汽車(chē)構(gòu)造機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)1-12-st

1、2021-12-161第二章第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)2021-12-162本章內(nèi)容本章內(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2021-12-1632.1 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）2021-12-164二、組成機(jī)體組機(jī)體組活塞連桿組活塞連桿組曲軸飛輪組曲軸飛輪組2021-12-1651、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)件曲軸箱曲軸箱氣缸體氣缸體氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和

2、水道油道和水道油底殼油底殼2021-12-1662、活塞連桿組：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)和連桿-運(yùn)動(dòng)件氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷(xiāo)活塞銷(xiāo)活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋2021-12-1673、曲軸飛輪組：曲軸、飛輪 減振器起動(dòng)爪起動(dòng)爪正時(shí)齒輪正時(shí)齒輪主軸瓦主軸瓦皮帶輪皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪飛輪螺栓飛輪螺栓曲軸曲軸2021-12-168三三 、工作條件工作條件： 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?jiàn)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作

3、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2021-12-169四、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。PPjPCF2021-12-16101、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NPSPPRPTP2021-12-1611(2)壓縮行程：側(cè)壓力NP向右，活塞的右側(cè)面壓向氣缸壁，

4、右側(cè)磨損嚴(yán)重NPPSPRPTP2021-12-16122、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。Pj2021-12-1613 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。 活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)果與上相反。 2021-12-16143、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。Pc2021-12-16154、摩擦力

5、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。F2021-12-1616下一節(jié)2021-12-16172.2 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。曲軸箱曲軸箱氣缸體氣缸體氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油道和水道油道和水道油底殼油底殼2021-12-16182021-12-16191、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(chēng)為氣缸體曲軸箱，也可稱(chēng)為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱

6、形空腔稱(chēng)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。 2021-12-1620 氣缸體的分類(lèi)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。 2021-12-1621結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。長(zhǎng)度和高度較大?？s短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度，增加了剛度，減輕度，增加了剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。復(fù)雜，加工困難。2021-12-1622

7、V6發(fā)動(dòng)機(jī)直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)2021-12-16232021-12-16242021-12-16252021-12-16262021-12-16272021-12-16282021-12-16292021-12-16302021-12-16312021-12-16322021-12-1633高度小，總體布置方便。對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)2021-12-16342021-12-1635名稱(chēng)名稱(chēng)性能性能應(yīng)用應(yīng)用 一般式一般式（平分式）（平分式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加機(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。工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q492Q汽油機(jī)，汽油機(jī)，90

8、90系列系列柴油機(jī)。（中小型）柴油機(jī)。（中小型）龍門(mén)式龍門(mén)式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、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)）加工困難。（大中型發(fā)動(dòng)機(jī)）捷達(dá)轎車(chē)、富康轎車(chē)、捷達(dá)轎車(chē)、富康轎車(chē)、桑塔納轎車(chē)桑塔納轎車(chē)隧道式隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝結(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。性差、曲軸拆卸不方便。主軸承同軸度易主軸承同軸度易保證，主軸承用滾動(dòng)軸承保證，主軸承用滾動(dòng)軸承負(fù)荷較大的柴油機(jī)負(fù)荷較大的柴油機(jī)上上 。如。如6135Q6135Q型型6 6缸缸四沖程柴油機(jī)四沖程柴油機(jī) 油底殼安油底殼安裝平面和裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)中

9、心在同中心在同一高度。一高度。氣缸體上曲氣缸體上曲軸的主軸承軸的主軸承孔為整體式?？诪檎w式。2 2）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為油底殼安裝油底殼安裝平面低于曲平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中軸的旋轉(zhuǎn)中心。心。2021-12-16363 3）根據(jù)冷卻方式不同）根據(jù)冷卻方式不同 (1)(1)、水冷、水冷 (2)(2)、風(fēng)冷、風(fēng)冷2021-12-16374）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體）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。、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)

10、的氣缸。、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類(lèi)型類(lèi)型構(gòu)造構(gòu)造性能及應(yīng)用性能及應(yīng)用整體式整體式（無(wú)缸套式）（無(wú)缸套式）氣缸直接鏜在氣缸氣缸直接鏜在氣缸體上體上強(qiáng)度和剛度好，能承強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式鑲嵌式（氣缸套式）（氣缸套式）用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制成氣缸套，再裝到成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣一般材料制成的氣缸體內(nèi)。缸體內(nèi)。降低了制造成本，便降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，于修理和更換氣缸套，延長(zhǎng)了氣缸體的使用延長(zhǎng)了氣缸體的使用壽命。壽命。2021-12-1638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

11、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。 2021-12-1639性能如何？性能如何？5 5）干缸套和濕缸套）干缸套和濕缸套名稱(chēng)名稱(chēng)特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖干缸套干缸套（D120mmD140mmD140mm）外壁直接與冷卻水接觸。外壁直接與冷卻水接觸。1 1） 壁厚較厚（壁厚較厚（5mm5mm9mm9mm）；）；2 2） 散熱效果好；散熱效果好；3 3） 易漏水漏氣；易漏水漏氣；4 4） 易穴蝕。易穴蝕。強(qiáng)度和剛度強(qiáng)度和剛度都較好，加都較好，加工復(fù)雜，拆工復(fù)雜，拆裝不便，散裝不便，散熱不良。熱不良。散熱良好、冷散熱良好、冷卻均勻、加工

12、卻均勻、加工容易。容易。強(qiáng)度和剛度不強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易如干缸套，易漏水。漏水。2021-12-16402.型式（1）干式缸套13mm定義：其外表面不直接與冷卻水接觸。特點(diǎn)：1)壁厚較薄（1mm3mm）；2)與缸體承孔過(guò)盈配合；3)不易漏水漏氣。13mm2021-12-1641（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（5mm9mm）；2)散熱效果好；3)易漏水漏氣；4)易穴蝕59mm0.050.15mm2021-12-1642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。0.050.15mm

13、AB2021-12-1643密封：上部：缸套頂面高出缸體0.05mm0.15mm，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。0.050.15mm2021-12-16441）下部：13個(gè)耐熱耐油的橡膠密封圈。大部分開(kāi)在缸套上,也可開(kāi)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2021-12-1645下一節(jié)2021-12-16462、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(kāi)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

14、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(mén)道、氣門(mén)導(dǎo)管孔和進(jìn)排氣門(mén)座、火花塞孔（汽油機(jī)）或噴油器座孔。 2021-12-16472021-12-16482）、汽油機(jī)燃燒室要求：結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻面積??；能使混合氣在壓縮行程中形成良好的渦 流運(yùn)動(dòng) 類(lèi)型2021-12-1649下一節(jié)2021-12-16503 3、氣缸墊、氣缸墊 1 1）作用）作用 氣缸蓋和氣缸體之間的襯墊，密封燃燒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室，保持氣缸密封不漏氣，保持由機(jī)體流向保持由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻液和機(jī)油不泄漏。氣缸蓋的冷卻液和機(jī)油不泄漏。 2 2）工作條件）工作條件 承

15、受擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)造成的壓力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、高壓的作用承受氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用 承受冷卻液的腐蝕承受冷卻液的腐蝕 2021-12-16513 3）要求）要求 在高溫、高壓燃?xì)庾饔孟掠凶銐虻膹?qiáng)度，不易損壞。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哪蜔岷湍透g，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)。機(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，以保證密具有一定彈性，能補(bǔ)償接合面的不平度，以保證密封。封。 拆裝方便能重復(fù)使用，壽命長(zhǎng)拆裝方便能重

16、復(fù)使用，壽命長(zhǎng)4 4）材料）材料 按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬石棉石棉襯墊、金屬襯墊、金屬?gòu)?fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種2021-12-16524）. 構(gòu)造:（1） 金屬石棉墊：（見(jiàn)a、b）外包銅皮和鋼片，且在缸口、水孔、油道口周?chē)磉吋訌?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(jiàn)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

17、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2021-12-16534、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(chē)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。 2021-12-1654發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)上的支承發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車(chē)上的支承作用：消除因發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳到底盤(pán)對(duì)汽車(chē)的舒適

18、性產(chǎn)生的不良影響 汽車(chē)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(chē)身 有準(zhǔn)確的相互安裝位置 懸掛軟墊總成：充分吸收車(chē)輛行駛時(shí)的振動(dòng)，承受發(fā)動(dòng)機(jī)施加給汽車(chē)車(chē) 架的全部重量2021-12-1655前二后一前一后二軟墊總成主托架2021-12-1656下一節(jié)2021-12-1657 2.3 2.3 活塞連桿組活塞連桿組 2021-12-16582021-12-1659 1 1 活塞（活塞（pistonpiston） 1 1）功用：）功用： (1)(1)與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；與氣缸蓋、氣缸壁等共

19、同組成燃燒室； (2)(2)承力、傳力：承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以承力、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)。推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 2 2）工作環(huán)境：）工作環(huán)境：高溫高溫、散熱條件差散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)；頂部工作溫度高達(dá)600-700K600-700K，且，且分布不均勻；分布不均勻；高速高速，線速度達(dá)，線速度達(dá)10m/s10m/s，承受很大的慣性力。，承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罨钊敳砍惺茏罡邏焊邏毫蛇_(dá)力可達(dá)3-5MPa3-5MPa（汽油機(jī)），使之變形，（汽油機(jī)），使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。破壞配合聯(lián)結(jié)?；钊麘?yīng)具備的活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)特點(diǎn)A A 剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大

20、，傳力可靠。剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B B 導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C C 質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力52021-12-1660 3 3）材料：）材料：鋁合金：質(zhì)量小鋁合金：質(zhì)量小 （約為鑄鐵活塞的（約為鑄鐵活塞的50%50%70%70%）；）； 導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的三倍）；導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的三倍）； 熱膨脹系數(shù)大。熱膨脹系數(shù)大。 灰鑄鐵灰鑄鐵: :早期活塞用材料。早期活塞用材料。 機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度 耐磨性耐磨性 耐熱性耐熱性 比重比重 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 灰鑄鐵灰鑄鐵 高高 好好 好好 大大 差差 鋁合金鋁合金 差差 差

21、差 差差 小小 高高（3-43-4倍）倍） 成型方法：鑄、鍛、液鍛（液態(tài)模鍛）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、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(wú)廢屑。鍛的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)廢屑。 現(xiàn)代汽車(chē)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。 2021-12-16614）構(gòu)造：

22、活塞可分為頂部(crown)、頭部(head)、裙部(skirt)2021-12-1662(1)、頂部：是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。形狀形狀示意圖示意圖平頂平頂凸頂凸頂凹頂凹頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積小、易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換用、有利于改善換氣過(guò)程。氣過(guò)程。凹坑的形狀、位置凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣壓縮比，防止碰氣門(mén)。（高壓縮比發(fā)門(mén)。（高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞

23、動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣門(mén)，也可用凹坑氣門(mén)，也可用凹坑的深度來(lái)調(diào)整壓縮的深度來(lái)調(diào)整壓縮比比) ) 2021-12-16632 2）活塞頭部）活塞頭部 位置：第一道活塞環(huán)槽與活塞銷(xiāo)孔之間的部分。位置：第一道活塞環(huán)槽與活塞銷(xiāo)孔之間的部分。氣環(huán)槽氣環(huán)槽油環(huán)槽油環(huán)槽工作條件工作條件最?lèi)毫?，最?lèi)毫?，?yīng)離頂部應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。遠(yuǎn)些。(1)(1)、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、(2)(2)、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，(3)(3)、將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。、將頂部吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：作用：活塞活塞銷(xiāo)孔2021-12-1

24、6643 3）活塞裙部）活塞裙部 (1)(1)位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷(xiāo)座孔。位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷(xiāo)座孔。 (2)(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。力，防止破壞油膜。2021-12-1665（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。 2021-12-1666b、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

25、部上厚下?。唬?）裙部周向近似橢圓形變化，長(zhǎng)軸沿銷(xiāo)座孔軸線方向。因銷(xiāo)座處金屬量多而膨脹量大，以及側(cè)壓力作用的結(jié)果。 2021-12-1667c.結(jié)構(gòu)措施（1） 活塞縱斷面制成上小下大的截錐形。2021-12-1668（2） 活塞裙部制成橢圓形，長(zhǎng)軸垂直于銷(xiāo)座孔軸線方向，即側(cè)壓力方向。銷(xiāo)座處凹陷0.5mm1.0mm。2021-12-1669（3） 裙部開(kāi)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(kāi)) 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(kāi)通槽剛度下降，所以不開(kāi)通槽，只開(kāi)在不受側(cè)壓力的一邊。否則對(duì)剛度

26、、壽命都不利。2021-12-1670（4）偏置銷(xiāo)座1、定義：活塞銷(xiāo)座朝向承受作功側(cè)壓力的一面（圖示左側(cè)）偏移1mm2mm。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(guò)一微小角度可使活塞較平順地從壓向氣缸的一側(cè)過(guò)渡到另一側(cè)，減輕敲缸，減小噪音2021-12-16713、原理： 因銷(xiāo)座偏置，在接近上止點(diǎn)時(shí)，作用在活塞銷(xiāo)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(guò)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。可見(jiàn)偏置銷(xiāo)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

27、氣體壓力大，但它是個(gè)漸變過(guò)程。為此，兩步過(guò)渡使換向沖擊力大為減弱。 2021-12-16722021-12-1673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）2021-12-16742021-12-1675下一節(jié)2021-12-1676二、活塞環(huán)（ piston ring ）是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，分為氣環(huán)（壓縮環(huán)compression ring）和 油環(huán)（oil control ring ）。工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤(rùn)滑。平均壽命：6萬(wàn)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)

28、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(kāi)（迷宮）有缺口的彈 性片狀環(huán)近年，隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，過(guò)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(kāi)始采用鋼質(zhì)油環(huán)。相比鑄鐵環(huán)，鋼質(zhì)活塞環(huán)無(wú)需鑄造過(guò)程、重量輕、加工方法簡(jiǎn)單、成本低廉。 2021-12-1677 1、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

29、、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(kāi)口相距隔開(kāi)120度（或者180度，避開(kāi)活塞銷(xiāo)），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。 2021-12-1678活塞環(huán)的間隙（1） 端隙1：又稱(chēng)開(kāi)口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后開(kāi)口處的間隙。一般為0.25mm0.50mm；2）.結(jié)構(gòu)與密封原理：1第一道氣環(huán)溫度最高，端隙最大。過(guò)大，漏氣；過(guò)小，卡死、折斷2021-12-1679（2）側(cè)隙2：又稱(chēng)邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán)槽之間的間隙。第一道0.04mm0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm0.07mm。油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm0.07mm；（3）背隙3：是活塞環(huán)裝入氣缸后，活

30、塞環(huán)背面與環(huán)槽底部的間隙。0.5mm1mm；23側(cè)隙背隙2021-12-1680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P062021-12-1681（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2021-12-1682（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

31、體唯一的通道。各環(huán)要錯(cuò)開(kāi)，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(guò)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?lèi)毫?，溫度最高，為了減小熱負(fù)荷，開(kāi)隔熱槽、鑲護(hù)圈、鍍鉻。F徑F軸2021-12-1683環(huán)多，摩擦損失大，一般2-3個(gè)，有的就1個(gè)2021-12-1684下一節(jié)2021-12-16853）.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。2021-12-1686危害：（1）增加了潤(rùn)滑油的消耗；（2）

32、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。 2021-12-1687措施：（1）采用扭曲環(huán)；（2）采用組合式油環(huán)；2021-12-16884）.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) 2021-12-1689（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。2021-12-1690（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

33、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。 2021-12-1691（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(chēng)，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。 e2021-12-16921） 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

34、面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。 2021-12-1693（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。 2021-12-1694（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)。 2021-12-1695氣環(huán)斷面形狀：氣環(huán)斷面形狀：形狀形狀特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖矩形環(huán)矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣用面廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱(chēng)，受力不平衡，使活塞環(huán)斷面不對(duì)稱(chēng)，受力

35、不平衡，使活塞環(huán)扭曲扭曲錐面環(huán)錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了減少了環(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。表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)梯形環(huán) 加工困難，精度要求高加工困難，精度要求高桶面環(huán)桶面環(huán) 外圓為凸圓弧形外圓為凸圓弧形2021-12-1696（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(lái)。要想把缸壁上多余的機(jī)油刮下來(lái)，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(méi)有環(huán)背壓力來(lái)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（

36、油刃）。2021-12-16972.類(lèi)型（1） 整體式其外圓上切有環(huán)形槽，槽底開(kāi)有回油用的小孔或窄槽。2021-12-1698（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2021-12-1699其特點(diǎn)為其特點(diǎn)為 1) 無(wú)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)。2021-12-16100油環(huán)的類(lèi)型 槽孔式 槽孔撐簧式 鋼片組合式2021-12-16101槽孔式2021-12-16102槽孔撐簧式2021-

37、12-16103 三、活塞銷(xiāo)（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(xiāo)銷(xiāo)座(內(nèi)) 銷(xiāo)連桿小頭(內(nèi))空心減少質(zhì)量接近于等強(qiáng)度梁2021-12-161043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(xiāo)在連桿小頭孔和活塞銷(xiāo)座孔中都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。（=0.01-0.02mm） (2)裝配： 1）銷(xiāo)與銷(xiāo)座孔在冷態(tài)時(shí)為過(guò)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(xiāo)孔膨脹,迅速將銷(xiāo)推入。銷(xiāo)-低碳合金鋼銷(xiāo)座-鋁合金(活塞)鋁合金的膨脹系數(shù)比鋼大彈性擋圈防止

38、銷(xiāo)軸向竄動(dòng),刮傷缸壁2021-12-16105 2.半浮式 (1)定義：銷(xiāo)與銷(xiāo)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(xiāo)裝入，冷態(tài)時(shí)為過(guò)盈配合。 (0.01-0.04mm) 全浮式活塞銷(xiāo)工作時(shí)，在連桿小頭孔和活塞銷(xiāo)孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證活塞銷(xiāo)沿圓周磨損均勻。為防止活塞銷(xiāo)兩端刮傷氣缸壁 ，在活塞銷(xiāo)孔外側(cè)裝置活塞銷(xiāo)擋圈。 半浮式活塞銷(xiāo)是用螺栓將活塞銷(xiāo)夾緊在連桿小頭孔內(nèi)，這時(shí)活塞銷(xiāo)只在活塞銷(xiāo)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(xiāo)孔中也不裝活塞銷(xiāo)擋圈。 6.12021-12-16106下一節(jié)2021-12-16107四、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(lái)安裝活塞銷(xiāo)，以連接活塞。（全