汽车发动机构造与维修ppt课件

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6、活塞在工作时的保护措施
（1）在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性； 主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。
（2）在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向 时的敲击声，且使裙部减小磨损； 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面
的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm。
扭曲原理：当活塞环装入气缸后，环 受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产 生拉应力、中性层以外产生压应力，矩形环 由于中性层内外断面不对称，使F和F不在同 一平面内，从而形成力偶M，在力偶的作用 下，活塞环发生微量的扭曲变形。
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扭曲环的特点 具有锥形环的特点； 减小了泵油作用； 作功行程环不再扭曲，两个密封面达到完全接触，利于散热。 安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、 三道环槽。 安装：注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能 装反。
旋转。
2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～ 700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s， 承受很大 的惯性力。活塞顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机）的压 力，使之变形，破坏配合联结。
3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
活塞应 具备的 特点
A 刚度和强度应足够大，传力可靠。 B 导热性能好，耐高压、高温、磨损 C 质量较小，尽可能减少往复惯性力 D 耐热的活塞顶及弹性的活塞裙
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（3）活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力 ，
防治破坏油膜。
裙 部
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（3）活塞的变形及采取的相应措施 a、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。
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5、为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密 封和运动间隙，制造活塞是通常采取下列结构措施：
去密封性； （e）加剧了气缸的磨损。
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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（在环端有向上或TOP等标记）；安装时，不能 装反，否则会引起机油上窜 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。
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3） 扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下 方切成台阶或倒角而成。
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4） 桶形环：其特点为 a 环的外圆面为凸圆弧形； b 环面与缸壁圆弧接触，避免了棱角负荷；
E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数 5
4、结构
（1）活塞顶部
功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。
顶部：构成燃烧室， 承受气体压力。
头部:安装活塞环，制 作较厚。
裙部：导向，传力。承 受侧压力销座孔 处制有加强筋。
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（1）活塞顶部
结构简单、制造容 易、受热面积小、 应力分布较均匀，
多用在汽油上。
作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活 塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其 带走。
切口 气环
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气环的密封原理：
将1～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
活塞环的间隙： Δ1为端隙 Δ2为侧隙 Δ3为背隙
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活塞环的间隙 a 端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后 开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm； b 侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的
e)梯形环；f)桶形环
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1） 矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大， 散热好，但易泵油。
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活塞环的泵 油作用及危害 原因： a 存在侧隙和 背隙； b 环运动时 在环槽中靠上 靠下。
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危害： （a）增加了润滑油的消耗； （b）火花塞沾油不跳火； （c）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏； （d）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失
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（3）活塞裙部开槽
横向绝热槽 纵向膨胀槽
减少裙部受热 有的兼作油环回油孔 留有膨胀余地 活塞强度降低
绝热槽
膨胀槽
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（4）为了减小铝合金 活塞裙部的热膨胀量， 有些汽油机活塞在活塞 裙部或销座内嵌入钢片。
恒范钢片式活塞的 结构特点就是这样的， 由于恒范钢为含镍 33%～36%的低碳铁镍合 金，其膨胀系数仅为铝 合金的1/10，而销座通 过恒范钢片与裙部相连， 牵制了裙部的热膨胀变 形量。
间隙。第一道0.04mm～0.10mm；其它气环 0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小， 0.025mm～0.07mm； c 背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环 槽底部的间隙。0.5mm～1mm；
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气环的断面形状
气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭朝向承受作功侧压力的一面（图 示左侧）偏移1mm～2mm。 2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击
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二 活塞环
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命： 6万公里 材料：合金铸铁或球墨铸铁（有时表面涂有保护层）
（1）气环
（1）预先做成阶梯形、锥形
活塞沿高度方向的温度 很不均匀，活塞的温度是上 部高、下部低，膨胀量也相 应是上部大、下部小。为了 使工作时活塞上下直径趋于 相等，即为圆柱形，就必须 预先把活塞制成上小下大的 阶梯形、锥形。
（2）预先做成椭圆形
椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这 样活塞工作时趋近正圆。
《汽车发动机构造与维修》课件
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第二章 曲柄连杆机构的 构造与维修
第一节 曲柄连杆机构的构造与工作原理
三、 活塞连杆组---活塞及活塞环
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观看汽车发动机活塞连杆组的运动演示
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活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦
连杆盖
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一、活 塞
1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴
凸起呈球状、顶部 强度高，起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹坑的形状、位置必 须有利于可燃混合气 的燃烧；提高压缩比， 防止碰气门。
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（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
头部
工作条件最
恶劣，应离
顶部远些。
作用： 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、
2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。