活塞连杆机构与工作原理

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1、活塞连杆机构与工作原理8/14/20211一、曲轴连杆机构1、曲轴连杆机构是将气缸内的可燃混合气燃烧膨胀时将放出的热量转变为机械能。2、曲轴连杆机构有作用是承受气体高温、高压，利用气体的压力推动活塞运动，通过连杆使曲轴旋转活塞的直线往复运动转为曲轴的放置运动，从而输出扭矩。8/14/202123、主要构件的组成气缸体曲轴箱：气缸体、气缸盖、气缸套、缸垫、上下曲轴箱等机件的组成。活塞连杆组：活塞、活塞环活塞销、连杆、衬套、连杆轴承等机件的组成。曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等组件。8/14/20213二、活塞概述主要是承

2、受气缸中燃烧气体的压力，并将力通过活塞销传给连杆促使曲轴旋转产生扭力对外作功。8/14/20214活塞的要求1)有足够的强度和刚度2)须有尽可能小的质量3)要求活塞的材有较好的导热率，膨胀系数4)要求活塞工作时与气缸有较小的摩擦且耐磨损8/14/20215三、活塞连杆组8/14/20216组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承8/14/20217材料：汽车发动机活塞广泛采用铝合金。其特点为质量小（约为铸铁活塞的50%～70%）；导热性好（约为铸铁的三倍）；热膨胀系数大。8/14/20218活塞一般结构：活塞

3、顶、活塞头、活塞裙等三部分组成，还有环槽部、活塞销座二部分。销座8/14/20219（一）顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。汽油机活塞的顶部形状有：1、平顶：受热面积小，广泛采用。2、凸顶：与半球形燃烧室配用。3、凹顶：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。8/14/202110形状目的是：①能够使气体产生涡流和有利于燃烧②尽可能减少炭渣堆积③有足够的强度和刚度，并且减少质量④有利于散热8/14/202111（二）活塞头活塞头部：安装活塞环的部分,它的作用是防止活塞环上部气体下

4、漏或润滑油进入燃室.活塞头部开有活塞环,活塞环的数目与防漏的关系:活塞环越多防漏越好导热越好,但是磨擦损失加大,造成气缸磨损快。8/14/202112（三）活塞裙部作用：是导向部分,引导活塞在气缸中作往复运动,并将连杆的侧向力传给气缸壁。活塞裙部的结构：膨胀槽、绝热槽裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。8/14/202113活塞销座：用以安装活塞销。在销座孔两端有卡环槽，用以安装卡环。8/14/202114活塞的变形及采取的相应措施变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。8/14/2

5、02115(四)变形规律1、活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；2、活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；3、裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。点击观看活塞变形动画8/14/202116冷态时正常工作时头部椭圆裙部截锥体8/14/202117（五）结构措施（1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。（2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。（3）销座

6、处凹陷0.5mm～1.0mm。8/14/202118（5）采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙部的膨胀量。1）恒范钢片式：活塞销座通过恒范钢片与裙部相连，而恒范钢片（含镍33%～36%）的膨胀系数仅为铝合金的十分之一。这样，使裙部膨胀量大为减少。8/14/2021192）自动调节式：膨胀系数小的低碳钢片贴在销座铝层的内侧，依靠钢片的牵制作用，及钢片与铝壳之间的双金属效应来减小裙部侧压力方向的膨胀量。8/14/2021203)筒形钢片式：浇铸时，将钢筒夹在铝合金中，冷凝时钢筒内外侧的铝合金分别

7、产生“收缩缝隙”和拉应力。工作时因要先消除“收缩缝隙”和拉应力而膨胀量减小。8/14/202121四、活塞环活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分。8/14/202122（一）、作用①封闭活塞与气缸壁的间隙，使气缸体不致于从气缸漏入曲轴箱内而降低内燃机的功率。②将气缸壁上涂上一层润滑油，减少磨擦，并且将气缸壁上多的润滑油刮回曲轴箱内以防止润滑油窜入燃室内。③导热作用将活塞的热量传导气缸壁上，从而保证发动机正常温度。高温燃气接触，散热差，为了内燃机的正常工作，所以材料应做到导热率好膨胀系数小）。8/14/20

8、2123（二）活塞环（气环和油环）1、气环和油环气环也称压缩环：内燃机常采用2道～3道气环。2、常用的形状的有：矩形环、锥形环、扭曲环、梯形环8/14/202124（1）矩形环结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。矩形断面8/14/202125（2）锥形环1）特点：与缸壁线接触，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）安装注意：锥角朝下（在环端有