《汽車(chē)構(gòu)造》課程課件-任務(wù)五 活塞連桿組

任務(wù)五曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞連桿組

作用及組成：曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿組和曲軸飛輪組的零件組成。（1）活塞連桿組件

活塞連桿組件主要由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿、連桿軸瓦組成。

活塞：1．活塞的功用及工作條件

活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。

活塞要求具有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠、導(dǎo)熱性能好耐高溫、高壓，耐磨損，質(zhì)量小，盡可能減小往復(fù)慣性力。2．活塞材料

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)廣泛采用高強(qiáng)度鋁合金活塞，只在極少數(shù)低速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。

3．活塞構(gòu)造

活塞可視為由頂部、頭部、槽部和裙部等4部分構(gòu)成。

（1）活塞頂部汽油機(jī)活塞頂部的形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關(guān)。其頂部可分為平頂、凸頂和凹頂三種。大多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞，其優(yōu)點(diǎn)是受熱面積小，加工簡(jiǎn)單。采用凸頂活塞，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣作用。采用凹頂活塞，可以通過(guò)改變活塞頂上凹坑的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。

（2）活塞頭部活塞頂部至活塞第一道氣環(huán)之間的部分，用來(lái)承受氣體壓力和傳遞熱量。在活塞槽部用來(lái)安裝氣環(huán)和油環(huán)，起到密封和傳熱的作用，汽油機(jī)一般有三個(gè)環(huán)槽，其中為兩個(gè)氣環(huán)槽和一個(gè)油環(huán)槽，在油環(huán)槽底部還加工有回油孔或橫向切槽，油環(huán)從氣缸壁上刮下來(lái)的多余機(jī)油，經(jīng)回油孔或橫向切槽流回油底殼。而柴油機(jī)由于壓縮比比較高，安裝了四個(gè)環(huán)槽，其中有三個(gè)為氣環(huán)槽，一個(gè)為油環(huán)槽?；钊h(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一道環(huán)槽溫度較高，磨損嚴(yán)重。為了增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性，通常在第一環(huán)槽或第一、二環(huán)槽處鑲嵌耐熱護(hù)圈。（3）活塞裙部活塞裙部是指從油環(huán)槽以下的活塞部分?；钊共康男螤顟?yīng)該保證活塞在氣缸內(nèi)得到良好的導(dǎo)向的作用，其次，活塞裙部使氣缸與活塞之間在任何工況下都應(yīng)保持均勻的、適宜的間隙。間隙過(guò)大，活塞敲缸；間隙過(guò)小，活塞可能被氣缸卡住。此外，裙部應(yīng)有足夠的實(shí)際承壓面積，以承受側(cè)向力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，而活塞受熱膨脹時(shí)還發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果都是使活塞裙部在活塞銷(xiāo)孔軸線(xiàn)方向及活塞頂部的尺寸增大。因此，為了使活塞在正常工作溫度時(shí)保持較均勻的間隙，避免出現(xiàn)在氣缸內(nèi)卡死或加大磨損的現(xiàn)象?；钊h(huán)：活塞環(huán)是具有彈性開(kāi)口的環(huán)，活塞環(huán)可分氣環(huán)和油環(huán)兩種。（1）氣環(huán)氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過(guò)熱。氣環(huán)的種類(lèi)：

氣環(huán)的按斷面的形狀可分為矩形環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、和桶面環(huán)等

（2）油環(huán)油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機(jī)油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。既可以防止機(jī)油竄入汽缸燃燒，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，同時(shí)還可以起到封氣的輔助作用。油環(huán)種類(lèi)：油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)（鋼片組合油環(huán)、螺旋撐簧油環(huán)）兩種。普通油環(huán)：這種油環(huán)應(yīng)用最廣泛，在環(huán)的外表面中間有環(huán)形槽，槽中鉆有長(zhǎng)方形或圓形小孔，刮下的機(jī)油經(jīng)小孔流回油底殼，以便減少環(huán)與氣缸壁的接觸面積，提高接觸壓力。

組合油環(huán)：

1）鋼片組合油環(huán)，這種油環(huán)由襯環(huán)、刮片環(huán)組成。它具有對(duì)缸壁接觸壓力高而均勻、刮油能力強(qiáng)、密封良好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn);但其加工費(fèi)時(shí)，成本高2）螺旋撐簧油環(huán)，這種油環(huán)是在普通油環(huán)內(nèi)徑環(huán)面內(nèi)安裝一個(gè)螺旋彈簧，以增加對(duì)缸壁的接觸壓力，當(dāng)油環(huán)磨損后彈簧能夠自動(dòng)補(bǔ)償，使油環(huán)仍能保持良好的刮油性能。這種油環(huán)制造和安裝較方便?；钊N(xiāo)：

（1）活塞銷(xiāo)功用和工作條件活塞銷(xiāo)用來(lái)連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿或相反?；钊N(xiāo)在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負(fù)荷，且由于活塞銷(xiāo)在銷(xiāo)孔內(nèi)擺動(dòng)角度不大，難以形成潤(rùn)滑油膜，因此潤(rùn)滑條件較差。為此活塞銷(xiāo)必須有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性，質(zhì)量盡可能小，銷(xiāo)與銷(xiāo)孔應(yīng)該有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。

（2）活塞銷(xiāo)內(nèi)孔形狀分類(lèi)活塞銷(xiāo)內(nèi)孔形狀分為三類(lèi)，分別為：圓柱形、兩段截錐形、組合形。（3）活塞銷(xiāo)的連接方式活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔及連桿小頭襯套孔的連接方式有兩種，分別全浮式和半浮式。連桿組：連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來(lái)稱(chēng)作連桿，有時(shí)也稱(chēng)連桿體為連桿。連桿由小頭、桿身和大頭等部分構(gòu)成

（5）連桿軸瓦連桿大頭內(nèi)的瓦片式滑動(dòng)軸