山西省農業機械化學校教案授課日期2013、9、23時復習提問5分鐘所需學時4間分內容講授分鐘累計學時酉己課堂小結5分鐘課題：項目二曲柄連桿機構的構造與檢修任務3活塞環與活塞銷的構造與檢修教學目的：1、掌握活塞連桿組的組成；掌握活塞環的結構和密封原理。2、掌握活塞連桿組的正確拆裝；掌握活塞環的檢測教學重點：活塞環的拆裝與檢測教學難點：活塞環的密封原理教學方法及教改手段：理實一體教學教學用具：豐田-5A解剖發動機；農用車柴油發動機教材分析及教學內容：

任務3活塞環和活塞銷的檢測回憶前面的內容導入新課：活塞連桿組是發動機的傳動件，它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉并輸出動力?；钊B桿組主要由活塞、活塞環、活塞銷及連桿等組成。如圖所示：相關知識一、活塞環活塞環安裝在活塞環槽內，其作用是密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止竄氣，同時氣環還起刮油、布油的輔助作用，使活塞往復運動更圓滑活塞環按其功用可分為氣環和油環兩類。1、氣環：氣環也叫壓縮環。作用：（1）密封：防止氣缸內的氣體竄入油底殼；傳熱：將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁；輔助刮油、布油。一般汽油機設有2道氣環，而柴油機由于壓縮比高，常設有3道氣環。通常在保證密封的前提下，盡可能減少環數。密封原理：(1)第一密封面的建立：環在自由狀態下，環外徑〉缸徑，裝缸后在其彈力P0作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。(2)第二密封面的建立：活塞環在運動時產生慣性力Pj，與缸壁間產生摩擦力F，以及側隙有氣體壓力P1,在這三個力的共同作用下，使環靠在環槽的上側或下側，形成第二密封面。(3)氣環的第二次密封：竄入背隙和側隙的氣體，使環對缸壁和環槽進一步壓緊，加強了第一、二密封面的密封。這樣，由切口相互錯開的幾道氣環所構成的“迷宮式”封氣裝置，就足以對氣缸中的高壓燃氣進行有效的密封。氣環的密封原理1-第一密封面；2-第二密封面；P「第一密封面的壓緊力；P鼠第二密封面的壓緊力；P氣缸內氣體壓力；P1-環側氣體壓力；P2-背壓力；P0-環的彈力；P-環的慣性力；F-環與缸壁的摩擦力j活塞環的間隙發動機工作時，為保證氣缸的密封性，防止環卡死在缸內或脹死于環槽中，安裝時，活塞環應留有端隙、側隙和背隙。如圖所示：(1)端隙△1:又稱開口間隙，是活塞環裝入氣缸后開口處的間隙。一般為0.25mm?0.50mm；(2)側隙△2：又稱邊隙，是環高方向上與環槽之間的間隙。第一道環因溫度高，一般為0.04mm?0.10mm；其它氣環一般為0.03mm?0.07mm。油環一般側隙較小，一般為0.025mm?0.07mm；(3)背隙△3：是活塞環裝入氣缸后，活塞環背面與環槽底部的間隙。一般為0.5mm?1mm。油環的背隙較氣環大，目的是增大存油間隙，以利于減壓泄油。圖2-37活塞環的間隙1-氣缸；2-活塞環；3-活塞；△]-開口間隙；△2-側隙；43-背隙活塞環的泵油作用及危害原因：(1)存在側隙和背隙；(2)環運動時在環槽中靠上靠下?，F象：當活塞帶著環下行(進氣行程)時，環靠在環槽的上方，環從缸壁上刮下的潤滑油充入環槽下方；當活塞又帶著環上行(壓縮行程)時，環又靠在環槽的下方，同時將油擠壓到環槽上，如此反復，就將潤滑油泵到活塞頂。

圖2-41活塞環的泵油作用危害：增加了潤滑油的消耗；火花塞沾油不跳火；燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；環槽內形成積炭，擠壓活塞環而失去密封性；加劇了氣缸的磨損。氣環的斷面形狀：氣環按斷面形狀有以下幾種類型：矩形環、錐面環、扭曲環、梯形環和桶面環。如圖所示：a）矩形環；b）錐形環；c）內切□扭曲環；d）外切口扭曲環；e）梯形環；f）桶形環矩形環：結構簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。錐形環1）特點：與缸壁線接觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。2）安裝注意：錐角朝下（在環端有向上或TOP等標記）；錐形環傳熱性差，常裝到第二、三道環槽上。扭曲環：將矩形環內圓上方或外圓下方切成臺階或倒角而成。扭曲原理：當活塞環裝入氣缸后，環受到壓縮產生彎曲變形，斷面中性層以外產生拉應力、中性層以外產生壓應力，矩形環由于中性層內外斷面不對稱，使F和F不在同一平面內，從而形成力偶M,在力偶的作用下，活塞環發生微量的扭曲變形。圖2-44扭曲環的作用原理

a）矩形環；b）扭曲環特點：具有錐形環的特點；減小了泵油作用；作功行程環不再扭曲，兩個密封面達到完全接觸，利于散熱。安裝：內上切扭曲環裝入第一道環槽，外下切扭曲環裝入第二、三道環槽。桶形環：其特點為環的外圓面為凸圓弧形；環面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負荷；環上下運動時，均能形成楔形油膜。梯形環：當活塞在側壓力作用下左、右換向時，環的側隙和背隙將不斷變化，使膠狀油焦不斷從環槽中被擠出。梯形環用于熱負荷較大的柴油機的第一道環。

圖2-45梯形環工作情況1-氣缸壁；2-活塞；3-扭曲環2、油環：正稱為刮油環。功用：用來將氣缸壁上多余的機油刮回油底殼，并在氣缸壁上均勻地布油，此外，油環也兼起密封作用。通常發動機有1?2道油環。油環分為普通油環和組合油環兩種，如圖所示。（1）整體式：其外圓上切有環形槽，槽底開有回油用的小孔或窄槽。(2)組合式：由上下刮油片和產生徑向、軸向彈力的襯簧組成。其特點為密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧長大于刮片長而產生徑向力。第二密封面，靠軸向力，因襯簧和鋼片總厚度大于環槽高而產生軸向力。無側隙，無竄油。刮油能力強：因鋼片薄，對缸壁比壓大。上下片可分別動作，適應性好?；赜湍芰?。圖2-46組合式油環1-鋼片；2-襯簧；3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞二、活塞銷活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿?；钊N一般用低碳合金鋼制造，為減輕重量，增加剛度，活塞銷通常做成空心圓柱體，外表面進行滲碳或滲氮處理以提高表面硬度，以保證內部具有一定的沖擊韌性。如圖所示?；钊N與活塞銷座孔和連桿小頭襯套的連接配合，有全浮式和半浮式兩種：

圖2-27活塞銷(全浮式：在發動機運轉過程中，活塞銷能在連力慢地轉動，保證活塞銷外表面均勻磨損。。動而刮傷氣缸壁，在活塞銷座兩端加裝卡由于鋁合金活塞銷座受熱膨脹量大于作時有正常配合間隙(0.01?0.02mm),在冷態裝配時活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合。所以在裝配時，為防刮傷配合表面，先將活塞放入353?373K(80?100℃)的水或油中加熱后，再將活塞銷裝入。半浮式：活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭孔之間一處為過盈配合，一處為間隙配合。通?；钊N與連桿小頭之間為過盈配合，活塞銷與活塞銷座孔之間為間隙配合?；钊N不會發生軸向竄動，不需要安置卡環，也省去了連桿小頭襯套。這種連接方式結構簡單，適用于輕型高速發動機。如夏利轎車TJ—376-Q型發動機。實踐操作操作一活塞環的拆裝活塞環的拆卸1、用活塞環鉗拆下第一道、第二道氣環。如圖2-29所示。注意，第二道氣環為錐面環，有朝上記號；拆下的環順序擺放。

圖2-29活塞環的拆卸2、用手拆卸組合式油環的上下刮片，再拆卸襯環。注意不要用力過大，以防環變形、折斷；拆下的環順序擺放。活塞環的安裝1、清潔活塞環槽和活塞環2、用手安裝組合式油環的襯環，再裝上下刮片。注意不要用力過大。3、用活塞環鉗安裝第一、第二道氣環。注意第二道氣環的朝上記號，不能裝反。操作二活塞環的檢測邊間隙的測量1、清除環槽內的積碳，清洗干凈活塞環和活塞2、讓活塞環在相應的環槽內滾動一圈，要求環能靈活滾動，不松曠，不卡滯。3、用塞尺測量邊間隙，至少在圓周上均勻測三處。如圖2-30。測量時應該注意：根據邊間隙的標準值選取合適厚薄的塞尺片；塞尺插入間隙能抽動且感覺稍有阻力為合適；塞尺片不能折彎；使用前后均應清潔塞尺片。圖2-30邊間隙的測量

端間隙的測量1、清潔活塞環和汽缸內部，在活塞連桿組件上做距活塞頂97mm的標記。2、活塞環裝入汽缸，用活塞頭部將環推到記號位置。即活塞環位于距汽缸上面97mm的位置（此處汽缸沒有磨損），如圖2-31所示。操作時應注意，推動環要“穩”，環推入應“平”。3、選用合適的塞尺測量活塞環的端間隙。如圖2-32所示：背間隙的測量操作三活塞銷的拆裝活塞銷的拆卸（以全浮式為例）1、用尖嘴鉗將活塞銷孔兩側的卡簧取出，如圖2-33所示2、用專業工具拆卸活塞銷，如圖2-34所示?；蛘哂勉|頭將活塞銷從活塞和連桿小頭襯套內銃出。圖操作三活塞銷的拆裝活塞銷的拆卸（以全浮式為例）1、用尖嘴鉗將活塞銷孔兩側的卡簧取出，如圖2-33所示2、用專業工具拆卸活塞銷，如圖2-34所示?；蛘哂勉|頭將活塞銷從活塞和連桿小頭襯套內銃出。圖2-34活塞銷的拆卸圖2-33活塞銷卡簧的拆卸《1-尖嘴鉗；2-卡簧；3-活塞1-調整窗口;2-活塞;3-沖頭;4-沖頭;5-導管；6-活塞銷7-工具活塞銷的安裝1、將活塞放到加熱至60℃（即略微比手燙，但長時間接觸也不覺燙手）的熱油或水中加熱活塞。2、用拇指僅需較小的力就能將涂有機油的活塞銷壓入活塞銷孔座，并且將活塞銷垂直于地面時，活塞銷不能再重力作用下自行滑出，用手晃動活塞銷，應無間隙感表明活塞銷與座孔配合適宜。如圖2-35所示。3、裝上活塞銷卡簧（卡簧與活塞銷端面應有0.15mm的間隙，以滿足活塞銷和活塞熱脹冷縮的需要）