汽車構(gòu)造 機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)1-12-st

2023/2/51第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)2023/2/52本章內(nèi)容曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組2023/2/53§2.1

曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述一、功用：作功沖程：將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而對(duì)外輸出動(dòng)力其他沖程：把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（依靠曲軸與飛輪的慣性）2023/2/54

二、組成機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組2023/2/551、機(jī)體組：氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊---不動(dòng)件曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼2023/2/562、活塞連桿組：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿------運(yùn)動(dòng)件氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋2023/2/573、曲軸飛輪組：曲軸、飛輪 減振器起動(dòng)爪正時(shí)齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸2023/2/58三、工作條件：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線速度相當(dāng)大，同時(shí)與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤(rùn)滑困難?？梢?，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。工作條件:高溫,高壓,高速,化學(xué)腐蝕受力分析:氣體作用力,往復(fù)慣性力,

旋轉(zhuǎn)慣性力（離心力），摩擦力2023/2/59四、受力分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)受的力主要有氣壓力P，往復(fù)慣性力Pj，旋轉(zhuǎn)離心力Pc和摩擦力F。PPjPCF2023/2/5101、

氣壓力：氣壓力P的集中力PP分解為側(cè)壓力NP和SP，SP分解為RP和TP，RP使曲軸主軸頸處受壓，TP為周向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的力。(1)作功行程：側(cè)壓力NP向左，活塞的左側(cè)面壓向氣缸壁，左側(cè)磨損嚴(yán)重NPSPPRPTP2023/2/511(2)壓縮行程：側(cè)壓力NP向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，右側(cè)磨損嚴(yán)重NPPSPRPTP2023/2/5122、

往復(fù)慣性力Pj：活塞在上半行程時(shí)，慣性力都向上，下半行程時(shí)，慣性力都向下。在上下止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)方向改變，速度為零，加速度最大，慣性力也最大；在行程中部附近，活塞運(yùn)動(dòng)速度最大，加速度為零，慣性力也等于零。Pj2023/2/513

往復(fù)慣性力活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，前半行程加速，慣性力向上。后半行程減速，慣性力向下?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)果與上相反。2023/2/5143、

離心慣性力PC：旋轉(zhuǎn)機(jī)件的圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心慣性力，方向背離曲軸中心向外。離心力加速軸承與軸頸的磨損，也引起發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而傳到機(jī)體外。Pc2023/2/5154、摩擦力F：指相互運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力，它是造成配合表面磨損的根源。F2023/2/516下一節(jié)2023/2/517§2.2機(jī)體組機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)體組由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊組成。曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼2023/2/5182023/2/5191、

氣缸體水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤(rùn)滑油道等。2023/2/520

氣缸體的分類1）根據(jù)氣缸的排列方式（1）直列式：多用于六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）V型式：縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度和高度，多用于八缸以上發(fā)動(dòng)機(jī)。（3）對(duì)置式：是V型的特殊形式。2023/2/521結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大?？s短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。2023/2/522V6發(fā)動(dòng)機(jī)直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)2023/2/5232023/2/5242023/2/5252023/2/5262023/2/5272023/2/5282023/2/5292023/2/5302023/2/5312023/2/5322023/2/533高度小，總體布置方便。對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)2023/2/5342023/2/535名稱性能應(yīng)用

一般式（平分式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)，90系列柴油機(jī)。（中小型）龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。（大中型發(fā)動(dòng)機(jī)）捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。主軸承同軸度易保證，主軸承用滾動(dòng)軸承負(fù)荷較大的柴油機(jī)上。如6135Q型6缸四沖程柴油機(jī)油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。2）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。2023/2/5363）根據(jù)冷卻方式不同(1)、水冷(2)、風(fēng)冷2023/2/5374）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體(1)、整體式氣缸體：氣缸套直接鏜在氣缸體上。磨損后需搪缸。(2)、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類型構(gòu)造性能及應(yīng)用整體式（無缸套式）氣缸直接鏜在氣缸體上強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式（氣缸套式）用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣缸體內(nèi)。降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽命。2023/2/538氣缸套目的：解決成本與壽命之間的矛盾。氣缸內(nèi)鑲了用耐磨的高級(jí)鑄鐵材料制成的氣缸套，而缸體則可用價(jià)廉的普通鑄鐵或質(zhì)量輕的鋁合金制成，這樣，既延長(zhǎng)了使用壽命，又節(jié)省了好材料。2023/2/539性能如何？5）干缸套和濕缸套名稱特點(diǎn)示意圖干缸套（D<120mm）外壁不直接與冷卻水接觸。1）壁厚較?。?mm～3mm）；

2）與缸體支承孔過盈配合；

3）不易漏水漏氣。濕缸套（D>140mm）外壁直接與冷卻水接觸。1）壁厚較厚（5mm～9mm）；

2）散熱效果好；

3）易漏水漏氣；

4）易穴蝕。

強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易漏水。2023/2/5402.型式（1）

干式缸套1~3mm

定義：其外表面不直接與冷卻水接觸。特點(diǎn)：1)壁厚較?。?mm～3mm）；2)與缸體承孔過盈配合；3)不易漏水漏氣。1~3mm2023/2/541（2）

濕式缸套定義：其外表面直接與冷卻水接觸。特點(diǎn)：1)壁厚較厚（5mm～9mm）；2)散熱效果好；3)易漏水漏氣；4)易穴蝕5~9mm0.05~0.15mm2023/2/542定位：1）徑向：靠上下兩個(gè)凸出的、與氣缸體間為動(dòng)配合的圓環(huán)帶A和B。2）軸向：利用缸套上部凸緣與缸體相應(yīng)的臺(tái)階。0.05~0.15mmAB2023/2/543密封：上部：缸套頂面高出缸體0.05mm～0.15mm，當(dāng)氣缸蓋螺栓擰緊后，缸套與缸體凸臺(tái)接合處、缸套與缸墊接合處，承受較大的壓緊力。0.05~0.15mm2023/2/5441）下部：1～3個(gè)耐熱耐油的橡膠密封圈。大部分開在缸套上,也可開在缸體上，以免環(huán)槽削弱缸套，但工藝性差。A、B----徑向定位帶

C----軸向定位帶密封圈2023/2/545下一節(jié)2023/2/5462、氣缸蓋與燃燒室1)、氣缸蓋（汽油機(jī)多為整體式；柴油機(jī)多為分開式）功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金(散熱、質(zhì)量輕)。氣缸蓋上有冷卻水套、燃燒室、進(jìn)排氣門道、氣門導(dǎo)管孔和進(jìn)排氣門座、火花塞孔（汽油機(jī)）或噴油器座孔。

2023/2/5472023/2/5482）、汽油機(jī)燃燒室要求：結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻面積?。荒苁够旌蠚庠趬嚎s行程中形成良好的渦流運(yùn)動(dòng)類型2023/2/549下一節(jié)2023/2/5503、氣缸墊

1）作用氣缸蓋和氣缸體之間的襯墊，密封燃燒室，保持氣缸密封不漏氣，保持由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻液和機(jī)油不泄漏。

2）工作條件承受擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)造成的壓力承受氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用承受冷卻液的腐蝕

2023/2/5513）要求在高溫、高壓燃?xì)庾饔孟掠凶銐虻膹?qiáng)度，不易損壞。耐熱和耐腐蝕，即在高溫、高壓燃?xì)庀禄蛴袎毫Φ臋C(jī)油和冷卻水的作用下不燒損、不變質(zhì)。具有一定彈性，能補(bǔ)償接合面的不平度，以保證密封。拆裝方便．能重復(fù)使用，壽命長(zhǎng)4）材料按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬—石棉襯墊、金屬—復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種2023/2/5524）.構(gòu)造:（1）金屬—石棉墊：（見a、b）外包銅皮和鋼片，且在缸口、水孔、油道口周圍卷邊加強(qiáng)，內(nèi)填石棉（常摻入銅屑或鋼絲，以堅(jiān)強(qiáng)導(dǎo)熱）。

（2）金屬骨架—石棉墊：以編織的鋼絲網(wǎng)（圖c）或有孔鋼板（圖d）為骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口處用金屬片包邊。

（3）純金屬墊：（見圖e）由單層或多層金屬片（銅、鋁或低碳鋼）制成，用于某些強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。（4）安裝注意：金屬皮的金屬—石棉墊，缸口金屬卷邊一面應(yīng)朝向易修整接觸面或硬平面。因卷邊一面會(huì)對(duì)與其接觸的平面造成壓痕變形。

金屬---石墨墊2023/2/5534、油底殼1).功用：貯存和冷卻機(jī)油并封閉曲軸箱。2).構(gòu)造：（1）用薄鋼板沖壓而成，基本不受力，又輕又利于散熱。為保證發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵仍能吸到機(jī)油,油底殼中部做得較深。(2)內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)油擋板，以防止汽車振動(dòng)時(shí)油底殼油面產(chǎn)生較大的波動(dòng)。(3)最低處有放油塞(磁性),能吸集機(jī)油中的金屬屑,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損。(4)曲軸箱與油底殼之間有密封襯墊。2023/2/554發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上的支承作用：消除因發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳到底盤對(duì)汽車的舒適性產(chǎn)生的不良影響汽車行駛時(shí)路面不平引起的振動(dòng)也不會(huì)傳給發(fā)動(dòng)機(jī)而影響其可靠性、耐久性性質(zhì)：彈性支承主托架：鋼板焊接而成。有足夠的剛度、強(qiáng)度，絕對(duì)保持發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車身有準(zhǔn)確的相互安裝位置懸掛軟墊總成：充分吸收車輛行駛時(shí)的振動(dòng)，承受發(fā)動(dòng)機(jī)施加給汽車車架的全部重量2023/2/555前二后一前一后二軟墊總成主托架2023/2/556下一節(jié)2023/2/557§

2.3活塞連桿組

2023/2/5582023/2/5591活塞（piston）1）功用：

(1)與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；

(2)承力、傳力：承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。2）工作環(huán)境：

高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600-700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)10m/s，承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡邏毫蛇_(dá)3-5MPa（汽油機(jī)），使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)A剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力52023/2/5603）材料： 鋁合金：質(zhì)量?。s為鑄鐵活塞的50%～70%）；

導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的三倍）；熱膨脹系數(shù)大?；诣T鐵:早期活塞用材料。機(jī)械強(qiáng)度耐磨性耐熱性比重

導(dǎo)熱性

灰鑄鐵高好好大差鋁合金差差差小高（3-4倍）成型方法：鑄、鍛、液鍛（液態(tài)模鍛）鑄鋁：高溫強(qiáng)度好、制造成本低、易出現(xiàn)鑄造缺陷鍛鋁：強(qiáng)度好、導(dǎo)熱性能好、成本高、用于強(qiáng)化程度高的發(fā)動(dòng)機(jī)上液鍛：將液態(tài)金屬倒入金屬模具內(nèi)，加壓成型、兼顧鑄、鍛的優(yōu)點(diǎn)，無廢屑?，F(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)廣泛采用鋁合金活塞，只在極少數(shù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。2023/2/5614）構(gòu)造：活塞可分為頂部(crown)、頭部(head)、裙部(skirt)2023/2/562(1)、頂部：是燃燒室的組成部分，用來承受氣體壓力。形狀示意圖平頂凸頂凹頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過程。凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。（高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣門，也可用凹坑的深度來調(diào)整壓縮比)

2023/2/5632）活塞頭部位置：第一道活塞環(huán)槽與活塞銷孔之間的部分。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。 (1)、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、

(2)、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，

(3)、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：活塞銷孔2023/2/5643）活塞裙部(1)位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。(2)作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防止破壞油膜。2023/2/565（3）活塞的變形及采取的相應(yīng)措施a、變形原因：熱膨脹、側(cè)壓力和氣體壓力。2023/2/566b、變形規(guī)律（1）活塞的熱膨脹量大于氣缸的膨脹量，使氣缸間隙變小。因活塞溫度高于氣缸壁，且鋁合金的膨脹系數(shù)大于鑄鐵；（2）活塞自上而下膨脹量由大而小。因溫度上高下低，壁部上厚下薄；（3）裙部周向近似橢圓形變化，長(zhǎng)軸沿銷座孔軸線方向。因銷座處金屬量多而膨脹量大，以及側(cè)壓力作用的結(jié)果。

2023/2/567c.結(jié)構(gòu)措施（1）

活塞縱斷面制成上小下大的截錐形。2023/2/568（2）

活塞裙部制成橢圓形，長(zhǎng)軸垂直于銷座孔軸線方向，即側(cè)壓力方向。銷座處凹陷0.5mm～1.0mm。2023/2/569（3）裙部開隔熱—膨脹槽，其中橫槽叫隔熱槽，豎槽叫膨脹槽。(柴油機(jī)一般不開)

膨脹槽：有角度是為了使氣缸磨損均勻、它使活塞裙部有一定彈性、提供了膨脹余地，不會(huì)發(fā)生拉缸，有可能采用較小的裝配間隙，但開通槽剛度下降，所以不開通槽，只開在不受側(cè)壓力的一邊。否則對(duì)剛度、壽命都不利。2023/2/570（4）偏置銷座1、定義：活塞銷座朝向承受作功側(cè)壓力的一面（圖示左側(cè)）偏移1mm～2mm。2、作用：減輕活塞換向時(shí)對(duì)氣缸壁的敲擊而產(chǎn)生的噪音。以某點(diǎn)為圓心，轉(zhuǎn)過一微小角度可使活塞較平順地從壓向氣缸的一側(cè)過渡到另一側(cè)，減輕敲缸，減小噪音2023/2/5713、原理：因銷座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷座軸線以右的氣體壓力大于左邊，使活塞傾斜，裙部下端提前換向。而活塞在越過上止點(diǎn)，側(cè)壓力反向時(shí)，活塞才以左下端接觸處為支點(diǎn)，頂部向左轉(zhuǎn)（不是平移），完成換向?？梢娖娩N座使活塞換向分成了兩步，第一步是在氣體壓力較小時(shí)進(jìn)行，且裙部彈性好，有緩沖作用；第二步雖氣體壓力大，但它是個(gè)漸變過程。為此，兩步過渡使換向沖擊力大為減弱。2023/2/5722023/2/573活塞的冷卻自由噴射冷卻法（1、2）振蕩冷卻法（3）強(qiáng)制冷卻法（4）2023/2/5742023/2/575下一節(jié)2023/2/576二、活塞環(huán)（pistonring

）是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)（壓縮環(huán)compressionring）和油環(huán)（oilcontrolring）。工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤(rùn)滑。平均壽命：6萬公里（加入特殊合金可提高壽命）1.氣環(huán)(球墨鑄鐵、合金鑄鐵、鋼帶)傳統(tǒng)上柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞環(huán)一般使用球墨鑄鐵和合金鑄鐵，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞環(huán)一般采用鋼材

1）.作用：（1）密封：防止氣缸內(nèi)的氣體竄入油底殼；（2）

傳熱：將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁；（3）輔助刮油、布油。氣環(huán)盡量少（2-3）；安裝時(shí)切口錯(cuò)開（迷宮）有缺口的彈性片狀環(huán)近年，隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展，過去多用于汽油機(jī)上的鋼質(zhì)活塞環(huán)被逐漸引入到柴油機(jī)領(lǐng)域，一些柴油機(jī)開始采用鋼質(zhì)油環(huán)。相比鑄鐵環(huán)，鋼質(zhì)活塞環(huán)無需鑄造過程、重量輕、加工方法簡(jiǎn)單、成本低廉。

2023/2/5771、將活塞環(huán)槽徹底清洗干凈

2、裝配活塞環(huán)從上至下的順序：第一道環(huán)、第二道環(huán)、油環(huán)。

注意：

a、在安裝時(shí)應(yīng)防止活塞和活塞環(huán)受損；

b、安裝時(shí)有記號(hào)一面朝上。

c、裝好后，活塞環(huán)應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

d、頂環(huán)與第二道環(huán)的位置不能顛倒,有記號(hào)。

3、將活塞環(huán)開口相距隔開120度（或者180度，避開活塞銷），不要重合。

4、安裝油環(huán)時(shí)，應(yīng)先安裝隔圈，然后再安裝側(cè)軌。2023/2/578活塞環(huán)的間隙（1）端隙Δ1：又稱開口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后開口處的間隙。一般為0.25mm～0.50mm；2）.結(jié)構(gòu)與密封原理：Δ1第一道氣環(huán)溫度最高，端隙最大。過大，漏氣；過小，卡死、折斷2023/2/579（2）

側(cè)隙Δ2：又稱邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán)槽之間的間隙。第一道0.04mm～0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm～0.07mm。油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm～0.07mm；（3）背隙Δ3：是活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)背面與環(huán)槽底部的間隙。0.5mm～1mm；Δ2Δ3側(cè)隙背隙2023/2/580氣環(huán)的密封原理（1）自身彈力

第一密封面的建立：環(huán)在自由狀態(tài)下，環(huán)外徑＞缸徑，裝缸后在徑向其彈力P0作用下與缸壁壓緊，形成第一密封面。（裝配后建立）第一密封面P062023/2/581（2）滲透壓力

第二密封面的建立：活塞環(huán)在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生慣性力Pj，與缸壁間產(chǎn)生摩擦力F，以及側(cè)隙有氣體壓力P1，在這三個(gè)力的共同作用下，使環(huán)靠在環(huán)槽的上側(cè)或下側(cè)，形成第二密封面。PjFP1第二密封面2023/2/582（3）氣環(huán)的第二次密封：竄入背隙和側(cè)隙的氣體，使環(huán)對(duì)缸壁和環(huán)槽進(jìn)一步壓緊，加強(qiáng)了第一、二密封面的密封，環(huán)上的切口便是氣體唯一的通道。各環(huán)要錯(cuò)開，減少漏氣。經(jīng)活塞環(huán)泄露的氣體，在流經(jīng)活塞環(huán)與環(huán)槽形成的迷宮式通道的過程中，壓力迅減（100-76-20-7.6%），實(shí)現(xiàn)良好的密封，把氣體泄露控制在很小的范圍內(nèi)。在密封作用中，第一道氣環(huán)起主要傳熱作用，其傳導(dǎo)70-80%的熱量，工作條件最惡劣，溫度最高，為了減小熱負(fù)荷，開隔熱槽、鑲護(hù)圈、鍍鉻。F徑F軸2023/2/583環(huán)多，摩擦損失大，一般2-3個(gè)，有的就1個(gè)2023/2/584下一節(jié)2023/2/5853）.活塞環(huán)的泵油作用及危害原因：（1）存在側(cè)隙和背隙；（2）

環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)在環(huán)槽中靠上靠下。。2023/2/586危害：（1）增加了潤(rùn)滑油的消耗；（2）火花塞沾油不跳火；（3）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；（4）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性；（5）加劇了氣缸的磨損。

2023/2/587措施：（1）采用扭曲環(huán)；（2）采用組合式油環(huán)；

2023/2/5884）.氣環(huán)的斷面形狀

氣環(huán)的斷面形狀

a)矩形環(huán)；b)錐形環(huán)；c)內(nèi)切口扭曲環(huán)；d)外切口扭曲環(huán)；e)梯形環(huán)；f)桶形環(huán)2023/2/589（1）

矩形環(huán)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。2023/2/590（2）

錐形環(huán)

1）特點(diǎn)：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(huán)端有向上或TOP等標(biāo)記）；安裝時(shí)，不能裝反，否則會(huì)引起機(jī)油上竄錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。2023/2/591（3）

扭曲環(huán)：將矩形環(huán)內(nèi)圓上方或外圓下方切成臺(tái)階或倒角而成。扭曲原理：當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，環(huán)受到壓縮產(chǎn)生彎曲變形，斷面中性層以外產(chǎn)生拉應(yīng)力、中性層以外產(chǎn)生壓應(yīng)力，矩形環(huán)由于中性層內(nèi)外斷面不對(duì)稱，使F和F不在同一平面內(nèi)，從而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。e2023/2/5921）

特點(diǎn)具有錐形環(huán)的特點(diǎn)；減小了泵油作用；作功行程環(huán)不再扭曲，兩個(gè)密封面達(dá)到完全接觸，利于散熱。安裝：內(nèi)上切扭曲環(huán)裝入第一道環(huán)槽，外下切扭曲環(huán)裝入第二、三道環(huán)槽。安裝：注意斷面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。2023/2/593（4）

桶形環(huán)：其特點(diǎn)為1）

環(huán)的外圓面為凸圓弧形；2）

環(huán)面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負(fù)荷；環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，均能形成楔形油膜。2023/2/594（5）梯形環(huán)：當(dāng)活塞在側(cè)壓力作用下左、右換向時(shí)，環(huán)的側(cè)隙和背隙將不斷變化，使膠狀油焦不斷從環(huán)槽中被擠出。梯形環(huán)用于熱負(fù)荷較大的柴油機(jī)的第一道環(huán)。2023/2/595氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形2023/2/596（二）油環(huán)（一般為一道，柴油機(jī)一般兩道）1.作用：刮油。即將氣缸壁上多余的潤(rùn)滑油刮下來。要想把缸壁上多余的機(jī)油刮下來，就要求油環(huán)與缸壁有較高的接觸壓力，但是位于幾道氣環(huán)之下的油環(huán)基本沒有環(huán)背壓力來幫助密封，其壓緊力全靠自身的彈力。為了提高壓力，往往人為地減小環(huán)與氣缸的接觸面。在環(huán)的外圓柱面中間制一道凹槽或制成錐面（油刃）。2023/2/5972.類型（1）

整體式其外圓上切有環(huán)形槽，槽底開有回油用的小孔或窄槽。2023/2/598（2）組合式：由上下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成。刮油片+徑向襯環(huán)+軸向襯環(huán)+刮油片1-鋼片；2-襯簧；3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞提高環(huán)背壓力2023/2/599其特點(diǎn)為1)無側(cè)隙，不竄油。2)刮油能力強(qiáng)：因鋼片薄，對(duì)缸壁比壓大。3)上下片可分別動(dòng)作，適應(yīng)性好。4)回油能力強(qiáng)。2023/2/5100油環(huán)的類型槽孔式槽孔撐簧式鋼片組合式2023/2/5101槽孔式2023/2/5102槽孔撐簧式2023/2/5103

三、活塞銷（連接件）1、作用：連接活塞和連桿，并傳遞活塞的力給連桿。2、結(jié)構(gòu)：用低碳鋼(0.25%-0.60%)或低碳合金鋼制成的厚壁管狀體。

兩個(gè)配合面：銷——銷座(內(nèi))銷——連桿小頭(內(nèi))空心減少質(zhì)量接近于等強(qiáng)度梁2023/2/51043連接方式1.全浮式（1）定義：在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度下，活塞銷在連桿小頭孔和活塞銷座孔中都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。（△=0.01-0.02mm）(2)裝配：1）銷與銷座孔在冷態(tài)時(shí)為過渡配合。2）熱裝合：將活塞放入熱水或熱油中加熱(70-90℃)后，待銷孔膨脹,迅速將銷推入。銷-----低碳合金鋼銷座----鋁合金(活塞)鋁合金的膨脹系數(shù)比鋼大彈性擋圈防止銷軸向竄動(dòng),刮傷缸壁2023/2/51052.半浮式(1)定義：銷與銷座孔和連桿小頭兩處，一處固定，一處浮動(dòng)。（一般固定連桿小頭）(2)裝配：加熱連桿小頭后，將銷裝入，冷態(tài)時(shí)為過盈配合。

(0.01---0.04mm)

全浮式活塞銷工作時(shí)，在連桿小頭孔和活塞銷孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證活塞銷沿圓周磨損均勻。為防止活塞銷兩端刮傷氣缸壁，在活塞銷孔外側(cè)裝置活塞銷擋圈。半浮式活塞銷是用螺栓將活塞銷夾緊在連桿小頭孔內(nèi)，這時(shí)活塞銷只在活塞銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在小頭孔內(nèi)不轉(zhuǎn)動(dòng)。小頭孔不裝襯套，銷孔中也不裝活塞銷擋圈。6.12023/2/5106下一節(jié)2023/2/5107四、連桿1功用：將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1-小頭；2-桿身；3-大頭；4、9-裝配記號(hào)（朝前）；5-螺母；6-連桿蓋；7-連桿螺栓；8-軸瓦；10-連桿體；11-襯套；12-集油孔

2組成1)、小頭：用來安裝活塞銷，以連接活塞。（全浮式有油溝）2)、桿身：常做成“工”字形斷面。3)、大頭：通過軸瓦與曲軸的連桿軸頸做鉸鏈連接。大頭一般做成分開式，即連桿體大頭和連桿蓋。連桿一般都采用中碳鋼（0.6-2%）或合金鋼鍛造而成，少數(shù)球墨鑄鐵保證裝配關(guān)系2023/2/5108