任務(wù)六活塞與活塞環(huán)的間隙檢查詳解課件

1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)檢修學(xué)習(xí)任務(wù)六：活塞與活塞環(huán)的間隙檢查第1頁(yè)，共47頁(yè)。 活塞與活塞環(huán)磨損后，造成汽缸壁間隙的增大，從而發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)活塞與汽缸壁之間會(huì)出現(xiàn)異響，所以發(fā)動(dòng)機(jī)異響時(shí)應(yīng)進(jìn)行對(duì)其檢查。設(shè)置本任務(wù)的目的是學(xué)習(xí)活塞與活塞環(huán)的功用、結(jié)構(gòu)以及活塞環(huán)間隙的檢查方法。 任務(wù)介紹 第2頁(yè)，共47頁(yè)。知識(shí)點(diǎn)：活塞與活塞環(huán)的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。技能點(diǎn)：活塞環(huán)間隙的測(cè)量方法。任務(wù)分析 第3頁(yè)，共47頁(yè)。組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿、連桿軸瓦等作用：將燃燒過(guò)程中獲得的動(dòng)力傳遞給曲軸。一、活塞連桿組的構(gòu)造相關(guān)知識(shí)第4頁(yè)，共47頁(yè)。（一）活塞的構(gòu)造1.功用：1）與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；2）承受氣體

2、壓力，并將此力傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。2.工作條件：活塞在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良的條件下工作。第5頁(yè)，共47頁(yè)。柴油機(jī)高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼，成本低、耐熱性好，且膨脹系數(shù)小。3.要求：(1)要有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠； (2)熱膨脹系數(shù)要小，減小受熱時(shí)的變形；(3)導(dǎo)熱性好，耐高壓、耐高溫、耐磨損； (4)質(zhì)量小，重量輕，盡可能減小往復(fù)慣性力。4.材料：汽油機(jī)高強(qiáng)度鋁合金，質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，但熱膨脹系數(shù)大，高溫下，強(qiáng)度和硬度下降很快。第6頁(yè)，共47頁(yè)。根據(jù)所起作用的不同，可將活塞分為三部分，活塞頂部、活塞頭部（環(huán)槽部）和活塞裙部。5.活塞的組成 環(huán)槽部（頭部）活塞銷(xiāo)孔第7頁(yè)，共47頁(yè)。（1

3、）活塞頂部指活塞的頂面，是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。汽油機(jī)活塞的頂部形狀有：（1）平頂：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，受熱面積小，頂部應(yīng)力分布均 勻，廣泛采用。（2）凸頂：頂部強(qiáng)度高，起氣流導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過(guò)程和提高壓縮比，常用于二沖程汽油機(jī)。（3）凹頂：在氣門(mén)升程大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，為使活塞與不與氣門(mén)發(fā)生干涉，常將活塞頂部作一個(gè)凹陷的部分。 第8頁(yè)，共47頁(yè)。（2）活塞環(huán)槽部（頭部）指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷(xiāo)孔以上部分，又稱(chēng)防漏部。兩環(huán)槽之間稱(chēng)為環(huán)岸。上面2-3道氣環(huán)，下面1-2道油環(huán)。油環(huán)的底部有若干貫通泄油孔，油環(huán)從缸壁上刮下的多余潤(rùn)滑油，經(jīng)此流回油底殼。頭部第9頁(yè)，共47頁(yè)。結(jié)構(gòu)：全群

4、式、半拖板式、拖板式裙部。（3）活塞裙部定義：指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括裝活塞銷(xiāo)的銷(xiāo)座孔。功用：在活塞運(yùn)動(dòng)的時(shí)候起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。第10頁(yè)，共47頁(yè)。全群式半拖板式拖板式第11頁(yè)，共47頁(yè)?；钊某Ｒ?jiàn)損傷 主要是活塞環(huán)槽的磨損、活塞裙部的磨損和活塞銷(xiāo)座孔的磨損等,活塞環(huán)槽的磨損較大，以第一道環(huán)槽的磨損最為嚴(yán)重各環(huán)槽由上而下逐漸減輕。 第12頁(yè)，共47頁(yè)。 活塞裙部雖與氣缸壁直接接觸，但接觸面積較大，潤(rùn)滑條件較好,磨損較輕。 活塞銷(xiāo)座孔的磨損是活塞在工作時(shí)受氣體壓力和往復(fù)慣性力的作用，使活塞銷(xiāo)座孔產(chǎn)生上下方向的橢圓形磨損。第13頁(yè)，共47頁(yè)。（4）活塞變形及應(yīng)采取措施（a

5、）活塞的熱膨脹量大于氣缸的熱膨脹量，使間隙變?。╞）活塞頭部膨脹量大于裙部膨脹量，上大下?。┗钊冃蔚脑蚣耙?guī)律活塞與氣缸間間隙過(guò)小，出現(xiàn)拉缸、卡死故障；過(guò)大，將出現(xiàn)敲缸、竄氣、竄機(jī)油等故障（c）群部圓周方向近似橢圓形變化，長(zhǎng)軸沿著銷(xiāo)座孔軸線方向。第14頁(yè)，共47頁(yè)。2）活塞變形的預(yù)防措施活塞頭部的直徑呈上小下大的梯形或截錐體；裙部呈橢圓型，長(zhǎng)軸垂直于銷(xiāo)座孔軸線；第15頁(yè)，共47頁(yè)?；钊募訌?qiáng)筋在銷(xiāo)座和活塞頭部之間設(shè)置加強(qiáng)筋用來(lái)加強(qiáng)銷(xiāo)座，并提高活塞頭部的剛度。裙部開(kāi)隔熱膨脹槽（“T”形或“”形槽），其中橫槽叫隔熱槽，豎槽叫膨脹槽。第16頁(yè)，共47頁(yè)。采用雙金屬活塞：即在活塞裙部或銷(xiāo)座內(nèi)嵌入鋼片

6、，以減少裙部的膨脹量。恒范鋼片活塞 鑲筒形鋼片活塞 第17頁(yè)，共47頁(yè)。 其它結(jié)構(gòu) 溫控結(jié)構(gòu)a.噴油冷卻專(zhuān)設(shè)噴油嘴連桿中心油道b.隔熱膜活塞頂部涂一層石墨隔熱膜，既保證較高溫度的燃燒室壁面，又降低活塞溫度。 群部表面的保護(hù)（防止拉毛）鍍錫（熔點(diǎn)低）涂石墨（脆性材料）表面粗糙化 （溝谷能存潤(rùn)滑油）第18頁(yè)，共47頁(yè)。 偏置銷(xiāo)座 a) 活塞銷(xiāo)對(duì)中布置壓縮行程作功行程Fp1Fp1第19頁(yè)，共47頁(yè)。b) 活塞銷(xiāo)偏移布置Fp1活塞銷(xiāo)孔中心偏離活塞中心線平面，向做功形成側(cè)壓力的一方偏移1-2mm。目的：減輕活塞換向時(shí)對(duì)氣缸壁的敲擊噪聲（敲缸）。壓縮行程作功行程第20頁(yè)，共47頁(yè)。 環(huán)槽護(hù)圈第一、二道環(huán)槽

7、或所有環(huán)槽鑲?cè)肽湍ゲ牧?，并制成環(huán)槽護(hù)圈。第21頁(yè)，共47頁(yè)。（二）活塞環(huán) 活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。1.活塞環(huán)的功用與分類(lèi)（2）油環(huán) 1-2道，刮油布油，輔助密封作用（1）氣環(huán) 2-3道，密封、傳熱、輔助刮油布油作用第22頁(yè)，共47頁(yè)。2.工作條件：高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑困難發(fā)動(dòng)機(jī)中磨損最快的零件之一，平均壽命50000KM70000KM。第一道環(huán)工作條件最差，磨損最快第23頁(yè)，共47頁(yè)。3.材料與熱處理要求：良好的耐熱性、導(dǎo)熱性、耐磨性、磨合性、韌性和足夠的強(qiáng)度及彈性等。材料：耐熱不銹鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、球墨鑄鐵、合金鑄鐵熱處理：第一道活塞環(huán)鍍鉻或噴鉬，其他的鍍錫、磷化或硫化處

8、理第24頁(yè)，共47頁(yè)。切口氣環(huán)（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。14.間隙 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，為保證氣缸的密封性，防止環(huán)卡死在缸內(nèi)或脹死于環(huán)槽中，安裝時(shí)，活塞環(huán)應(yīng)留有端隙、側(cè)隙和背隙。第25頁(yè)，共47頁(yè)。（3）背隙3：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。0.5mm1mm。23（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。第一道氣環(huán)0.04mm0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm0.07mm。油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm0.07mm。第26頁(yè)，共47頁(yè)。 氣環(huán)在自由狀態(tài)下，外徑缸徑，裝缸后在其彈力P0作用下與缸壁壓緊，形

9、成第一密封面。第一密封面P05.氣環(huán)）氣環(huán)的密封原理 氣環(huán)的三條漏氣通道：開(kāi)口端隙間；環(huán)面與氣缸壁間；環(huán)與環(huán)槽的側(cè)面間。第一密封面的建立（環(huán)與缸壁）第27頁(yè)，共47頁(yè)。PjFP1第二密封面第二密封面的建立（環(huán)與環(huán)槽側(cè)面） 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)（進(jìn)氣上側(cè)面；排氣、壓縮、做功下側(cè)面），形成第二密封面。第28頁(yè)，共47頁(yè)。 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。氣環(huán)的第二次密封（加強(qiáng)第一密封面第二密封面的壓力）第29頁(yè)，共47頁(yè)。）氣環(huán)的泵油作用上行（壓縮）

10、：環(huán)靠在環(huán)槽下方，擠油下行（進(jìn)氣）：環(huán)靠在環(huán)槽上方，刮油第30頁(yè)，共47頁(yè)。（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。 氣環(huán)的泵油原因：（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。氣環(huán)的泵油危害：第31頁(yè)，共47頁(yè)。（1）采用扭曲環(huán)；（2）采用組合式油環(huán)；（3）油環(huán)下設(shè)減壓腔。 措施：第32頁(yè)，共47頁(yè)。3）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)、與缸壁接觸面積大，散熱好 ；但有泵油作用。扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱(chēng)，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲，減小泵油作用，減

11、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(rùn)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，加工困難第33頁(yè)，共47頁(yè)。6.油環(huán)作用：布油和刮油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。類(lèi)型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。第34頁(yè)，共47頁(yè)。組合式油環(huán)特點(diǎn)：1）密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧直徑大于缸徑而產(chǎn)生徑向力。 第二密封面，靠軸向力，因襯簧和鋼

12、片總厚度大于環(huán)槽高而產(chǎn)生軸向力。2) 無(wú)側(cè)隙，不竄油。3) 刮油能力強(qiáng)：因鋼片薄，對(duì)缸壁比壓大。4) 上下片可分別動(dòng)作，適應(yīng)性好。5) 回油能力強(qiáng)。第35頁(yè)，共47頁(yè)。結(jié)構(gòu)：活塞銷(xiāo)內(nèi)孔有圓柱形、截錐形和組合形（三）活塞銷(xiāo)作用：連接活塞和連桿小頭，并傳遞活塞的力給連桿。工作條件：周期性沖擊載荷，潤(rùn)滑條件差。材料：低碳鋼或低碳合金鋼。表面滲碳淬火處理，精磨和拋光。圓柱形截錐形組合形第36頁(yè)，共47頁(yè)。連接方式：1.全浮式:活塞銷(xiāo)、連桿小頭和活塞銷(xiāo)座都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：1）磨損均勻，壽命長(zhǎng)，應(yīng)用廣泛2）卡環(huán)軸向定位3）冷態(tài)過(guò)盈配合第37頁(yè)，共47頁(yè)。2.半浮式：銷(xiāo)與銷(xiāo)座孔和連桿小頭兩處，一處固定，一

13、處浮動(dòng)。（一般固定連桿小頭）特點(diǎn): 銷(xiāo)座內(nèi)無(wú)卡環(huán)連桿小頭無(wú)襯套第38頁(yè)，共47頁(yè)。1.活塞環(huán)的彈力檢驗(yàn) 1-重錘；2-支撐銷(xiāo)；3-滾輪；4-秤桿；5-活動(dòng)量塊；6-底座；7-底板四、任務(wù)實(shí)施 第39頁(yè)，共47頁(yè)。1）將活塞環(huán)彈性正直的放在檢驗(yàn)器凹槽里，環(huán)的開(kāi)口向外；2）將杠桿壓在活塞環(huán)上，移動(dòng)杠杠上的重錘，按規(guī)定所需的力，將活塞環(huán)的開(kāi)口端隙壓至所規(guī)定的尺寸。3）記錄荷重負(fù)荷技術(shù)的數(shù)據(jù)。4）評(píng)價(jià)彈性狀況。 檢驗(yàn)步驟：第40頁(yè)，共47頁(yè)。2.活塞環(huán)的漏光度檢驗(yàn) 方法：將活塞環(huán)水平放入汽缸內(nèi)，用一蓋板蓋住環(huán)的內(nèi)環(huán)，在汽缸下部放置燈光，用察看透光的方法檢查活塞環(huán)與汽缸壁間的密封情況?；钊h(huán)漏光度的檢驗(yàn)

14、技術(shù)要求： 1）活塞環(huán)上漏光弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的 圓心角，每處不得大于25，同一根環(huán)上不得多于兩處，總和不得大于45。 2）在靠近活塞環(huán)開(kāi)口處兩側(cè)各 30范圍內(nèi)，不允許有漏光。第41頁(yè)，共47頁(yè)。 3.活塞環(huán)“三隙”的檢驗(yàn) 活塞環(huán)的三隙是指端隙、側(cè)隙和背隙。一般說(shuō)來(lái)，活塞環(huán)的三隙是上環(huán)大于下環(huán)、柴油機(jī)環(huán)大于汽油機(jī)環(huán)、氣缸直徑大的環(huán)大于直徑小的環(huán)、發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比大的環(huán)大于壓縮比小的環(huán)。 1-端隙 2-側(cè)隙 3-背隙 第42頁(yè)，共47頁(yè)。端隙檢驗(yàn)：將活塞環(huán)置入氣缸內(nèi)，并用倒置的活塞頂部將環(huán)推平(對(duì)未加工的氣缸應(yīng)推至下止點(diǎn)，即磨損最小處)，然后用厚薄規(guī)測(cè)量。若端隙大于規(guī)定值，則應(yīng)重新選配活塞環(huán)；若端隙小于規(guī)定

15、值時(shí)，應(yīng)用細(xì)平銼刀對(duì)環(huán)的端口進(jìn)行銼修。銼修時(shí)，只能銼削一端環(huán)口且應(yīng)平整；銼修后，應(yīng)去除毛刺，以免在工作時(shí)刮傷氣缸壁。0.250.50mm第43頁(yè)，共47頁(yè)。側(cè)隙檢驗(yàn)：將環(huán)放在槽內(nèi)，圍繞環(huán)槽滾動(dòng)一周，應(yīng)能自由滾動(dòng)，既不能松動(dòng)，又不能有阻滯現(xiàn)象，用厚薄規(guī)檢測(cè)。危害：側(cè)隙過(guò)大，泵油作用加劇，使環(huán)岸疲勞破碎，加速環(huán)的斷裂和潤(rùn)滑油消耗增加；側(cè)隙過(guò)小，使活塞環(huán)卡死在環(huán)槽內(nèi)，環(huán)的彈力減弱，沖擊應(yīng)力加劇，不但使汽缸密封性降低，也容易使環(huán)折斷。第44頁(yè)，共47頁(yè)。背隙檢驗(yàn)：為測(cè)量方便通常是將活塞環(huán)裝入活塞內(nèi)，以環(huán)槽深度與活塞環(huán)徑向厚度的差值來(lái)衡量。也可將環(huán)落入環(huán)槽底，用深度游標(biāo)卡尺測(cè)出環(huán)外圓柱面沉入環(huán)岸的數(shù)值，該數(shù)值一般為00.35mm。 在實(shí)際操作中，通常是以經(jīng)驗(yàn)法來(lái)判斷活塞環(huán)的側(cè)隙和背隙：將環(huán)置入環(huán)槽內(nèi)，環(huán)應(yīng)低于環(huán)岸，且能在槽中滑動(dòng)自如，無(wú)明顯松曠感覺(jué)即可。背隙的作用是為建立背壓，貯存積炭和防止活塞工作時(shí)膨脹過(guò)大擠斷活塞環(huán)而設(shè)置的。第45頁(yè)，共47頁(yè)。4.活塞環(huán)的安