在缸套、活塞、連桿左右搖擺，因此作用在缸套、活塞、 活塞銷和曲軸軸頸表面上的壓力和作用活塞銷和曲軸軸頸表面上的壓力和作用 點不斷變化，造成各處磨損不均勻。點不斷變化，造成各處磨損不均勻。 u往復慣性力和離心力往復慣性力和離心力 往復慣性力往復慣性力方向與加速度方向相反方向與加速度方向相反 活塞向下運動時，其方向為前半行程朝上，后半行程向下。活塞向下運動時，其方向為前半行程朝上，后半行程向下。 曲軸每轉一圈，活塞在氣缸上半部時，曲軸每轉一圈，活塞在氣缸上半部時， ； 活塞在氣缸下半部時，活塞在氣缸下半部時， 。 F Fj j=-m =-m j jjj m mj j活塞組及連桿作往復運

9、動部分的質量活塞組及連桿作往復運動部分的質量 大小、方向呈大小、方向呈 （一般等于連桿總重的（一般等于連桿總重的20% 20% 30%30%） 周期性變化周期性變化 jj活塞加速度活塞加速度 F Fj j沿氣缸中心線作用在活塞銷上，通過連桿和曲軸傳到內(nèi)燃機沿氣缸中心線作用在活塞銷上，通過連桿和曲軸傳到內(nèi)燃機 機體和機架上，引起內(nèi)燃機振動機體和機架上，引起內(nèi)燃機振動 。 離心慣性力離心慣性力 F Fc c=-m =-m j j 2 2r r （大小恒定，方向由連桿軸頸圓心指向外（大小恒定，方向由連桿軸頸圓心指向外 ） F Fc c始終沿曲柄臂方向并垂直于曲軸軸線向外，此力主要由始終沿曲柄臂方向并

10、垂直于曲軸軸線向外，此力主要由 承受承受 。 往復慣性力總向上往復慣性力總向上 往復慣性力總向下往復慣性力總向下 曲軸主軸承曲軸主軸承 總結：總結：缸內(nèi)氣體力作用于活塞頂，同缸內(nèi)氣體力作用于活塞頂，同 時也作用在缸蓋上，大小相等，方向時也作用在缸蓋上，大小相等，方向 相反，在機體內(nèi)自行平衡，不傳到機相反，在機體內(nèi)自行平衡，不傳到機 體外。傳到機體外部支承上的力體外。傳到機體外部支承上的力 傾倒力矩和傾倒力矩和Fj Fj、FcFc 。 機體：機體：氣缸體，曲軸箱，油底殼氣缸體，曲軸箱，油底殼 1. 1.機體的結構形式機體的結構形式：（材料：灰鑄鐵）：（材料：灰鑄鐵） 平分式：平分式：上曲軸箱底平

11、面與曲軸中心線在上曲軸箱底平面與曲軸中心線在 同一平面上同一平面上適用于汽油機適用于汽油機 分分 （ 一般式）（優(yōu)：加工和曲軸拆裝方便，一般式）（優(yōu)：加工和曲軸拆裝方便， 制造簡單，質量輕，高度低制造簡單，質量輕，高度低；但剛度差）；但剛度差） 龍門式：龍門式：上曲軸箱底平面低于曲軸中心線上曲軸箱底平面低于曲軸中心線 （優(yōu)：剛度強度較好，曲軸可在下方拆裝，（優(yōu)：剛度強度較好，曲軸可在下方拆裝， 較方便，較方便，但工藝性較差，適用于柴油機和但工藝性較差，適用于柴油機和 強化汽油機強化汽油機） 類類 隧道式：隧道式：安裝曲軸主軸承的孔沒剖分（支安裝曲軸主軸承的孔沒剖分（支 承剛性最好，承剛性最好，

12、便于安裝滾動主軸承支承的便于安裝滾動主軸承支承的 組合曲軸，各缸主軸承孔同軸度易保證，組合曲軸，各缸主軸承孔同軸度易保證， 制造方便，但質量大，高度高，拆裝不便制造方便，但質量大，高度高，拆裝不便） 水冷：缸體與上曲軸箱連成一體水冷：缸體與上曲軸箱連成一體 （灰鑄鐵）（灰鑄鐵） 冷卻冷卻 方式方式 風冷：缸體與曲軸箱分開風冷：缸體與曲軸箱分開 （鑄鐵或鑄鋁）（鑄鐵或鑄鋁） 氣缸體氣缸體 1.1.氣缸體 u作用：作用： 1 1、內(nèi)孔：、內(nèi)孔： （1 1） 形成氣缸工作容積形成氣缸工作容積 （2 2） 活塞運動導向活塞運動導向 2 2、外部、外部 ：（：（1 1）各機構和系統(tǒng)的裝配基體）各機構和系

13、統(tǒng)的裝配基體 （2 2）散熱）散熱 u要求：要求： 1 1、耐高溫、高壓、耐高溫、高壓 2 2、耐磨損、耐磨損 3 3、耐腐蝕、耐腐蝕 4 4、足夠的剛度和強度、足夠的剛度和強度 u材料和工藝：材料和工藝： 1 1、材料、材料 （1 1）氣缸套：優(yōu)質合金鑄鐵或合金鋼（如高磷鑄鐵）氣缸套：優(yōu)質合金鑄鐵或合金鋼（如高磷鑄鐵） （2 2）氣缸體：灰鑄鐵或鋁合金）氣缸體：灰鑄鐵或鋁合金 2 2、氣缸工作表面制造工藝、氣缸工作表面制造工藝（1 1）精鏜）精鏜 （IT5IT6IT5IT6） （2 2）珩磨（網(wǎng)紋狀）珩磨（網(wǎng)紋狀） 珩磨網(wǎng)紋，可以提高氣缸套內(nèi)表面的貯油能力，改善潤滑珩磨網(wǎng)紋，可以提高氣缸套內(nèi)

14、表面的貯油能力，改善潤滑 條件，減少磨損，防止端磨及粘結咬合。能加快磨合、提高耐磨條件，減少磨損，防止端磨及粘結咬合。能加快磨合、提高耐磨 性和延長使用壽命。性和延長使用壽命。 氣缸：氣缸：氣缸體內(nèi)用來引導活塞作氣缸體內(nèi)用來引導活塞作 往復運動的圓筒形空間往復運動的圓筒形空間 氣缸壁：氣缸壁：氣缸內(nèi)壁氣缸內(nèi)壁 活塞與氣缸壁在高溫下作高速活塞與氣缸壁在高溫下作高速 相對運動，潤滑條件差，磨損相對運動，潤滑條件差，磨損 嚴重。氣缸壁磨損過度，密封嚴重。氣缸壁磨損過度，密封 性喪失，燃氣下漏，機油上竄，性喪失，燃氣下漏，機油上竄， 發(fā)動機性能惡化。所以氣缸材發(fā)動機性能惡化。所以氣缸材 料，加工精度與

15、表面粗糙度要料，加工精度與表面粗糙度要 求較高。求較高。 整體式氣缸（無缸套）：剛性好，整體式氣缸（無缸套）：剛性好， 不易發(fā)生水套漏水，但鑄造困不易發(fā)生水套漏水，但鑄造困 難且耗材。難且耗材。 氣缸套：氣缸套： 干式：干式：不直接與冷卻水接觸，薄壁不直接與冷卻水接觸，薄壁 （=1=14mm4mm ），過盈壓配在），過盈壓配在 氣缸體內(nèi)孔中氣缸體內(nèi)孔中。密封性好，密封性好，剛剛 度好，工藝性復雜，加工困難度好，工藝性復雜，加工困難 氣缸套氣缸套 氣缸套氣缸套 水套水套 氣缸體氣缸體 缺點：缺點： a a、制造成本增加：氣缸體內(nèi)孔、缸套外圓均需精加制造成本增加：氣缸體內(nèi)孔、缸套外圓均需精加 工，

16、且薄壁缸套剛性差，加工裝夾易變形。工，且薄壁缸套剛性差，加工裝夾易變形。 b b、熱負荷增加：缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理論上完全熱負荷增加：缸套外圓與氣缸體內(nèi)孔理論上完全 接觸，因加工誤差存在，使散熱面積小，影響缸套接觸，因加工誤差存在，使散熱面積小，影響缸套 散熱。散熱。 c c、氣缸體鑄造工藝性差：水套封閉，去渣困難。氣缸體鑄造工藝性差：水套封閉，去渣困難。 理論上干式缸套與缸孔為過渡配合，允許一定理論上干式缸套與缸孔為過渡配合，允許一定 過盈量，實際裝配時，無專用壓裝工具，盡量選擇過盈量，實際裝配時，無專用壓裝工具，盡量選擇 缸套與缸孔間隙配合，一般應為缸套與缸孔間隙配合，一般應為0 00.

17、03mm0.03mm。 壓入缸套，缸套高出缸體上平面的高度為壓入缸套，缸套高出缸體上平面的高度為 0.020.020.07mm0.07mm，以保證氣缸墊具有良好的密封作用，以保證氣缸墊具有良好的密封作用， 防止燒壞缸墊而漏氣。防止燒壞缸墊而漏氣。 3. 3.氣缸蓋與氣缸襯墊氣缸蓋與氣缸襯墊 氣缸蓋：氣缸蓋：（剛度足夠，冷卻好（剛度足夠，冷卻好 ）一般用鋁合金或）一般用鋁合金或 優(yōu)質灰鑄鐵。功用：密封氣缸上部，構成燃優(yōu)質灰鑄鐵。功用：密封氣缸上部，構成燃 燒室，是燒室，是供給系、進、排氣系統(tǒng)及冷卻系、供給系、進、排氣系統(tǒng)及冷卻系、 潤滑系的一部分潤滑系的一部分 對燃燒室的要求：對燃燒室的要求：

18、結構緊湊，表面積小結構緊湊，表面積小（減小熱損失、縮短火（減小熱損失、縮短火 焰行程）焰行程） 使壓縮終了具有一定渦流運動使壓縮終了具有一定渦流運動（提高混合氣（提高混合氣 燃燒速度，保證及時充分燃燒）燃燒速度，保證及時充分燃燒） 汽油機燃燒室形狀汽油機燃燒室形狀 楔形楔形 結構簡單緊湊，結構簡單緊湊，能形成擠壓渦能形成擠壓渦 流流 浴盆形浴盆形 結構簡單不緊湊，結構簡單不緊湊，能形成進氣渦能形成進氣渦 流流 半球形半球形 結構緊湊，結構緊湊， 高高，配氣機構復雜，配氣機構復雜 碗形和蓬形碗形和蓬形 0.050.05 0.10.1mmmm 氣缸套氣缸套 水套水套 氣缸體氣缸體 橡膠封橡膠封 水

19、圈水圈 （軸向定位）（軸向定位） （徑向定位）（徑向定位） （徑向定位）（徑向定位） 濕式：濕式：氣缸體水套敞開，缸套與冷卻水直接接觸，壁厚（氣缸體水套敞開，缸套與冷卻水直接接觸，壁厚（ =5=59mm 9mm ），）， 缸套上下端帶橡膠封水圈，缸套上下端帶橡膠封水圈， （氣缸套下端帶（氣缸套下端帶1-31-3道橡膠封水圈），氣缸套道橡膠封水圈），氣缸套 外圓上大下小，方便推入氣缸體內(nèi)孔。外圓上大下小，方便推入氣缸體內(nèi)孔。 濕式缸套壓配時，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面濕式缸套壓配時，上部凸肩頂面高出氣缸體頂面0.05-0.1 0.05-0.1 mmmm，保證密封性。，保證密封性。 優(yōu)點：氣缸套冷

20、卻好；制造成本低；氣缸體鑄造工藝性好。優(yōu)點：氣缸套冷卻好；制造成本低；氣缸體鑄造工藝性好。 缺缺點：氣缸體剛性差，易變形、漏氣、漏水；缸套外圓面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象。點：氣缸體剛性差，易變形、漏氣、漏水；缸套外圓面易產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象。 氣缸蓋氣缸蓋 氣缸墊氣缸墊 u氣缸墊：（足夠強度，耐熱，耐腐蝕，有彈性，拆裝方便，壽命長氣缸墊：（足夠強度，耐熱，耐腐蝕，有彈性，拆裝方便，壽命長） 作用：防止漏氣、漏油、漏水作用：防止漏氣、漏油、漏水 材料與結構：材料與結構： （1 1）金屬金屬+ +石棉：石棉中夾有金屬絲或金屬屑，外覆銅皮或鋼皮，水孔石棉：石棉中夾有金屬絲或金屬屑，外覆銅皮或鋼皮，水孔 和燃燒室孔周圍

21、另用鑲邊增強，以防燒壞，彈性好、耐熱性強，能和燃燒室孔周圍另用鑲邊增強，以防燒壞，彈性好、耐熱性強，能 重復使用，但制造厚度均一性較差，使用時注意光滑面朝氣缸體，重復使用，但制造厚度均一性較差，使用時注意光滑面朝氣缸體， 否則易被燃氣或冷卻水沖壞否則易被燃氣或冷卻水沖壞 （2 2）金屬片：帶凸紋，強度高，沖壓）金屬片：帶凸紋，強度高，沖壓 適用于增壓等強化發(fā)適用于增壓等強化發(fā) 動機動機 3. 3.油底殼油底殼 功用：收集和儲存機油并封閉曲軸箱（用于平分式或龍門式）功用：收集和儲存機油并封閉曲軸箱（用于平分式或龍門式） 柴油機油底殼多用鑄鐵；汽油機油底殼多用鋼板沖壓柴油機油底殼多用鑄鐵；汽油機油

22、底殼多用鋼板沖壓 油標尺有兩道刻線，潤滑油面應在兩刻線間，過高耗油，過低潤滑油標尺有兩道刻線，潤滑油面應在兩刻線間，過高耗油，過低潤滑 不足不足 發(fā)動機的總體布置和機油容量決定油底殼形狀，通常發(fā)動機的總體布置和機油容量決定油底殼形狀，通常后部較深后部較深，以，以 便發(fā)動機縱向傾斜時仍能吸到機油。油底殼內(nèi)設有便發(fā)動機縱向傾斜時仍能吸到機油。油底殼內(nèi)設有擋油板擋油板，避免油，避免油 面波動太大，導致氣阻；底部有面波動太大，導致氣阻；底部有磁性放油塞磁性放油塞，吸附機油中金屬屑，吸附機油中金屬屑， 減少磨損。減少磨損。 低碳鋼板低碳鋼板 銅板銅板 鋁板鋁板 由中央對稱地向四周擴展的順序分次進行，最后

23、一次要用扭由中央對稱地向四周擴展的順序分次進行，最后一次要用扭 力扳手按工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊。力扳手按工廠規(guī)定的數(shù)值擰緊。 目的：目的：1 1、保證密封性、保證密封性 2 2、避免損壞氣缸墊、避免損壞氣缸墊 3 3、保證壓縮比一致性、保證壓縮比一致性 鋁合金氣缸蓋最后須在發(fā)動機冷態(tài)下擰緊，發(fā)動機正常工作鋁合金氣缸蓋最后須在發(fā)動機冷態(tài)下擰緊，發(fā)動機正常工作 時會增加密封性（鋁合金氣缸蓋熱膨脹比鋼螺栓大）；時會增加密封性（鋁合金氣缸蓋熱膨脹比鋼螺栓大）； 鑄鐵氣缸蓋一般在發(fā)動機熱車時最后擰緊，否則裝配時擰緊鑄鐵氣缸蓋一般在發(fā)動機熱車時最后擰緊，否則裝配時擰緊 的螺栓在發(fā)動機工作后不久會松弛。的螺栓在

24、發(fā)動機工作后不久會松弛。 豐田佳美豐田佳美3S-FE3S-FE發(fā)動機氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序發(fā)動機氣缸蓋螺栓的拆、裝卸順序 1 1、連桿、連桿 2 2、連桿襯套、連桿襯套 3 3、連桿軸瓦、連桿軸瓦 4 4、連桿端蓋、連桿端蓋 5 5、螺栓、螺栓 6 6、定位銷、定位銷 7 7、活塞銷、活塞銷 8 8、檔圈、檔圈 9 9、活塞、活塞 1010、油環(huán)、油環(huán) 1111、氣環(huán)、氣環(huán) 1212、氣環(huán)、氣環(huán) 1313、氣環(huán)、氣環(huán) 活塞連桿組由活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等組成等組成 （1 1）功用）功用 : : 承受燃氣壓力，并通過活塞銷傳給連桿，推動曲軸旋轉承受燃氣

25、壓力，并通過活塞銷傳給連桿，推動曲軸旋轉 活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室 （2 2）工作條件）工作條件 ： 高溫、高壓、高速、潤滑不良。活塞直接與高溫氣體接觸，溫度分高溫、高壓、高速、潤滑不良。活塞直接與高溫氣體接觸，溫度分 布不均勻，瞬時高達布不均勻，瞬時高達20002000以上；活塞頂部承受壓力很大，作功行以上；活塞頂部承受壓力很大，作功行 程最大壓力高達程最大壓力高達6 69MPa9MPa，使活塞承受較大沖擊，并承受側壓力作用；，使活塞承受較大沖擊，并承受側壓力作用； 活塞在缸內(nèi)以高速活塞在缸內(nèi)以高速(8 (81212米米/ /秒秒) )往復

26、運動，速度不斷地變化，慣性力往復運動，速度不斷地變化，慣性力 很大，使活塞受很大的附加載荷。很大，使活塞受很大的附加載荷。 （3 3）要求：要求： （1 1）活塞質量小）活塞質量小 往復慣性力小往復慣性力小 （2 2）熱膨脹系數(shù)小）熱膨脹系數(shù)小 冷態(tài)裝配間隙小，減輕敲缸現(xiàn)象冷態(tài)裝配間隙小，減輕敲缸現(xiàn)象 （3 3）導熱性好）導熱性好 減輕熱負荷，第一環(huán)槽不易積碳，減輕熱負荷，第一環(huán)槽不易積碳， 活塞頂不熱裂活塞頂不熱裂 （4 4）耐磨）耐磨 環(huán)槽與裙部不易磨損環(huán)槽與裙部不易磨損 （5 5）耐高溫）耐高溫 機械強度不會隨溫度有較大變化機械強度不會隨溫度有較大變化 （6 6）足夠剛度和強度）足夠剛度

27、和強度 銷座不會彎曲變形；活塞頂不會壓碎銷座不會彎曲變形；活塞頂不會壓碎 （4 4）材料）材料 共晶共晶鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁）鋁硅合金（鑄鋁、鍛鋁） 質量質量 輕，導熱性好，線膨脹系數(shù)小輕，導熱性好，線膨脹系數(shù)小 ，適用于，適用于 一般發(fā)動機一般發(fā)動機 組合式：上部用鋼，下部用鋁合金，沉組合式：上部用鋼，下部用鋁合金，沉 頭螺栓連接頭螺栓連接 剛度好，高溫強度高；剛度好，高溫強度高； 熱膨脹系數(shù)低，裝配間隙小；耐磨；質熱膨脹系數(shù)低，裝配間隙小；耐磨；質 量居中；量居中；適用于極少數(shù)大功率強化柴油適用于極少數(shù)大功率強化柴油 機機 （5 5）工藝）工藝 鑄造、鍛造、模鍛鑄造、鍛造、模鍛 （6 6）

28、結構特點結構特點 由由頂部、頭部、裙部頂部、頭部、裙部組成組成 頂部：頂部：組成燃燒室，易熱裂、壓碎，加工組成燃燒室，易熱裂、壓碎，加工 應光潔，材料應阻熱應光潔，材料應阻熱 活塞連桿組活塞連桿組 第第1 1道氣環(huán)道氣環(huán) 第第2 2道氣環(huán)道氣環(huán) 組合油環(huán)組合油環(huán) 活塞銷活塞銷 活塞活塞 連桿連桿 連桿螺栓連桿螺栓 連桿蓋連桿蓋 連桿軸瓦連桿軸瓦 活塞結構活塞結構 活塞銷座活塞銷座 活塞銷活塞銷 活塞銷卡環(huán)活塞銷卡環(huán) 11活塞頂部活塞頂部 22活塞頭部活塞頭部 33活塞裙部活塞裙部 平頂平頂: :吸熱面積小，制造工藝簡單（四沖程汽油機）吸熱面積小，制造工藝簡單（四沖程汽油機） 凸頂凸頂: :剛性

29、好、強度高，但吸熱面積大，難加工（二沖程汽油剛性好、強度高，但吸熱面積大，難加工（二沖程汽油 機，凸頂利于掃氣）機，凸頂利于掃氣） 凹頂凹頂: :一般用于車用直噴式柴油機，如一般用于車用直噴式柴油機，如 形、四角形、花瓣形形、四角形、花瓣形 燃燒室燃燒室 有些汽油機如：桑塔納有些汽油機如：桑塔納2000GSI2000GSI轎車轎車AJRAJR發(fā)動機的活塞頂是發(fā)動機的活塞頂是 凹頂，主要為減少往復慣性質量，凹頂，主要為減少往復慣性質量，改善混合氣形成和燃燒，改善混合氣形成和燃燒， 有時還可調節(jié)發(fā)動機的壓縮比。有時還可調節(jié)發(fā)動機的壓縮比。活塞安裝需注意朝向。活塞安裝需注意朝向。 頭部頭部（防漏部、

30、環(huán)槽部）（防漏部、環(huán)槽部）油環(huán)槽以上部分油環(huán)槽以上部分 主要作用主要作用： （1 1） 承受燃氣壓力，并傳給連桿承受燃氣壓力，并傳給連桿 （2 2） 與活塞環(huán)一起實現(xiàn)氣缸的密封與活塞環(huán)一起實現(xiàn)氣缸的密封 （3 3） 將活塞頂吸收的熱量通過活塞環(huán)傳導給缸體將活塞頂吸收的熱量通過活塞環(huán)傳導給缸體 結構特點：結構特點： （1 1）活塞內(nèi)腔呈流線型，由活塞頂?shù)淖钚】諒交钊麅?nèi)腔呈流線型，由活塞頂?shù)淖钚】諒街饾u擴大，將逐漸擴大，將 活塞頂吸收熱量平均分給各道活塞環(huán)，避免第一環(huán)過熱活塞頂吸收熱量平均分給各道活塞環(huán)，避免第一環(huán)過熱 （2 2）某）某些汽油機活塞的第一環(huán)槽上方，切出一道窄而寬的隔些汽油機活塞的第

31、一環(huán)槽上方，切出一道窄而寬的隔 熱槽，隔斷傳給第一活塞環(huán)的熱流通路熱槽，隔斷傳給第一活塞環(huán)的熱流通路 （3 3）熱負荷較高時，活塞一般在第一環(huán)槽內(nèi)鑲鑄耐熱材料制熱負荷較高時，活塞一般在第一環(huán)槽內(nèi)鑲鑄耐熱材料制 造的護圈，避免第一道環(huán)槽受熱硬度下降，磨損，導致密造的護圈，避免第一道環(huán)槽受熱硬度下降，磨損，導致密 封不良封不良 （4 4）四沖程汽油機一般有四沖程汽油機一般有2-32-3道氣環(huán)，道氣環(huán)，1 1道油環(huán)，油環(huán)槽內(nèi)鉆道油環(huán)，油環(huán)槽內(nèi)鉆 徑向小孔，刮下缸壁上多余機油，經(jīng)小孔流回油底殼徑向小孔，刮下缸壁上多余機油，經(jīng)小孔流回油底殼 裙部裙部（導向部）油（導向部）油 環(huán)槽底面至活塞環(huán)槽底面至活塞

32、 底端的外圓柱表底端的外圓柱表 面面 主要作用主要作用：（1 1）活塞活塞 往復直線運動導向往復直線運動導向 （2 2）承受側壓力）承受側壓力 發(fā)動機工作時活塞發(fā)動機工作時活塞 裙部的變形包括：裙部的變形包括： 1 1）機械變形：燃氣壓機械變形：燃氣壓 力力F FP P作用在活塞頂，作用在活塞頂， 導致導致銷座彎曲變形；銷座彎曲變形； 裙部受裙部受F FP2 P2擠壓變形 擠壓變形 2 2）熱變形：銷座附近）熱變形：銷座附近 金屬堆積，熱膨脹量金屬堆積，熱膨脹量 大大 （a a）彎曲變形彎曲變形 （b b）擠壓變形擠壓變形 （c c）銷座熱變形）銷座熱變形 （d d）裙部綜合變形）裙部綜合變形

33、 結論：機械變形和熱變形均使結論：機械變形和熱變形均使 裙部斷面變成裙部斷面變成長軸沿活塞銷方長軸沿活塞銷方 向的橢圓向的橢圓 結構特點：結構特點： （1 1）裙部橫斷面呈反橢圓形）裙部橫斷面呈反橢圓形 （活塞裙部加工成短軸沿活塞銷方向）（活塞裙部加工成短軸沿活塞銷方向） （2 2）沿高度方向呈上小下大的圓錐形沿高度方向呈上小下大的圓錐形 （同一截面從上到下溫度（同一截面從上到下溫度 ） （3 3）裙部次推力面?zhèn)乳_裙部次推力面?zhèn)乳_“T”T”形槽或形槽或“ ” ”形槽形槽 （橫向隔熱直槽和縱向膨脹補償斜槽使其側面具有一定（橫向隔熱直槽和縱向膨脹補償斜槽使其側面具有一定 彈性彈性 ） （4 4）銷

34、座附近裙部凹陷）銷座附近裙部凹陷0.51.0mm0.51.0mm （減少金屬堆積，以減少熱變形）（減少金屬堆積，以減少熱變形） （5 5）雙金屬活塞）雙金屬活塞 （銷座內(nèi)側鑲鑄熱膨脹系數(shù)極低的恒范鋼片，減少熱變形）（銷座內(nèi)側鑲鑄熱膨脹系數(shù)極低的恒范鋼片，減少熱變形） （6 6）在活塞裙部不受側壓力的兩邊各挖去一部分（半拖在活塞裙部不受側壓力的兩邊各挖去一部分（半拖 裙式裙部）。減輕活塞質量，減少往復慣性力，利于裙裙式裙部）。減輕活塞質量，減少往復慣性力，利于裙 部導向，防止脹缸；可縮短連桿長度，使發(fā)動機結構更部導向，防止脹缸；可縮短連桿長度，使發(fā)動機結構更 緊湊。緊湊。 冷態(tài)敲缸現(xiàn)象冷態(tài)敲缸現(xiàn)

35、象： 活塞裝配時應留有間隙。活塞裝配時應留有間隙。 冷態(tài)裝配無間隙或過小，工作時的機械冷態(tài)裝配無間隙或過小，工作時的機械 變形和熱變形使其裙部直徑增大，易拉變形和熱變形使其裙部直徑增大，易拉 傷氣缸壁（稱拉缸），造成漏氣、竄機傷氣缸壁（稱拉缸），造成漏氣、竄機 油或活塞卡死。油或活塞卡死。 冷態(tài)裝配間隙使活塞工作時側壓力方向冷態(tài)裝配間隙使活塞工作時側壓力方向 產(chǎn)生交替變化，形成金屬敲缸聲，加劇產(chǎn)生交替變化，形成金屬敲缸聲，加劇 裙部磨損。發(fā)動機冷車時敲缸現(xiàn)象更嚴裙部磨損。發(fā)動機冷車時敲缸現(xiàn)象更嚴 重。重。 減輕冷態(tài)敲缸現(xiàn)象的主要結構措施減輕冷態(tài)敲缸現(xiàn)象的主要結構措施： （1 1）活塞銷偏置：活

36、塞銷偏置：偏向主推力面?zhèn)绕蛑魍屏γ鎮(zhèn)?12mm12mm，使活塞越過上止點，使活塞越過上止點前前完成推力完成推力 面?zhèn)鹊膿Q向，面?zhèn)鹊膿Q向，避免峰值壓力時刻過渡避免峰值壓力時刻過渡， 減輕敲缸現(xiàn)象，但加大裙部尖角處磨損，減輕敲缸現(xiàn)象，但加大裙部尖角處磨損， 常用于汽油機。常用于汽油機。 （2 2）減少冷態(tài)裝配間隙：將其減少冷態(tài)裝配間隙：將其制成反橢制成反橢 圓裙部斷面，牽制裙部工作時的熱變形，圓裙部斷面，牽制裙部工作時的熱變形， 在保證工作時不拉缸的前提下減小活塞在保證工作時不拉缸的前提下減小活塞 裝配間隙，減輕冷車敲缸現(xiàn)象。裝配間隙，減輕冷車敲缸現(xiàn)象。 分成氣環(huán)和油環(huán)分成氣環(huán)和油環(huán) （一）作用

37、：密封密封 調節(jié)機油（控油）調節(jié)機油（控油） 導熱（傳熱）導熱（傳熱） 導向（支承）導向（支承） 1 1、氣環(huán)：、氣環(huán)：（1 1）密封（防止燃氣漏入曲軸箱，密封（防止燃氣漏入曲軸箱，提高熱效率提高熱效率） （2 2）傳熱（將活塞頭部吸收的大部分熱量傳導給）傳熱（將活塞頭部吸收的大部分熱量傳導給 缸壁）缸壁） （3 3）支承：將活塞保持在氣缸中，防止與缸壁直支承：將活塞保持在氣缸中，防止與缸壁直 接接觸，保證活塞平順運動，降低摩擦阻力，防止活塞接接觸，保證活塞平順運動，降低摩擦阻力，防止活塞 敲缸。敲缸。 2 2、油環(huán)：、油環(huán)：（1 1）潤滑（缸壁上鋪油膜）潤滑（缸壁上鋪油膜，保證正常潤滑，保證

38、正常潤滑） （2 2）刮油（缸壁上多余機油刮回曲軸箱）刮油（缸壁上多余機油刮回曲軸箱） （3 3）輔助密封）輔助密封 （二）工作特點： （1 1）高溫、高壓、高速，潤滑不良，磨損嚴重）高溫、高壓、高速，潤滑不良，磨損嚴重 （2 2）交變的彎曲應力（氣缸壁沿高度方向有加工錐度，環(huán)有）交變的彎曲應力（氣缸壁沿高度方向有加工錐度，環(huán)有 開口）。開口）。 （三）要求： （1 1）足夠的強度、沖擊韌性）足夠的強度、沖擊韌性 （2 2）耐高溫（第）耐高溫（第1 1道氣環(huán)）、耐磨道氣環(huán)）、耐磨 （四）材料： （1 1）一般用）一般用合金鑄鐵合金鑄鐵（SiMnMoSiMnMo球鐵）球鐵） ，少數(shù)高速強化柴油，

39、少數(shù)高速強化柴油 機用鋼片環(huán)（提高彈力和沖擊韌性）機用鋼片環(huán)（提高彈力和沖擊韌性） （2 2）第第1 1道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻或鉬，利于磨道氣環(huán)的工作表面一般都鍍上多孔性鉻或鉬，利于磨 合、減磨和抗拉毛、硬度高，能儲存少量機油，改善潤滑合、減磨和抗拉毛、硬度高，能儲存少量機油，改善潤滑 （3 3）其余氣環(huán)一般鍍錫（鑄鋁活塞）或磷化（鍛鋁活塞）其余氣環(huán)一般鍍錫（鑄鋁活塞）或磷化（鍛鋁活塞） 改善磨合性能改善磨合性能 （五）氣環(huán)的密封機理 第一密封面（裝入氣缸時第一密封面（裝入氣缸時 產(chǎn)生的產(chǎn)生的初始彈力初始彈力F F1 1） 第二密封面（第二密封面（燃氣壓力燃氣壓力F F2 2） 氣

40、環(huán)切口端呈迷宮式布置氣環(huán)切口端呈迷宮式布置 1 1、第一密封面很重要，若、第一密封面很重要，若 失效，第二密封面無法建失效，第二密封面無法建 立，立，氣環(huán)裝入氣缸時產(chǎn)生氣環(huán)裝入氣缸時產(chǎn)生 的初始彈力的初始彈力F F1 1很重要。很重要。 2 2、書本、書本6464頁圖頁圖2 22828可知，可知， 第一道氣環(huán)的初始彈力第一道氣環(huán)的初始彈力F F1 1 要求最小，隨后氣環(huán)要求最小，隨后氣環(huán)的初的初 始彈力始彈力F F1 1依次增大。依次增大。 氣環(huán)的密封機理氣環(huán)的密封機理 （六）氣環(huán)的結構特點： （1 1）切口形狀：）切口形狀： 1 1）直角切口：）直角切口：工藝性好，密封差工藝性好，密封差 2

41、 2）階梯切口：密封好，工藝性差）階梯切口：密封好，工藝性差 3 3）斜切口：）斜切口：介于中間，尖角易折斷介于中間，尖角易折斷 4 4）帶防轉銷釘槽切口：）帶防轉銷釘槽切口：方向不可裝方向不可裝 反，否則，漏氣量急劇增加反，否則，漏氣量急劇增加 （2 2）氣環(huán)的斷面形狀：）氣環(huán)的斷面形狀： 1 1）矩形環(huán)矩形環(huán)：工藝最簡單，導熱性好，存在工藝最簡單，導熱性好，存在 “泵油泵油”現(xiàn)象現(xiàn)象 矩形環(huán)的矩形環(huán)的“泵油泵油”作用原理：作用原理： 活塞下行：進氣行程，環(huán)與缸壁的摩擦活塞下行：進氣行程，環(huán)與缸壁的摩擦 阻力及環(huán)自身慣性，環(huán)緊靠環(huán)槽上側平阻力及環(huán)自身慣性，環(huán)緊靠環(huán)槽上側平 面，缸壁上機油被刮

42、入下邊隙與背隙；面，缸壁上機油被刮入下邊隙與背隙； 膨脹作功行程，燃氣壓力的作用大于摩膨脹作功行程，燃氣壓力的作用大于摩 擦阻力和慣性的影響，環(huán)被壓緊在環(huán)槽擦阻力和慣性的影響，環(huán)被壓緊在環(huán)槽 的下側平面，下邊隙與背隙內(nèi)的機油上的下側平面，下邊隙與背隙內(nèi)的機油上 竄。竄。 活塞上行，在活塞上行，在摩擦阻力、慣性、缸內(nèi)氣體摩擦阻力、慣性、缸內(nèi)氣體 壓力作用下，壓力作用下，環(huán)緊靠在環(huán)緊靠在環(huán)槽下側平面，環(huán)槽下側平面， 下邊隙與背隙內(nèi)的機油上竄。下邊隙與背隙內(nèi)的機油上竄。 矩形環(huán)矩形環(huán)“泵油泵油”作用，氣缸壁上的作用，氣缸壁上的 機油源源不斷上竄入燃燒室內(nèi)燒掉，機油源源不斷上竄入燃燒室內(nèi)燒掉， 使排氣

43、管冒藍煙。使排氣管冒藍煙。 2）扭曲環(huán)： a a）正扭曲環(huán)：內(nèi)圓上邊緣切去部分金屬或外圓下邊緣切去部分）正扭曲環(huán)：內(nèi)圓上邊緣切去部分金屬或外圓下邊緣切去部分 b b）反扭曲環(huán)：內(nèi)圓下邊緣切去部分金屬或外圓上邊緣切去部分）反扭曲環(huán)：內(nèi)圓下邊緣切去部分金屬或外圓上邊緣切去部分 扭曲環(huán)成因：扭曲環(huán)成因： 活塞環(huán)裝入氣缸，外側氣缸壁作用力活塞環(huán)裝入氣缸，外側氣缸壁作用力F F1 1與內(nèi)側環(huán)彈力與內(nèi)側環(huán)彈力F F2 2不在一條不在一條 直線上，產(chǎn)生扭曲力矩直線上，產(chǎn)生扭曲力矩MM，使環(huán)邊緣與環(huán)槽上下平面都接觸，避，使環(huán)邊緣與環(huán)槽上下平面都接觸，避 免免 “ “泵油泵油”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 環(huán)的扭曲變形應使環(huán)的

44、扭曲變形應使環(huán)端面與氣缸壁形成的楔形尖角向下環(huán)端面與氣缸壁形成的楔形尖角向下。（活塞向。（活塞向 上運動，上運動，“油楔油楔”作用使環(huán)懸浮于氣缸壁，改善潤滑，減少阻力；作用使環(huán)懸浮于氣缸壁，改善潤滑，減少阻力； 活塞向下運動，向下刮油。若裝反使尖角朝上，則向上運動時刮活塞向下運動，向下刮油。若裝反使尖角朝上，則向上運動時刮 油，使機油消耗率劇增，排氣冒藍煙）。油，使機油消耗率劇增，排氣冒藍煙）。 扭曲環(huán)優(yōu)點：扭曲環(huán)優(yōu)點： a a）密封性、磨合性好（線接觸）密封性、磨合性好（線接觸） b b）防止）防止“泵油泵油” c c）形成油楔，改善潤滑）形成油楔，改善潤滑 d d）提高刮油能力）提高刮油能

45、力 缺點：缺點： a a）扭轉角不超過）扭轉角不超過11，工藝性差，工藝性差 b b）不可裝反，環(huán)上有朝上記號）不可裝反，環(huán)上有朝上記號 3 3）錐形）錐形環(huán)環(huán)： 小錐角，不超過小錐角，不超過2 2 ，方向不可裝反。，方向不可裝反。 （正確安裝（正確安裝錐頂向上）優(yōu)缺點同扭曲環(huán)，仍有錐頂向上）優(yōu)缺點同扭曲環(huán)，仍有“泵油泵油” 現(xiàn)象。現(xiàn)象。 4 4）梯形環(huán)）梯形環(huán)： 交替變化方向的側壓力，使環(huán)槽間隙時大時小，能擠出間隙交替變化方向的側壓力，使環(huán)槽間隙時大時小，能擠出間隙 中的結焦，避免環(huán)因粘結而折斷，常用第一道氣環(huán)。缺點：中的結焦，避免環(huán)因粘結而折斷，常用第一道氣環(huán)。缺點： 環(huán)上、下兩平面難以精

46、磨，工藝性差，仍有環(huán)上、下兩平面難以精磨，工藝性差，仍有“泵油泵油”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 5 5）桶形環(huán)桶形環(huán)：與氣缸壁凸圓弧面接觸與氣缸壁凸圓弧面接觸 優(yōu)點：優(yōu)點： a a）活塞上下移動均能形成油楔，改善潤滑）活塞上下移動均能形成油楔，改善潤滑 b b）避免棱緣負荷，適應活塞的擺動及氣缸表面）避免棱緣負荷，適應活塞的擺動及氣缸表面 c c）密封性改善）密封性改善 缺缺點：點： a a）工藝性差）工藝性差 b b）仍有）仍有“泵油泵油”現(xiàn)象現(xiàn)象 通常第一道氣環(huán)采用矩形、桶形環(huán)；錐形環(huán)、扭曲環(huán)常用于通常第一道氣環(huán)采用矩形、桶形環(huán)；錐形環(huán)、扭曲環(huán)常用于 第二道氣環(huán)；梯形環(huán)則多用于柴油機。第二道氣環(huán)；梯形環(huán)

47、則多用于柴油機。 （七）油環(huán)的結構特點： （1 1）油環(huán)置于最后一道環(huán)槽，背隙內(nèi)氣體壓力極低，須具有較大）油環(huán)置于最后一道環(huán)槽，背隙內(nèi)氣體壓力極低，須具有較大 的初始彈力的初始彈力 （2 2）油環(huán)內(nèi)均勻分布若干個中間泄油孔，設計時需提高其與氣缸）油環(huán)內(nèi)均勻分布若干個中間泄油孔，設計時需提高其與氣缸 壁的接觸比壓，提高刮油能力壁的接觸比壓，提高刮油能力 （3 3）油環(huán)分為兩種類型：）油環(huán)分為兩種類型： 1 1）普通槽孔式油環(huán)：）普通槽孔式油環(huán)：合金鑄鐵，鼻形倒角合金鑄鐵，鼻形倒角 2 2）組合鋼片式油環(huán)：接觸比壓大，刮油能力強，泄油通路大，）組合鋼片式油環(huán)：接觸比壓大，刮油能力強，泄油通路大，

48、慣性質量小，但制造成本高慣性質量小，但制造成本高 組合油環(huán)組合油環(huán) 1- 1-上刮片上刮片 2- 2-襯簧襯簧 3- 3-下刮片下刮片 4- 4-活塞活塞 （八）活塞環(huán)表面處理 鍍鉻環(huán)：鍍鉻環(huán)：表面松孔鍍鉻，鍍鉻層硬度高（表面松孔鍍鉻，鍍鉻層硬度高（800HV800HV以以 上），摩擦系數(shù)小，松孔鍍鉻層有良好的貯油結構，上），摩擦系數(shù)小，松孔鍍鉻層有良好的貯油結構， 顯著提高耐磨性。顯著提高耐磨性。 氮化環(huán)：氮化環(huán)：氮化層硬度氮化層硬度950HV950HV以上，脆性以上，脆性1 1級，有良好級，有良好 的耐磨性和耐蝕性。的耐磨性和耐蝕性。 滲陶環(huán)：滲陶環(huán)：用超微粒低溫等離子體化學氣相沉積技術，

49、用超微粒低溫等離子體化學氣相沉積技術， 在金屬表面生成一種雙向擴散的微晶體與網(wǎng)絡結構在金屬表面生成一種雙向擴散的微晶體與網(wǎng)絡結構 并存的金屬陶瓷薄膜。增加表面硬度，延長使用壽并存的金屬陶瓷薄膜。增加表面硬度，延長使用壽 命。命。 表面磷化：表面磷化：經(jīng)化學處理，在活塞環(huán)表面生成磷化膜，經(jīng)化學處理，在活塞環(huán)表面生成磷化膜， 起防銹作用，同時提高環(huán)的初期磨合性。起防銹作用，同時提高環(huán)的初期磨合性。 表面氧化：表面氧化：高溫和強氧化劑條件下，鋼質材料表面生高溫和強氧化劑條件下，鋼質材料表面生 成氧化膜，提高耐腐蝕性，起減磨、潤滑作用。成氧化膜，提高耐腐蝕性，起減磨、潤滑作用。 活塞環(huán)安裝注意活塞環(huán)安

50、裝注意 安裝順序，先裝油環(huán)，再裝氣環(huán)，安裝順序，先裝油環(huán)，再裝氣環(huán)， 由下至上安裝；由下至上安裝； 活塞環(huán)頂面上有活塞環(huán)頂面上有“TOP”TOP”標記，標記， 裝配時此面朝上；裝配時此面朝上； 活塞環(huán)裝入活塞，活塞環(huán)及環(huán)槽活塞環(huán)裝入活塞，活塞環(huán)及環(huán)槽 均涂抹干凈潤滑油；均涂抹干凈潤滑油； 安裝組合油環(huán)時按先襯簧，后下安裝組合油環(huán)時按先襯簧，后下 鋼片，最后上鋼片的順序；避免鋼片，最后上鋼片的順序；避免 在活塞推入氣缸時，造成襯簧開在活塞推入氣缸時，造成襯簧開 口重疊，應將上下鋼片開口與襯口重疊，應將上下鋼片開口與襯 簧接頭錯開簧接頭錯開90120 90120 避免可燃混合氣從活塞環(huán)開口間避免可

51、燃混合氣從活塞環(huán)開口間 隙泄漏，裝配活塞環(huán)時，活塞環(huán)隙泄漏，裝配活塞環(huán)時，活塞環(huán) 開口方向互相錯開開口方向互相錯開120120，不要將，不要將 活塞環(huán)開口位置放在活塞銷處，活塞環(huán)開口位置放在活塞銷處， 應錯開應錯開3030 第一道氣環(huán)不能錯裝第一道氣環(huán)不能錯裝 注意錐形環(huán)、扭曲環(huán)方向注意錐形環(huán)、扭曲環(huán)方向 第第4 4道（底）環(huán)開口道（底）環(huán)開口 第第2 2道環(huán)開口道環(huán)開口 第第1 1道（頂）環(huán)開口道（頂）環(huán)開口 第第3 3道環(huán)開口道環(huán)開口 （一）活塞銷（一）活塞銷 1 1）作用作用：連接活塞和連桿小頭，將活塞承受氣體力傳給連桿連接活塞和連桿小頭，將活塞承受氣體力傳給連桿 2 2）要求：要求：（

52、1 1）足夠的剛度、強度）足夠的剛度、強度 （2 2）表面耐磨，內(nèi)部有較好韌性和較高疲勞強度）表面耐磨，內(nèi)部有較好韌性和較高疲勞強度 （3 3）質量小）質量小 3 3）材料與工藝材料與工藝： 一般用低碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)表面滲碳或滲氮處理以提一般用低碳鋼或低碳合金鋼，經(jīng)表面滲碳或滲氮處理以提 高心部沖擊韌性和表面硬度，再精磨和研磨（某些用高心部沖擊韌性和表面硬度，再精磨和研磨（某些用優(yōu)質高優(yōu)質高 碳鋼制成，外表面經(jīng)淬火處理和磨削加工）碳鋼制成，外表面經(jīng)淬火處理和磨削加工） 表面硬度為表面硬度為HRC57-65HRC57-65 4 4）結構特點結構特點：管狀管狀 （1 1）等截面圓柱形）等截面圓

53、柱形：易加工，但質量大：易加工，但質量大 （2 2）兩段截錐形：等強度梁，質量小，但難加工）兩段截錐形：等強度梁，質量小，但難加工 （3 3）組合形：居中）組合形：居中 5 5）活塞銷連接方式活塞銷連接方式： 活塞銷與銷座孔和連桿小頭襯套孔的活塞銷與銷座孔和連桿小頭襯套孔的 連接配合，一般用連接配合，一般用“全浮式全浮式”； 發(fā)動機運轉中，活塞銷不僅可以在連發(fā)動機運轉中，活塞銷不僅可以在連 桿小頭襯套孔內(nèi)轉動，還能在銷座孔內(nèi)緩慢桿小頭襯套孔內(nèi)轉動，還能在銷座孔內(nèi)緩慢 轉動，使活塞銷表面磨損均勻，在活塞銷座轉動，使活塞銷表面磨損均勻，在活塞銷座 兩端用卡簧定位，防止銷軸向竄動。兩端用卡簧定位，防

54、止銷軸向竄動。 因鋁材活塞膨脹系數(shù)大于鋼質活塞銷，因鋁材活塞膨脹系數(shù)大于鋼質活塞銷， 為保證運行中的配合間隙，冷態(tài)時，活塞與為保證運行中的配合間隙，冷態(tài)時，活塞與 活塞銷屬于過渡配合。活塞銷屬于過渡配合。 裝配時，先將鋁合金活塞預熱后，再裝配時，先將鋁合金活塞預熱后，再 將銷裝入。將銷裝入。 1 1）作用：作用：將活塞承受力傳給曲軸將活塞承受力傳給曲軸 ，將活塞往復直線運動，將活塞往復直線運動 轉變?yōu)榍S的旋轉運動。轉變?yōu)榍S的旋轉運動。 2 2）工作特點：工作特點：復雜平面運動，承受壓縮、拉伸、彎曲等復雜平面運動，承受壓縮、拉伸、彎曲等 交變載荷。交變載荷。 3 3）受力：受力：活塞頂?shù)臍怏w

55、力；活塞頂?shù)臍怏w力； 活塞組和連桿小頭的往復慣性力；活塞組和連桿小頭的往復慣性力； 連桿本身繞活塞銷作變速擺動時的橫向慣性力連桿本身繞活塞銷作變速擺動時的橫向慣性力 4 4）要求：要求：在質量盡可能小的前提下有足夠剛度和強度。在質量盡可能小的前提下有足夠剛度和強度。 剛度不足的影響：剛度不足的影響： （1 1）大頭孔失圓：）大頭孔失圓：燒軸瓦，甚至咬死。燒軸瓦，甚至咬死。 （2 2）桿身彎曲：偏磨，漏氣，竄機油。）桿身彎曲：偏磨，漏氣，竄機油。 5 5）材料與工藝：材料與工藝： 4545 優(yōu)質中碳鋼或合金鋼（ 優(yōu)質中碳鋼或合金鋼（35CrMo35CrMo、42Cr42Cr等）等）經(jīng)模鍛而成。經(jīng)

56、模鍛而成。 6 6）結構特點：結構特點： 由連桿小頭由連桿小頭1 1、桿身、桿身2 2、連桿、連桿 大頭大頭3 3（包括連桿蓋（包括連桿蓋9 9）三部）三部 分組成。分組成。 （1 1）連桿小頭連桿小頭： 壓入減磨的錫青銅襯套壓入減磨的錫青銅襯套4 4，小，小 頭頂部鑄有工藝凸臺，減重；頭頂部鑄有工藝凸臺，減重； 小頭頂部開有潤滑油槽，收小頭頂部開有潤滑油槽，收 集飛濺油霧，潤滑活塞銷。集飛濺油霧，潤滑活塞銷。 （2 2）桿身：桿身： 制成制成“工工”字形斷面，在剛字形斷面，在剛 度足夠的前提下盡可能減少度足夠的前提下盡可能減少 慣性質量，慣性質量，表面經(jīng)過強力噴表面經(jīng)過強力噴 丸處理，提高抗

57、疲勞強度，丸處理，提高抗疲勞強度， 有些桿身鉆有潤滑油道。有些桿身鉆有潤滑油道。 4 5 6 7 1- 1-連桿小頭連桿小頭 2- 2-桿身桿身 3- 3-連桿大頭連桿大頭 4- 4-襯套襯套 5- 5-軸瓦軸瓦 8 9 6- 6-軸瓦上的凸肩軸瓦上的凸肩 7- 7-連桿螺栓連桿螺栓 8- 8-潤滑油槽潤滑油槽 9- 9-連桿蓋連桿蓋 （3 3）連桿大頭：連桿大頭： 制造成分開的，便于拆裝活塞連桿組。制造成分開的，便于拆裝活塞連桿組。 連桿與連桿蓋之間有配對記號，拆裝連桿與連桿蓋之間有配對記號，拆裝 時應注意一致。時應注意一致。 連桿大頭孔內(nèi)過盈壓入兩半薄壁鋼軸連桿大頭孔內(nèi)過盈壓入兩半薄壁鋼軸

58、 瓦，內(nèi)表面涂有瓦，內(nèi)表面涂有0.30.7mm0.30.7mm厚的厚的減磨合減磨合 金層，金層，起起保持油膜、減少摩擦阻力和保持油膜、減少摩擦阻力和 易于磨合易于磨合的作用（巴氏合金、銅鋁合的作用（巴氏合金、銅鋁合 金、高錫鋁合金），軸瓦背面制有金、高錫鋁合金），軸瓦背面制有定定 位凸肩，防止軸瓦轉動位凸肩，防止軸瓦轉動；軸瓦內(nèi)表面；軸瓦內(nèi)表面 開有開有油槽油槽用以用以儲油儲油和作和作垃圾槽垃圾槽。 連桿大頭分為：連桿大頭分為： 整體式：整體式：用滾柱軸承（曲軸為組合用滾柱軸承（曲軸為組合 式）式）用于小型二沖程汽油機用于小型二沖程汽油機 剖分式：剖分式：平切口或斜切口平切口或斜切口 連桿軸瓦

59、受力分析：連桿軸瓦受力分析： 連桿小頭軸承承受氣體力和活塞組的連桿小頭軸承承受氣體力和活塞組的 往復慣性力；連桿大頭軸承及曲軸主往復慣性力；連桿大頭軸承及曲軸主 軸承承受小頭傳來的力和曲軸的離心軸承承受小頭傳來的力和曲軸的離心 慣性力慣性力 連桿軸瓦連桿軸瓦 1 1、鋼背、鋼背 2 2、油槽、油槽 3 3、定位凸鍵、定位凸鍵 4 4、減摩合金、減摩合金 更換連桿時注意同一臺發(fā)動機的連桿重量相同更換連桿時注意同一臺發(fā)動機的連桿重量相同 7 7）汽車發(fā)動機汽車發(fā)動機連桿分類：連桿分類： （1 1）平切口）平切口：連桿大頭沿著與桿身軸線：連桿大頭沿著與桿身軸線 垂直的方向切開，用于垂直的方向切開，用

60、于汽油機和小功汽油機和小功 率柴油機。率柴油機。 特點：特點：定位可靠，結構簡單定位可靠，結構簡單（連桿螺栓（連桿螺栓 上精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分與上精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分與 精加工的連桿螺栓孔保證）精加工的連桿螺栓孔保證） （2 2）斜切口：）斜切口：連桿大頭沿著與桿身軸線連桿大頭沿著與桿身軸線 成成3030或或60 60 夾角切開，用于曲柄銷直夾角切開，用于曲柄銷直 徑較粗的大功率柴油機。徑較粗的大功率柴油機。 特點：特點：定位不可靠（切口方向受附加剪定位不可靠（切口方向受附加剪 切力，連桿螺栓易剪斷，連桿蓋脫落切力，連桿螺栓易剪斷，連桿蓋脫落 會擊穿氣缸體）。會擊穿氣缸體）。