汽车发动机构造与维修》课件讲解
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(中职)汽车发动机构造与维修总论教学课件高教版(共33张PPT)
二、汽车的类型
2. 按发动机位置和驱动方式进行分类
1）前置发动机后轮驱动汽车
后置发动机后轮驱动汽车 的发动机安装在汽车的后部，通 过底盘传动系统传递动力给后轮， 由 后轮驱动汽车前进。大型客车 多使用后置发动机后轮驱动。
2）前置发动机前轮驱动汽车
前置发动机前轮驱动汽车 的发动机安装在汽车的前部，通 过底盘传动系统传递动力给前轮， 由 前轮驱动汽车前进。重心较低 的轿车都采用前置发动机前轮驱 动。
一、汽车的整车构造
3. 车身及附属设备
车身是用来为发动机提供安装空 间，为驾驶员和乘客提供乘坐空间，为 装载货物提供携带空间的结构。车身壳 体一般是整体结构，轿车和客车的车身 由车身壳体，内、外装饰和车身附件组 成。 车身壳体应保证乘员工作方便、乘 坐舒适和安全。货车车身由驾驶室和货 厢两部分组成，货厢结构 要保障运输货 物完好无损和装卸方便。车身合理的外 部形状能减少行驶时的空气阻力。
4. 电气设备
汽车的电气设备主要是电 源和用电设备，包括发电机、蓄 电池、起动系统、点火系统、照 明装 置、信号装置、仪表、音响、 刮水器等装置。现代汽车越来越 多地装用各种电子设备，如车用 微处 理机及人工智能装置等，以 显著提高汽车的性能。
二、汽车的类型
汽车的类型繁多，分类方法也较多，可按其动力设备类型、发动机位置和驱动方式、用途、行驶道路条件、 行驶机构的特征、乘客座位数及汽车总质量等进行分类。
发动机构造与维修课件--汽车发动机曲柄连杆机构培训
运动件。 (三)曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮等机件。
精品培训示范教材
曲柄连杆机构
5
项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
精品培训示范教材
6
项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
二、 曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构工作条件十分恶劣。气缸内最高温度可达2500K以上，最高压力可达5-9MPa，最高转 速可达4000-6000r／min，此外,与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖和活塞组等)还将 受到化学腐蚀，因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的条件下工作的。同时，曲柄连 杆机构在工作时作变速运动，受力情况相当复杂，有气体作用力、运动质量惯性力、旋转运动的离心力 以及相对运动件接触表面的摩擦力等。
3、离心力
物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。在曲柄连杆机构中，偏离曲轴轴线的曲 柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时，将产生离心力Fc，其方向沿曲柄向外，如图23所示。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、 下振动。而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向的振动。此外，离心力使连杆大头的轴 承和轴颈受到又一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
17
项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
(二)气缸与气缸套
气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔称为气缸。气缸工作表面承受燃气的高温、高压作用，且活塞在其中 作高速运动，因此要求其耐高温、耐高压、耐磨损和耐腐蚀。为了提高耐磨性，有时在铸铁中加入了一些合金元 素如镍、钼、铬和磷等。如果气缸体全部采用优质耐磨材料，则成本太高，因为除与活塞配合的气缸壁表面外， 其他部分对耐磨性要求并不高，所以现代汽车发动机广泛采用在气缸体内镶入气缸套，形成气缸工作表面。这样， 气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而气缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。
精品培训示范教材
曲柄连杆机构
5
项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
精品培训示范教材
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项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
二、 曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构工作条件十分恶劣。气缸内最高温度可达2500K以上，最高压力可达5-9MPa，最高转 速可达4000-6000r／min，此外,与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气缸、气缸盖和活塞组等)还将 受到化学腐蚀，因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的条件下工作的。同时，曲柄连 杆机构在工作时作变速运动，受力情况相当复杂，有气体作用力、运动质量惯性力、旋转运动的离心力 以及相对运动件接触表面的摩擦力等。
3、离心力
物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。在曲柄连杆机构中，偏离曲轴轴线的曲 柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时，将产生离心力Fc，其方向沿曲柄向外，如图23所示。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、 下振动。而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向的振动。此外，离心力使连杆大头的轴 承和轴颈受到又一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
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项目二 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
(二)气缸与气缸套
气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔称为气缸。气缸工作表面承受燃气的高温、高压作用，且活塞在其中 作高速运动，因此要求其耐高温、耐高压、耐磨损和耐腐蚀。为了提高耐磨性，有时在铸铁中加入了一些合金元 素如镍、钼、铬和磷等。如果气缸体全部采用优质耐磨材料，则成本太高，因为除与活塞配合的气缸壁表面外， 其他部分对耐磨性要求并不高，所以现代汽车发动机广泛采用在气缸体内镶入气缸套，形成气缸工作表面。这样， 气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而气缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。
汽车发动机构造与维修使用课件
5.润滑系 润滑系由机油泵、润滑油道、集滤器、机油滤清器、限压 阀、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个摩擦零件 的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩 擦表面，从而延长发动机使用寿命。 6.点火系 汽油机传统点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、 分电器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供 电火花以点燃缸内的可燃混合气。图1-9是丰田4E—FE型四气 门汽油喷射式发动机的横剖图。 7.起动系 起动系由起动机和起动继电器组成，其作用是带动飞轮旋 转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转 入自行运转状态。 课堂互动
知识点七、发动机的主要性能指标
评价发动机工作性能的指标有指示指标和有效指标。 （1）指示指标 指的是以物质在气缸内对活塞做功为基础的指标。指示指标用来评价 发动机实际工作循环进行的好坏，以及燃料的热能转变为功的完善程度。 指示指标在生产和使用中应用不多。 （2）有效指标 指的是以发动机曲轴对外输出功率为基础的指标。 常用的几个发动机有效指标 课堂互动
(a)活塞由下止点向上止点移动；(b)活塞上移到进气孔； (c)活塞上移至接近上止点；(d)活塞到达上止点
图1-8发动机
图1-9丰田4E—FE型四气门汽油喷射式发动机横 剖图
图1-10 CA6102型汽油机纵剖面
汽车发动机构造与维修PPT完整全套教学课件
调整方法
使用专用工具按照厂家规 定的间隙值进行调整。
清洗燃油系统和进气系统
燃油系统清洗
清除喷油嘴、进气道和燃 烧室内的积碳和胶质，提 高燃油雾化效果，减少尾 气排放。
进气系统清洗
清除进气道和节气门上的 积碳和油泥，改善进气效 率，提高发动机性能。
清洗周期
每行驶20000-30000公里 或每24个月清洗一次。
运转不稳故障分析
空气滤清器堵塞
清洁或更换空气滤清器，确保 空气流通顺畅。
燃油系统问题
检查燃油压力、喷油嘴雾化情 况等，确保燃油供应稳定。
点火系统问题
检查点火正时、火花塞等点火 系统部件，确保点火正常。
发动机控制单元故障
检查发动机控制单元及其相关 传感器，确保正常工作。
异响故障分析
发动机敲缸声
检查发动机机油压力、气缸磨损情况等，找 出敲缸原因并修复。
曲柄连杆机构在作功行程中，高温、 高压燃气推动活塞向下运动，并通过 连杆使曲轴旋转，对外输出功。
功能
将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转 运动，同时将作用于活塞上的力转变 为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车 车轮转动。
配气机构
组成
由气门组、气门传动组和气门驱 动组组成。
功能
按照发动机的工作顺序和工作过 程，定时开启和关闭进气门和排 气门，使可燃混合气或空气进入 气缸，并将废气从气缸内排出，
汽车发动机构造与维修
③定期润滑。对一些不太重要、分散的部位，采用定期加入润滑脂的方式进行润滑，如发动机水泵轴承、 发电机、起动机和分电器等总成的润滑均采用这种润滑方式。
7.1.2 润滑系的组成
为了保证发动机得到正常的润滑，发动机润滑系一般由油底壳、机油泵、机油滤清器、限压阀、旁通 阀、主油道、机油散热器以及机油标尺等组成。
②齿轮式机油泵的构造。图7.5所示为东风EQ6100—1型发动机外啮合齿轮式机油泵的构造。它由油泵壳体、 泵盖、主动轴、从动轴、主动齿轮和从动齿轮、限压阀等零件组成。主动轴和从动轴分别装在油泵壳体上， 主动轴下端用半圆键及钢丝卡圈固装着主动齿轮，它的上端切槽与机油泵和分电器传动装置的下端切扁处 啮合；从动齿轮则松套在从动轴上，工作时在从动轴上转动。限压阀装在泵盖上，阀门一端与出油腔相通， 另一端与进油腔相通。其作用是将主油道内的油压控制在380 - 420 kPa范围内。当出油腔压力超过380 kPa时，油压克服限压阀弹簧的预紧力而顶开柱塞阀，部分润滑油由此流向进油腔，以达到泄压的目的。限 压阀的柱塞端头有一个径向环槽，用来储存进入配合表面的磨屑和杂质，以保证柱塞阀运动灵活。
汽车发动机构造与维修
项目7.1 润滑系的概述
7.1.1 润滑系的作用与润滑方式
1.润滑系的作用
润滑系的作用就是不断地将清洁的、具有一定压力的润滑油输送到个零件的摩擦表面，以减少零件的 摩擦和磨损。发动机润滑油，简称发动机机油，俗称机油。
7.1.2 润滑系的组成
为了保证发动机得到正常的润滑，发动机润滑系一般由油底壳、机油泵、机油滤清器、限压阀、旁通 阀、主油道、机油散热器以及机油标尺等组成。
②齿轮式机油泵的构造。图7.5所示为东风EQ6100—1型发动机外啮合齿轮式机油泵的构造。它由油泵壳体、 泵盖、主动轴、从动轴、主动齿轮和从动齿轮、限压阀等零件组成。主动轴和从动轴分别装在油泵壳体上， 主动轴下端用半圆键及钢丝卡圈固装着主动齿轮，它的上端切槽与机油泵和分电器传动装置的下端切扁处 啮合；从动齿轮则松套在从动轴上，工作时在从动轴上转动。限压阀装在泵盖上，阀门一端与出油腔相通， 另一端与进油腔相通。其作用是将主油道内的油压控制在380 - 420 kPa范围内。当出油腔压力超过380 kPa时，油压克服限压阀弹簧的预紧力而顶开柱塞阀，部分润滑油由此流向进油腔，以达到泄压的目的。限 压阀的柱塞端头有一个径向环槽，用来储存进入配合表面的磨屑和杂质，以保证柱塞阀运动灵活。
汽车发动机构造与维修
项目7.1 润滑系的概述
7.1.1 润滑系的作用与润滑方式
1.润滑系的作用
润滑系的作用就是不断地将清洁的、具有一定压力的润滑油输送到个零件的摩擦表面，以减少零件的 摩擦和磨损。发动机润滑油，简称发动机机油，俗称机油。
汽车发动机构造与维修课件
汽车发动机构造与维修
第一章 汽车发动机总论
学习目标
知识目标： 1 能正确描述发动机的基本结构 作用和发动机的常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理； 3.能够正确描述发动机的总体构造
第一节
汽车发动机的类型及工作原理
一 汽车发动机类型
往复活塞式发动机 转子式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机 单缸发动机 多缸发动机
2 有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率;
用Pe表示，单位为kW
3 升功率
在标定工况标定功率 标定转速下发动机每升气缸工作容积所发出的 有效功率称为升功率;用PL表示，单位是kW/L
4 有效燃油消耗率
发动机在l h内持续发出l kW有效功率所消耗的燃油量;称为有效燃 油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用ge表示，单位是g ／kW·h
比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般 车用汽油机的压缩比为7~10，柴油机的压缩比为15~22。
四冲程汽油机工作原理
1 进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动 进气门
打开;排气门关闭。活塞上 腔容积增大，在真空吸力的作用 下，经过滤清的空气与汽油形成 混合气，经进气门被吸入气缸， 至活塞运动到下止点时，进气门 关闭，停止进气，进气行程结束。
4 发动机着火的基本条件是 油：有油;混合气浓度合适 电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气：气缸有足够压力。 点火正时：压缩冲程上止点前点火。 配气正时：定时将进 排气门开关
第一章 汽车发动机总论
学习目标
知识目标： 1 能正确描述发动机的基本结构 作用和发动机的常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理； 3.能够正确描述发动机的总体构造
第一节
汽车发动机的类型及工作原理
一 汽车发动机类型
往复活塞式发动机 转子式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机 单缸发动机 多缸发动机
2 有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率;
用Pe表示，单位为kW
3 升功率
在标定工况标定功率 标定转速下发动机每升气缸工作容积所发出的 有效功率称为升功率;用PL表示，单位是kW/L
4 有效燃油消耗率
发动机在l h内持续发出l kW有效功率所消耗的燃油量;称为有效燃 油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用ge表示，单位是g ／kW·h
比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般 车用汽油机的压缩比为7~10，柴油机的压缩比为15~22。
四冲程汽油机工作原理
1 进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动 进气门
打开;排气门关闭。活塞上 腔容积增大，在真空吸力的作用 下，经过滤清的空气与汽油形成 混合气，经进气门被吸入气缸， 至活塞运动到下止点时，进气门 关闭，停止进气，进气行程结束。
4 发动机着火的基本条件是 油：有油;混合气浓度合适 电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气：气缸有足够压力。 点火正时：压缩冲程上止点前点火。 配气正时：定时将进 排气门开关
教学课件 《汽车发动机构造与维修》(中职)
任务1.1 拆解发动机
（7）拆下气门组，在气门完全关闭状态下，拆下气门卡簧及气 门。
（8）拆下起动爪，取下锁片。用拉器拆下皮带轮及扭转减震器。 （9）拆下正时齿轮盖及衬垫。 （10） 检查正时齿轮上有无标记。如无记号，应在两轮工作处 作上记号。 （11）将发动机倒置在工作台上，拆下主轴承，并依次把轴承放 在各自的盖内，拿下曲轴，再把轴承及垫装回原位。并固定一下。 （12） 拆下曲轴后油封及飞轮壳。 （13） 分解活塞连杆组。
汽车发动机 构造与维修
项目一 发动机总体构造与工作原理
项目导读
汽车发动机是汽车的动力装置，是汽车最重要 的组成部分。汽车发动机将燃料的化学能转变为机 械能并对外输出动力，通过底盘驱动汽车行驶。目 前汽车上使用的发动机绝大多数是往复活塞式内燃 机。内燃机是燃料在发动机内部燃烧的一种热力机， 这种发动机经过一个多世纪的不断革新，技术上已 经相当完善和成熟，被汽车工业界广泛使用。
图2-4 汽油机气缸盖
任务2.1 机体组检修 气缸盖与燃烧室
汽油机的燃烧室由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成，其形 状对发动机的工作影响很大。对于汽油机燃烧室有两点基本要求：一 是结构尽可能紧凑，冷却面积要小，以减少热量损失及缩短火焰行程； 二是能使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃 烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧。
任务1.1 拆解发动机
汽车发动机构造与维修课件
半球形燃烧室：
1）气门成横向V形排列，气门头部直径可以做得 较大，
换气好； 2）火花塞位于燃烧室的中部，火焰行程短，燃
烧速度最
高，动力性、经济性最好，是高速发动机常用的燃烧 室； 3）CO和HC排放最少，而NO排放较高。
气缸垫
作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏 气。 构造： (1)金属—石棉垫 (2)金属骨架—石棉垫 (3)纯金属垫 安装注意：金属皮的金属—石棉垫，缸口金属卷边一 面应 朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触 的平面 造成压痕变形。
发动机基本术语
1.上止点 活塞离曲轴回转中心最远处，一般指活塞
上行到最高位置，一般用英文缩写词TDC表 示。 2.下止点
活塞离曲轴回转中心最近处，一般指活塞 下行到最低位置，一般用英文缩写词BDC表 示。
3.活塞行程（S）
上、下止点间的距离。
4.曲柄半径（R）
与连杆下端（即连杆大头）相连的曲柄销 中心到曲轴回转中心的距离（mm）。
第2章
曲柄连杆机构的构造与维修
知识目标
学习目标
1.能够正确描述曲柄连杆机构的组成、构造和装配关系；
2.能够正确叙述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作
原理；
3.能够正确描述曲柄连杆机构的装配要求。
能力目标
1.会进行易损零件检测、修理或更换；
相关主题
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裙 部
（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。
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：
（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。
切口 气环
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
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
（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。
（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 ，
3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
A 刚度和强度应足够大，传力可靠。
活塞应 具备的 特点
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
E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数
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。
《汽车发动机构造与维修》课件
内蒙古煤炭技术学校
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
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
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
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, 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。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
（2）油环
种类
普通油环
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示
径向衬环
刮油片
意
图
1） 整体式 其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽。
2） 组合式：由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组 成。
1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞
6、活塞在工作时wk.baidu.com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。
偏置销座 1、定义：活塞销座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
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
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。
小结
活塞制成上小下大的锥形
活塞 （铝合金）
防冷敲热拉措施
活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽
活
销座孔处铸入防胀钢片
塞
连
杆
组
气环 活塞环
油环
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。
（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。
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；防止碰气门。
（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。
（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
（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。
其特点为
• a 密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧 长大于刮片长而产生径向力。
•
第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢
片总厚度大于环槽高而产生轴向力。
• b 无侧隙，不窜油。
• c 刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。
• d 上下片可分别动作，适应性好。
• e 回油能力强。
油环的刮油作用
油环的刮油作用
裙 部
（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。
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：
（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。
切口 气环
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
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
（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。
（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 ，
3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
A 刚度和强度应足够大，传力可靠。
活塞应 具备的 特点
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
E 活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数
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。
《汽车发动机构造与维修》课件
内蒙古煤炭技术学校
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
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
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
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, 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。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
（2）油环
种类
普通油环
组合式油环
刮油片
轴向衬环
示
径向衬环
刮油片
意
图
1） 整体式 其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽。
2） 组合式：由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组 成。
1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞
6、活塞在工作时wk.baidu.com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。
偏置销座 1、定义：活塞销座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
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
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。
小结
活塞制成上小下大的锥形
活塞 （铝合金）
防冷敲热拉措施
活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽
活
销座孔处铸入防胀钢片
塞
连
杆
组
气环 活塞环
油环
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。
（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。
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；防止碰气门。
（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。
（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
（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。
其特点为
• a 密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧 长大于刮片长而产生径向力。
•
第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢
片总厚度大于环槽高而产生轴向力。
• b 无侧隙，不窜油。
• c 刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。
• d 上下片可分别动作，适应性好。
• e 回油能力强。
油环的刮油作用
油环的刮油作用