《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》課件

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柳州市第二技術(shù)學校第二章曲柄連桿機構(gòu)的

構(gòu)造與維修1、當發(fā)動機拉缸我們應該怎么辦？2、為什么汽車發(fā)動機用久了就會起動困難3、活塞環(huán)壞了怎么辦，如何處理？第一節(jié)曲柄連桿機構(gòu)的構(gòu)造與工作原理觀看汽車發(fā)動機活塞連桿組的運動演示

氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋活塞連桿組1、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達600～700K，且分布不均勻；高速，線速度達到10m/s，承受很大的慣性力。活塞頂部承受最高可達3～5MPa（汽油機）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3、材料：

鋁合金：質(zhì)量小導熱性好；灰鑄鐵活塞應具備的特點A剛度和強度應足夠大，傳力可靠。B導熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C質(zhì)量較小，盡可能減少往復慣性力D耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙E活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)一、活塞（1）活塞頂部

功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。4、結(jié)構(gòu)

頂部：構(gòu)成燃燒室，承受氣體壓力。頭部:安裝活塞環(huán)，制

作較厚。

裙部：導向，傳力。承受側(cè)壓力銷座孔處制有加強筋。（1）活塞頂部結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應力分布較均勻，多用在汽油上。凸起呈球狀、頂部強度高，起導向作用、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。頭部（2）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。工作條件最惡劣，應離頂部遠些。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：（3）活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復運動起導向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。裙部（3）活塞的變形及采取的相應措施a、變形原因：熱膨脹、側(cè)壓力和氣體壓力。（1）預先做成階梯形、錐形

活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應是上部大、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。

5、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運動間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：（2）預先做成橢圓形

橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時趨近正圓。（3）活塞裙部開槽橫向絕熱槽減少裙部受熱有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽留有膨脹余地活塞強度降低絕熱槽膨脹槽（4）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。

恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳33%～36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。6、活塞在工作時的保護措施（1）在活塞裙部表面涂保護層，可改善鋁合金活塞的磨合性；

主要有鉛、錫、石墨、磷保護層等。（2）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向

時的敲擊聲，且使裙部減小磨損；

有的汽油機上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面

的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1～2mm。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：減輕活塞換向時對氣缸壁的敲擊二活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤滑。平均壽命：

6萬公里材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時表面涂有保護層）

切口氣環(huán)（1）氣環(huán)

作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。

將1～3道氣環(huán)的切口相互錯開形成“迷宮式”封氣裝置?；钊h(huán)的間隙：

Δ1為端隙

Δ2為側(cè)隙Δ3為背隙

氣環(huán)的密封原理：

活塞環(huán)的間隙

a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；

b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；c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；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)

1）

矩形環(huán)：結(jié)構(gòu)簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。

活塞環(huán)的泵油作用及危害原因：a存在側(cè)隙和背隙；b

環(huán)運動時在環(huán)槽中靠上靠下。危害：（a）增加了潤滑油的消耗；（b）火花塞沾油不跳火；（c）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；（d）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失

去密封性；（e）加劇了氣缸的磨損。

2）

錐形環(huán)

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(huán)端有向上或TOP等標記）；安裝時，不能裝反，否則會引起機油上竄

錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。3）

扭曲環(huán)：將矩形環(huán)內(nèi)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(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)生拉應力、中性層以外產(chǎn)生壓應力，矩形環(huán)由于中性層內(nèi)外斷面不對稱，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。e扭曲環(huán)的特點

具有錐形環(huán)的特點；

減小了泵油作用；

作功行程環(huán)不再扭曲，兩個密封面達到完全接觸，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。4）

桶形環(huán)：其特點為a

環(huán)的外圓面為凸圓弧形；b

環(huán)面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負荷；

環(huán)上下運動時，均能形成楔形油膜。5）梯形環(huán)：當活塞在側(cè)壓力作用下左、右換向時，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)用于熱負荷較大的柴油機的第一道環(huán)。氣環(huán)斷面形狀：形狀特點示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應用面廣扭曲環(huán)斷面不對稱，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。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。

1-鋼片；2-襯簧；3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞

（2）油環(huán)種類普通油環(huán)組合式油環(huán)示意圖刮油片徑向襯環(huán)軸向襯環(huán)刮油片其特點為a密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧長大于刮片長而產(chǎn)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(huán)槽高而產(chǎn)生軸向力。b無側(cè)隙，不竄油。c刮油能力強：因鋼片薄，對缸壁比壓大。d上下片可分別動作，適應性好。e回油能力強。小結(jié)活塞連桿組活塞活塞環(huán)活塞銷連桿：（鋁合金）防冷敲熱拉措施活塞制成上小下大的錐形活塞裙部呈橢圓形活塞裙部開槽銷座孔處鑄入防脹鋼片氣環(huán)油環(huán)作用及組成

油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用思考與練習：1、活塞的功用是什么？

2、扭