活塞连杆机构.ppt

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1、活动活动2 2 活塞连杆机构的拆活塞连杆机构的拆卸与安装卸与安装活塞活塞连杆杆组概述概述 2.2 2.2 概概 述述 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。轴的旋转运动而对外输出动力。1 1、机体组、机体组 2 2、活塞连杆组、活塞连杆组 3 3、曲轴飞轮组、曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用二、组成二、组成多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 2.2 2.2 活塞连杆组的结构活塞连杆组的结构气环气环油

2、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点此观看活塞连杆组的录像点此观看活塞连杆组的录像1 1、功用：、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2 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600600 700K700K，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/s10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达部承受最高可达3 35MPa5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联汽油机）的压

3、力，使之变形，破坏配合联结。结。3 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；灰铸铁活塞应具活塞应具备的特点备的特点 A A 刚度和强度应足够大，传力可靠。刚度和强度应足够大，传力可靠。B B 导热性能好，耐高压、高温、磨损导热性能好，耐高压、高温、磨损 C C 质量较小，尽可能减少往复惯性力质量较小，尽可能减少往复惯性力 D D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙耐热的活塞顶及弹性的活塞裙 E E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数一、活一、活 塞塞（1 1）活塞顶部）活塞顶部 功用功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。是燃烧室的组

4、成部分，主要作用承受气体压力。4 4、结构、结构 顶部顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力。受气体压力。头部头部:安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚。较厚。裙部：裙部：导向，传力。承受侧压导向，传力。承受侧压力力销座孔处制有加强筋。销座孔处制有加强筋。（1）活塞顶部）活塞顶部结构简单、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

5、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。头部头部（2 2）活塞头部）活塞头部位置：位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。工作条件最工作条件最恶劣，应离恶劣，应离顶部远些。顶部远些。1 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 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 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：（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。从油环槽下端面起至活塞最下端的部

6、分，包括销座孔。作用：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，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。防治破坏油膜。裙裙部部活活塞塞裙裙部部的的椭椭圆圆变变形形演演示示（1 1）预先做成阶梯形、锥形）预先做成阶梯形、锥形 活塞沿高度方向的温度活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥

7、形。阶梯形、锥形。5 5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密、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封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：结构措施：（2 2）预先做成椭圆形）预先做成椭圆形 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。趋近正圆。（3 3）活塞裙部开槽）活塞裙部开槽横向绝热槽横向绝热槽减少裙部受热减少裙部受热有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地留有膨胀余地活塞强度降低活塞强度降低绝热槽绝热槽膨胀槽膨胀

8、槽（4 4）为了减小铝合金）为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。裙部或销座内嵌入钢片。恒范钢片式活塞的恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍由于恒范钢为含镍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其膨胀系数仅为铝合金的的1/101/10，而销座通过恒，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形制了裙部的热膨胀变形量。量。6 6、活塞在工作时的保护措施、活塞在工作时的保护措施（1 1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合

9、金活塞的磨合性；）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。主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。（2 2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向 时的敲击声，且使裙部减小磨损；时的敲击声，且使裙部减小磨损；有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，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向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1 12mm2mm。（二）活塞环（二）活塞环是具有弹性的开口环，分为是具有弹性的开口环，分为气环气环和和油环油环。工作条件

10、：工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：平均寿命：6 6万公里万公里材料：材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层）合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层）切口切口气气环（1 1）气环）气环 作用：作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活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。带走。气环的密封原理：气环的密封原理：将将2 23 3道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。封气装置。气环的泵油原理：气环的泵油原理

11、：动动态态演演示示点此观看录像点此观看录像（2 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油环的刮油作用油环的刮油作用油环的刮油作用（三）活塞销（三）活塞销作用：作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气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。材料与工艺材料与工艺:优质低碳钢，表面淬火、精磨。优质低碳钢，表面淬火、精磨。构造：构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，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。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。连杆连杆

12、活塞销活塞销全浮式：全浮式：活活塞销能在连塞销能在连杆衬套和活杆衬套和活塞销座中自塞销座中自由摆动，使由摆动，使磨损均匀。磨损均匀。半浮式：半浮式：活活塞中部与连塞中部与连杆小头采用杆小头采用紧固螺栓连紧固螺栓连接，活塞销接，活塞销只能在两端只能在两端销座内作自销座内作自由摆动。多由摆动。多用于小轿车用于小轿车形式形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。全浮式（工作时自由转动）、半浮式。（四）连杆（四）连杆作用：作用：连接连接活塞活塞与与曲轴曲轴，并把活塞承受的气体压力，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的传给曲轴，使活塞的往复往复运动变成曲轴的运动变成曲轴的旋转旋转运运动。动。连连杆杆组组件件分分解解图图连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头连杆大头的连接形式连杆大头的连接形式平切式平切式斜切式斜切式连杆轴瓦连杆轴瓦V 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型式叉型式小小 结结活活塞塞连连杆杆组组活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆：连杆：（铝合金）（铝合金）防冷敲热拉措施防冷敲热拉措施活塞制成上小下大的锥形活塞制成上小下大的锥形 活塞裙部呈椭圆形活塞裙部呈椭圆形 活活塞裙部开槽塞裙部开槽 销座孔销座孔处铸入防胀钢片处铸入防胀钢片油环油环气环气环作用及组成作用及组成