汽車構(gòu)造 課件 04活塞連桿組

活塞連桿組一、活塞連桿組的組成活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿組等機(jī)件組成。（一）活塞1、作用：活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室；承受氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。將燃燒熱量通過活塞環(huán)傳到氣缸壁上。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)到10m/s，承受很大的慣性力。

高壓：活塞頂部承受最高可達(dá)3～5MPa（汽油機(jī)）的壓力，易使之變形，破壞配合間隙。3、材料：鋁合金：質(zhì)量小導(dǎo)熱性好；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)4、結(jié)構(gòu)活塞由頂部、頭部和裙部3部分組成活塞頂部活塞環(huán)活塞銷座活塞銷活塞銷鎖環(huán)加強(qiáng)肋活塞銷座活塞裙部活塞環(huán)槽全剖視半剖視結(jié)構(gòu)簡單、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。功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。（1）活塞頂部GDI發(fā)動(dòng)機(jī)：“彎曲頂面活塞”縮小了燃燒室的容積，有助于形成強(qiáng)勢渦流?？s小燃燒室容積便提高了壓縮比，因此GDI的壓縮比達(dá)到12：1，比以往發(fā)動(dòng)機(jī)高出1/3左右。壓縮比提高了，缸內(nèi)溫度也隨之提高，有助于稀燃。壓縮比升高，輸出功率增大。缸內(nèi)直噴式（GDI）頭部（2）活塞頭部工作條件最惡劣，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：（3）活塞裙部作用：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。部位：自油環(huán)槽下端面起至活塞底面的部分。裙部（1）預(yù)先做成階梯形、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(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：活塞裙部的橢圓變形演示（2）預(yù)先做成橢圓形

（3）活塞裙部開槽橫向絕熱槽減少裙部受熱變形有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽留有膨脹余地活塞強(qiáng)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(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。

6、活塞在工作時(shí)的保護(hù)措施（1）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性；主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。（2）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損；有的汽油機(jī)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。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。材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時(shí)表面涂有保護(hù)層）切口氣環(huán)（1）氣環(huán)：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。切口形狀有多少種？各有何特點(diǎn)？氣環(huán)結(jié)構(gòu)開口間隙：背隙：側(cè)隙：氣環(huán)的密封作用：第一密封面：活塞環(huán)直徑大于氣缸直徑，裝入后產(chǎn)生彈性貼緊在氣缸壁上而形成；加強(qiáng)密封：竄入環(huán)槽的少量氣體作用在環(huán)的背面（背隙處），加強(qiáng)了第一密封面作用；第二密封面：竄入環(huán)槽的少量氣體作用在環(huán)槽底面，形成第二密封面；氣環(huán)的泵油原理：動(dòng)態(tài)演示如何防止？氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣；但有泵油作用扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲，減小泵油作用，減輕磨損錐面環(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；可形成油膜改善潤滑，但導(dǎo)熱性差，不適用第一道環(huán)梯形環(huán)可將沉積在環(huán)中的結(jié)焦擠出，避免環(huán)折斷，且密封性較好；但加工困難，精度要求高桶面環(huán)上下均可形成油膜，且對(duì)活塞的擺動(dòng)適應(yīng)性好，接觸面小，利于密封，但外圓為凸圓弧形，加工困難種類普通油環(huán)組合式油環(huán)示意圖刮油片軸向襯環(huán)徑向襯環(huán)刮油片（2）油環(huán)功用：刮油、形成油膜、輔助密封。油環(huán)的刮油作用油環(huán)的刮油作用構(gòu)造：活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，以及兩段截錐與一段圓柱的組合形。三、活塞銷材料與工藝:優(yōu)質(zhì)低碳鋼，表面淬火、精磨。活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接配合方式：卡環(huán)限位：防止軸向竄動(dòng)而損壞氣缸壁連桿與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配合有全浮式和半浮式兩種方式。全浮式：指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使磨損均勻?；钊N兩端裝有卡環(huán)，進(jìn)行軸向定位。由于鋁活塞熱膨脹量比鋼大，為了保證高溫工作時(shí)活塞銷與活塞銷座孔有正常間隙（0.01～0.02mm），在冷態(tài)時(shí)為過渡配合，裝配時(shí)，應(yīng)先把鋁活塞加熱到一定程度，再把活塞銷裝入。半浮式：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(dòng)，而和連桿小頭沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)?；钊N不會(huì)作軸向竄動(dòng)，不需要卡環(huán)，小頭孔不裝襯套，小轎車上應(yīng)用較多?？ōh(huán)連桿（ConnectingRod）四、連桿1、作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿組件分解圖2、工作條件：連桿作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，連桿組主要受到壓縮、拉伸和彎曲交變載荷。3、要求：滿足足夠的剛度、強(qiáng)度外，重量要盡量輕。4、組成：由連桿大頭、連桿小頭、連桿桿身（有的含有油道）等組成。連桿大頭剖分形式：平切口：結(jié)合面與連桿軸線垂直。（汽油機(jī)均采用此結(jié)構(gòu)）斜切口：結(jié)合面與連桿軸線成30°~60°夾角構(gòu)成。目的：為了維修拆裝時(shí)，仍將其從氣缸中抽出。連桿螺栓定位方式:鋸齒形定位：依靠接合面的齒形定位。套或銷定位：依靠套或銷與連桿體（或蓋）的孔緊密配合定位。止口定位:連桿蓋與連桿大頭是組合式鏜孔，為保證裝配式位置對(duì)正，在同一側(cè)有方向記號(hào)A，大頭側(cè)面有缸號(hào)標(biāo)記B，不能裝反，也不能亂缸。連桿的安裝大眾拉斷式連桿方向識(shí)別標(biāo)記

A-傳統(tǒng)式連桿：分離