活塞連桿組課件資料

活塞連桿組課件思考：活塞連桿組的作用是什么呢？活塞連桿組將活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。它是發(fā)動機的傳動件，它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出動力。讓我們一起看段錄像吧

活塞：1．活塞的功用及工作條件活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞要求具有足夠的剛度和強度，傳力可靠、導(dǎo)熱性能好，耐高溫、高壓，耐磨損，質(zhì)量小，盡可能減小往復(fù)慣性力。

2．活塞材料

現(xiàn)代汽車發(fā)動機不論是汽油機還是柴油機廣泛采用高強度鋁合金活塞，只在極少數(shù)低速柴油發(fā)動機上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。

3．活塞構(gòu)造

活塞可視為由頂部、頭部、槽部和裙部等4部分構(gòu)成。

（1）活塞頂部汽油機活塞頂部的形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關(guān)。其頂部可分為平頂、凸頂和凹頂三種。大多數(shù)汽油機采用平頂活塞，其優(yōu)點是受熱面積小，加工簡單。采用凸頂活塞，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣作用。采用凹頂活塞，可以通過改變活塞頂上凹坑的尺寸來調(diào)節(jié)發(fā)動機的壓縮比。

柴油機活塞頂部形狀取決于混合氣形成方式和燃燒室形狀。在分隔式燃燒室柴油機的活塞頂部設(shè)有形狀不同的淺凹坑，以便在主燃燒室內(nèi)形成二次渦流，增進混合氣形成與燃燒。柴油機還有另一類燃燒室，稱為直噴式燃燒室。其全部容積都集中在氣缸內(nèi)，且在活塞頂部設(shè)有深淺不一、形狀各異的燃燒室凹坑。在直噴式燃燒室的柴油機中，噴油器將燃油直接噴入燃燒室凹坑內(nèi)，使其與運動氣流相混合，形成可燃混合氣并燃燒。

（2）活塞頭部活塞頂部至活塞第一道氣環(huán)之間的部分，用來承受氣體壓力和傳遞熱量。

（3）活塞槽部由活塞頭部以下活塞環(huán)槽部的部分稱為活塞槽部。在活塞槽部用來安裝氣環(huán)和油環(huán)，起到密封和傳熱的作用，汽油機一般有三個環(huán)槽，其中為兩個氣環(huán)槽和一個油環(huán)槽，在油環(huán)槽底部還加工有回油孔或橫向切槽，油環(huán)從氣缸壁上刮下來的多余機油，經(jīng)回油孔或橫向切槽流回油底殼。而柴油機由于壓縮比比較高，安裝了四個環(huán)槽，其中有三個為氣環(huán)槽，一個為油環(huán)槽?；钊h(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強化程度較高的發(fā)動機中，第一道環(huán)槽溫度較高，磨損嚴重。為了增強環(huán)槽的耐磨性，通常在第一環(huán)槽或第一、二環(huán)槽處鑲嵌耐熱護圈。（3）活塞裙部活塞裙部是指從油環(huán)槽以下的活塞部分。活塞裙部的形狀應(yīng)該保證活塞在氣缸內(nèi)得到良好的導(dǎo)向的作用，其次，活塞裙部使氣缸與活塞之間在任何工況下都應(yīng)保持均勻的、適宜的間隙。間隙過大，活塞敲缸；間隙過小，活塞可能被氣缸卡住。此外，裙部應(yīng)有足夠的實際承壓面積，以承受側(cè)向力。發(fā)動機工作時，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機械變形，而活塞受熱膨脹時還發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果都是使活塞裙部在活塞銷孔軸線方向及活塞頂部的尺寸增大。因此，為了使活塞在正常工作溫度時保持較均勻的間隙，避免出現(xiàn)在氣缸內(nèi)卡死或加大磨損的現(xiàn)象，所以:1）預(yù)先冷狀態(tài)下把活塞裙部加工成特定的形狀

2）預(yù)先給活塞裙部開槽3）在活塞裙部鑄入熱膨脹系數(shù)低的恒范鋼片。

4）實現(xiàn)活塞冷卻5）采用活塞銷孔偏移結(jié)構(gòu)。活塞環(huán)：活塞環(huán)是具有彈性開口的環(huán)，活塞環(huán)可分氣環(huán)和油環(huán)兩種。（1）氣環(huán)氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃氣漏入曲軸箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過熱。

氣環(huán)的密封原理：當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，在其自身的彈力作用下環(huán)的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一密封面，氣缸內(nèi)的高壓氣體不可能通過第一密封面泄漏。高壓氣體可能通過活塞頂岸與氣缸壁之間的間隙進入活塞環(huán)的側(cè)隙和徑向間隙中。進入側(cè)隙中的高壓氣體使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面貼緊形成第二密封面，高壓氣體也不可能通過第二密封面泄漏。進入徑向間隙中的高壓氣體只能環(huán)的外圓面與氣缸壁更加貼緊。最后漏入曲軸箱內(nèi)的氣體就很少了，一般僅為進氣量的0.2％～1.0％。氣環(huán)的種類：

氣環(huán)的按斷面的形狀可分為矩形環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、和桶面環(huán)等

（2）油環(huán)油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。既可以防止機油竄入汽缸燃燒，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，同時還可以起到封氣的輔助作用。油環(huán)種類：油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)（鋼片組合油環(huán)、螺旋撐簧油環(huán)）兩種。普通油環(huán)：這種油環(huán)應(yīng)用最廣泛，在環(huán)的外表面中間有環(huán)形槽，槽中鉆有長方形或圓形小孔，刮下的機油經(jīng)小孔流回油底殼，以便減少環(huán)與氣缸壁的接觸面積，提高接觸壓力。

組合油環(huán)：

1）鋼片組合油環(huán)，這種油環(huán)由襯環(huán)、刮片環(huán)組成。它具有對缸壁接觸壓力高而均勻、刮油能力強、密封良好、使用壽命長等優(yōu)點;但其加工費時，成本高2）螺旋撐簧油環(huán)，這種油環(huán)是在普通油環(huán)內(nèi)徑環(huán)面內(nèi)安裝一個螺旋彈簧，以增加對缸壁的接觸壓力，當(dāng)油環(huán)磨損后彈簧能夠自動補償，使油環(huán)仍能保持良好的刮油性能。這種油環(huán)制造和安裝較方便。活塞銷：

（1）活塞銷功用和工作條件活塞銷用來連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿或相反?；钊N在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負荷，且由于活塞銷在銷孔內(nèi)擺動角度不大，難以形成潤滑油膜，因此潤滑條件較差。為此活塞銷必須有足夠的剛度、強度和耐磨性，質(zhì)量盡可能小，銷與銷孔應(yīng)該有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。

（2）活塞銷內(nèi)孔形狀分類活塞銷內(nèi)孔形狀分為三類，分別為：圓柱形、兩段截錐形、組合形。（3）活塞銷的連接方式活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接方式有兩種，分別全浮式和半浮式。1、“全浮式”安裝，當(dāng)發(fā)動機工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。為了防止全浮式活塞銷軸向竄動刮傷氣缸壁，在活塞銷兩端裝有檔圈，進行軸向定位。由于活塞是鋁活塞，而活塞銷采用鋼材料，鋁比鋼熱膨脹量大。為了保證高溫工作時活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合。裝配時，先把鋁活塞加熱到一定程度，然后再把活塞銷裝入，這種安裝方式應(yīng)用較廣泛。2、“半浮式”安裝的特點是活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動，而和連桿小頭沒有相對運動?；钊N不會作軸向竄動，不需要鎖片。小轎車上應(yīng)用較多。連桿組：連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來稱作連桿，有時也稱連桿體為連桿。

連桿組的功用及工作條件:連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿小頭與活塞銷連接，同活塞一起作往復(fù)運動；連桿大頭與曲柄銷連接，同曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運動，因此在發(fā)動機工作時連桿作復(fù)雜的平面運動。連桿組主要受壓縮、拉伸和彎曲等交變負荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在作功行程下止點附近，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進氣行程上止點附近。因此，連桿體和連桿蓋一般采用高強度的優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼作為其材料。連桿構(gòu)造：連桿由小頭、桿身和大頭等部分構(gòu)成。（1）連桿小頭小頭的結(jié)構(gòu)形狀取決于活塞銷的尺寸及其與連桿小頭的連接方式。在汽車發(fā)動機中連桿小頭與活塞銷的連接方式有兩種，即全浮式和半浮式。（2）連桿桿身桿身斷面為工字形，剛度大、質(zhì)量輕、適于模鍛。工字形斷面的Y-Y軸在連桿運動平面內(nèi)。有的連桿在桿身內(nèi)加工有油道，用來潤滑小頭襯套或冷卻活塞。如果是后者，須在小頭頂部加工出噴油孔。

（3）連桿大頭連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，連桿大頭除應(yīng)具有足夠的剛度外，還應(yīng)外形尺寸小，質(zhì)量輕，拆卸發(fā)動機時能從氣缸上端取出。連桿大頭分為整體式和分開式，而分開式連桿大頭又分為平分式和斜分式兩種。

（4）連桿螺栓

連桿蓋和連桿大頭用連桿螺栓連在一起，工作時連桿螺栓承受交變載荷，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量增大連桿螺栓的彈性，而在加工方面要精細加工過渡圓角，消除應(yīng)力集中，以提高其抗疲勞強度。連桿螺栓用