活塞连杆组的功用及构造
发动机活塞连杆组的结构及功用
发动机活塞连杆组的结构及功用发动机活塞连杆组的结构及功用发动机活塞连杆组由活塞连杆、活塞连接器及轴承组成，主要功能是在发动机内作传动运动，将活塞上的运动能量传递给发动机的其他部件，实现发动机的正常运行。
活塞连杆的主要结构有：活塞头，活塞杆，活塞头和轴承销，活塞头支架，轴承盖和轴承座，连接器，支撑座和拉杆（调节杆）。
活塞头是活塞连杆组中最重要的部分，它连接活塞和活塞杆，在发动机工作过程中，活塞头上的碳和氮元素材料不仅要能够耐高温，而且要有较强的耐磨性，以便在发动机的工作过程中，可以承受活塞的滑动和冲击力。
活塞杆的结构主要由中间轴承部分和连杆部分组成，它将活塞头和活塞头支架连接在一起，并连接着发动机的机械部件，它在发动机的工作过程中能承受活塞杆上的拉力、扭矩、温度及其他外力，使活塞杆不会发生断裂。
活塞头和轴承销是活塞连杆组的结构部件，它可以起到固定活塞杆和活塞头的作用，并抗震和衰减振动，在发动机的工作过程中，活塞头和轴承销可受高转速带来的冲击和波动，具备良好的抗冲击和抗磨损性能。
活塞头支架是用来支撑活塞杆的部件，使活塞杆和发动机的其他部件紧密结合，拉杆（调节杆）用来调整活塞杆的位置，可使活塞杆连接发动机的其他部件，使发动机的工作流畅。
轴承盖和轴承座是用来安装及保护轴承的设备，在发动机的工作过程中，轴承能够承受活塞杆传递的大量载荷，而轴承盖和轴承座则能够吸收并减少这些力。
连接器用来连接活塞杆和发动机的其他部件，如曲轴、凸轮轴、发电机等，以实现发动机的正常运行，连接器的结构可根据发动机的不同种类和工作要求而有所不同。
支撑座用来保护活塞连杆组的稳定性，可防止活塞运动时产生的振动和震动。
总之，发动机活塞连杆组是发动机的关键部件，它不仅要能够承受活塞的高温、拉力和振动，而且还要具备一定的耐磨性，以保证发动机的正常运行。
汽车发动机构造详解-活塞连杆组
一、活 塞（※）
活塞功用 活塞工作条件 活塞材料及要求 活塞结构（※） 活塞销孔偏置（※） 拖鞋式活塞
1. 活塞功用
承受气缸中的燃气压力 将燃气作用力通过活塞销和连杆传给
曲轴，推动曲轴旋转 参与组成燃烧室
2. 活塞工作条件
直接与高温燃气接触
燃气最高 温度2500K
以上
活塞顶部 温度高达
燃气压力作用使 环不再扭曲，与 矩形环相同
② 扭曲环工作示意
进气、压缩和 排气行程：
环扭曲，消除 泵油现象，减 轻磨损
作功行程：
燃气压力作用 使环不再扭曲， 与矩形环相同
3）锥面环
锥面环特点
环的外圆面为锥面，理论上为线接 触。
工作过程
活塞下行： 能刮油 活塞上行：锥面油楔作用浮起，减
600~700K
机械强度 显著下降
热膨胀量 增大
活塞工作条件
承受燃气冲击性高压力（作功行程）
瞬
汽油机
时
3~5MPa
最
大
压 力
柴油机 6~9MPa
导致活塞 侧压力大
加速活塞 表面磨损
引起活塞 变形
活塞工作条件
活塞在气缸中高速运动
平均速度 可达
10~14m/s
产生很大 惯性力
曲柄连杆机 构各零件和 轴承承受
改善磨合性 耐磨性
2. 气环结构原理
气缸
气环密封原理
F1 环自身弹力 F2 燃气背压力 F3 燃气正压力
第二 密封面
第一 密封面
F3
F1
F2
活塞
活塞环
（1）气环开口形状（※）
直开口
工艺性好 密封效 果差
阶梯开口
密封性好 工艺性 较差
简述活塞连杆组的组成和功用
简述活塞连杆组的组成和功用活塞连杆组是汽车发动机中至关重要的一组组件,由活塞、曲轴和连杆三部分组成。
本文将简要介绍活塞连杆组的组成和功用。
1. 活塞活塞是活塞连杆组中的主要部件,位于发动机曲轴下方,是推动曲轴旋转的主要力量来源。
活塞由红黑两种材料制成,黑色材料是炭黑,具有良好的耐磨性,而红色材料则是钢,具有较高的强度和韧性。
活塞的上表面是凸轮轴,下表面是曲轴,它们之间通过连杆连接。
2. 曲轴曲轴是活塞连杆组中的次要部件,位于活塞上方,是旋转的力量来源。
曲轴由铁制成,具有较好的韧性和强度,与活塞通过连杆连接。
3. 连杆连杆是活塞连杆组中的主要部件,由多个零件组成,包括连杆头、连杆颈、连杆体和曲轴柄。
连杆头连接着曲轴和活塞,连杆颈连接着两个曲轴,连杆体连接着曲轴和活塞颈,曲轴柄连接着连杆体和活塞。
4. 连杆头连杆头是连杆组中的重要部件,由多个零件组成,包括上关节、下关节和横销。
上关节连接着连杆颈,下关节连接着活塞,横销连接着两个连杆颈。
5. 连杆颈连杆颈是连杆组中的重要部件,由多个零件组成,包括活塞销、连杆头和曲轴柄。
活塞销连接着活塞和连杆头,连杆头连接着连杆颈和曲轴柄。
6. 曲轴柄曲轴柄是连杆组中的重要部件,由多个零件组成,包括上关节和下关节。
上关节连接着曲轴柄和连杆体,下关节连接着活塞。
7. 活塞销活塞销是活塞组中的重要部件,位于活塞顶部,是连接活塞和连杆头的主要部件。
活塞连杆组的功用是推动发动机运转,将机械能转化为热能,供给汽车燃料消耗和产生动力。
具体来说,活塞连杆组的作用如下:1. 提供动力:活塞连杆组通过曲轴旋转将机械能转化为热能,供给汽车引擎产生动力。
2. 维持曲轴旋转:活塞连杆组将动力传递给曲轴,使曲轴旋转,进而驱动汽车车轮转动。
3. 控制燃烧过程:在燃烧室内,活塞连杆组通过控制燃烧过程,使燃料在缸内燃烧产生能量,进而产生动力。
活塞连杆组是汽车发动机中至关重要的一组组件,不仅为汽车提供了动力,还维持着汽车正常行驶的安全性和稳定性。
活塞连杆组的构造
图1-27 连杆的结构
图1-28 (a)平切式 (b)斜切式
活塞连杆组的构造
3)V形发动机连杆的布置形式 V形发动机左右两侧对应两气缸的连杆是共同支撑于一个曲柄销
上的，其布置形式有并列式、主副式和叉形式三种，如图1-29所示。
图1-29 V (a)并列式 (b)主副式 (c)叉形式
图1-13 活塞头部
活塞连杆组的构造
（3）活塞裙部。从油环槽下端面起至活塞最下 端，包括销座孔的部分称为活塞裙部(见图1-14)。
图1-14 活塞裙部
活塞连杆组的构造
对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力， 防止破坏油膜。很多制造商在设计铸铝活塞时，喜欢在裙部加一 个钢制支柱(见图1-15)。这个支柱可以控制和减小膨胀。支柱是 在制造过程中浇铸在活塞上的，但是在相同温度下钢和铝的膨胀 程度是不一样的，钢材使得裙部的膨胀较小(见图1-16)。这种设 计使得活塞和气缸壁间有一个小的间隙，以减小活塞对气缸壁的 冲击，减小噪声。
图1-18 (a)销座热膨胀 (b)挤压变形 (c)弯曲变形 (d)裙部变形
活塞连杆组的构造
4）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。 石墨铝-二硫化钼涂层经常被用于现 代活塞裙表面来减小摩擦，延长其 使用寿命(见图1-19)。润滑涂层也 可以减小摩擦，使活塞和气缸壁的 间隙更小一些。
活塞连杆组的构造
活塞和连杆相连，它 能将燃烧室中燃烧产生的 力传给曲柄。图1-9为活塞 连杆组。
图1-9 1—活塞环； 2—活塞销卡环； 3—活塞； 4—活塞销铜套； 5—连杆； 6—连杆螺栓；
活塞连杆组的组成及作用
活塞连杆组的组成及作用
活塞连杆组是内燃机中的重要部件之一，由活塞、连杆和销轴等组成。
它的作用是将活塞的往复运动转化为连续的旋转运动，从而驱动发动机的工作。
活塞是活塞连杆组的核心部件，它是一个圆柱形的金属件，通常由铝合金或铸铁制成。
活塞的作用是在气缸内进行往复运动，从而将燃油混合气压缩和燃烧产生的能量转化为机械能。
连杆是活塞连杆组的另一个重要部件，它是一个由两个杆头和一个杆身组成的金属件。
连杆的作用是将活塞的往复运动转化为连续的旋转运动，从而驱动发动机的工作。
在发动机工作时，连杆的杆头与曲轴相连，杆身与活塞相连，通过连杆的转动，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
销轴是活塞连杆组的另一个重要部件，它是一个由两个销轴和一个销轴座组成的金属件。
销轴的作用是将连杆的杆头与曲轴相连，从而将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
销轴座则是将销轴固定在连杆上的部件，它通常由铜合金或钢制成。
活塞连杆组是内燃机中不可或缺的部件，它将活塞的往复运动转化为连续的旋转运动，从而驱动发动机的工作。
在发动机的设计和制造中，活塞连杆组的质量和性能对发动机的工作效率和寿命有着重要的影响。
活塞连杆组功用
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸 盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。 水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体 和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量， 对气缸和气缸盖起冷却作用。现代汽车上基本都采用水冷多缸发动 机.
返回机体组
气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。 它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。 气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利 于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多
气缸盖的结构要求：
1、冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利 用循环水来冷却燃烧室等高温部分。 2、进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气 通道和排气通道等。 3、火花塞孔，喷油器孔。 4、顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以 安装凸轮轴。
机加置多了方采气便用缸，单体有列的利气式刚于。度风缸例，冷的如减。捷轻这排达了种列轿发气车动缸形、机应式富的用康重较轿量少车，。、但红加旗大轿了车发所动使机用的的宽发度
动，机且均形采状用较这复种杂直，列加式工气困缸难体，。一பைடு நூலகம்般的用汽于车8缸为以了上降的低发发动动机机，的6缸高发度动， 把机发也动有机采倾用斜这一种个形角式度的。气缸体。
概述
功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的 传动机构，用来传递力和改变运动方式。
曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋 转运动，对外输出动力。
而在其他三个行程（即进气、压缩、排气行程）中又把曲轴的 旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
总的来说，曲柄连杆机构是发动机产生并传递动力的机构。通 过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
活塞连杆组的检修知识要求掌握活塞连杆组零件作用
图3-40 加热活塞
图3-41 拆卸活塞销
图3-42 专用工具压出活塞销
图3-43 按顺序摆放
2．活塞的检验 1）活塞的清洁 活塞上的积炭主要沉积在活塞顶部，活塞顶部积炭可 用垫片铲刀清除（图3-44）。若活塞环槽内有积炭， 可用凹槽清洁工具或断开的活塞环进行清除（图3-45 ），但应注意不要刮伤活塞环槽底部。最后使用溶剂 和刷子（非钢丝刷）彻底清洁活塞（图3-46）。
图3-36 活塞和活塞销配合情况的检查
（2）取下连杆轴承上轴承。 （3）拆下活塞环 使用活塞环扩张器拆下气环和油环（图3-37），对于组合式油 环可手动拆下上下刮油钢片和衬簧（图3-38）。
图3-37 活塞环拆卸
图3-38 组合油环拆卸
（4）拆下连杆 使用小螺丝刀拆下活塞销两端卡环；将活塞加热到大约80℃；使 用塑料锤和铜棒轻轻敲出活塞销并拆下连杆（图3-39、3-40、341）。对于半浮式直接用专用工具压出活塞销即可拆下连杆（图 3-42）。 注意：活塞、活塞销、活塞环是成套配合的，要按正确的顺序排 列活塞、活塞销、活塞环、连杆和轴承（图3-43）。
工作条件及要求：其在工作时承受着较大的交变载荷 、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。为 此，要求轴承具有足够的强度、良好的减摩性和耐腐 蚀性。为适应连杆轴承的工作条件，要求减摩合金有 足够的疲劳强度，有良好的抗咬性、顺应性、嵌藏性 ，有足够的结合强度和良好的耐磨性。连杆轴承的背 面应有很高的光洁度。
图3-17 油冷活塞 a）振荡冷却；b）喷油冷却
（二）活塞环的结构 1．功用与工作条件 气环作用：是密封、导热 油环作用：刮油、密封。 工作条件：高温、高压、高速以、润滑困难。
2．活塞环的类型与结构 活塞环按其功用可分为气环和油环两类。 一般活塞环的材料采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁。目前汽 车上广泛应用的是合金铸铁（在优质灰铸铁中加入少量铜、铬 、钼等合金元素）。 一些发动机的第一道气环，甚至所有气环，其外圆柱表面一般 都镀上多孔性铬或喷钼，以减缓活塞环和气缸的磨损。 在高速强化的柴油机上，还可以采用钢片环来提高弹力和冲击 韧性。
发动机构造与维修-活塞连杆组
课题3
活塞连杆组的结构与维修
图3-31 连杆组
1－连杆衬套；2－连杆小头； 3－杆身；4－连杆螺栓；5－连杆大头；6－连杆轴瓦； 7－连杆盖；8－轴瓦上的凸键；9－凹槽
课题3
活塞连杆组的结构与维修
连杆盖与连杆大头的装配标记
图3-32 连杆配对标记
课题3
活塞连杆组的结构与维修
柴油机的负荷较大，连杆的受力也大，连杆大头的尺寸 往往超过气缸直径。为使连杆大头能通过气缸，便于拆装， 一般都采用斜切口。斜切口的连杆常用的定位方法有止口定 位、套筒定位、锯齿定位和定位销定位等。如图3-33所示。
a）平顶；b）凸顶；c）凹顶；d）成形顶
2）活塞头部 活塞头部是最下边一道活塞环槽以上的部分， 主要用来安装活塞环，以实现对气缸的密封，同时 将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
课题3
活塞连杆组的结构与维修
3）活塞裙部 自油环槽以下的部分称为活塞裙部，其作用是 为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。 在常温下，活塞裙部截面形状呈椭圆形，如图 3-13所示。活塞裙部直径上小下大。如图3-14所示。
课题3
活塞连杆组的结构与维修
现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分 开式薄壁轴承（图3-34）。
图3-34 连杆轴承
1-缸背；2-油槽；3-定位凸键；4-减磨合金层
课题3
活塞连杆组的结构与维修
2、V型发动机的连杆布置形式 （1）并列连杆式 左右两列气缸的连杆一前一后装在同一连 杆轴颈上。优点是连杆可以通用，两列气缸的活塞连杆组运 动规律相同。缺点是两列气缸要在轴向错开一段距离，致使 发动机的长度增加。曲轴的长度增加，刚度降低。 （2）主副连杆式 一列气缸采用主连杆，其大头直接安装 在连杆轴颈的全长上，另一列气缸的连杆为副连杆，其大头 与对应的主连杆大头上的两个凸耳作铰链连接。优点：不会 增加发动机的长度，缺点是主副连杆不能互换。 （3）叉形连杆式 一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连 杆的厚度较小的片形大头两端。优点是：两列气缸中的活塞 连杆组的运动规律相同；左右对应的两气缸轴心线不需要在 曲轴轴向上错位。缺点是叉形连杆大头结构和制造较复杂， 大头的刚度也不高。
活塞连杆组的工作原理
活塞连杆组的工作原理
活塞连杆组是内燃机中的一个重要部件，其工作原理是将活塞与曲轴通过连杆连接起来，实现转换运动的功能。
活塞连杆组通常包括活塞、连杆和曲轴三个部分。
活塞与气缸内的气缸壁紧密配合，并能在气缸内做直线运动。
连杆一端与活塞销连接，另一端与曲轴销连接。
曲轴是一个特殊的轴，具有一系列弧状曲线，能将活塞线性运动转变为曲轴的回转运动。
通过活塞连杆组的工作过程，可以实现活塞直线往复运动向曲轴转化的转换。
当发动机工作时，活塞在气缸内做上下往复运动，活塞与连杆通过活塞销连接，将活塞运动的直线运动转换为连杆的转动运动。
连杆的另一端与曲轴销连接，将连杆的转动运动传递给曲轴。
此时，曲轴的弧状曲线将连杆的转动运动转化为自己的回转运动，进而带动其他部件的工作。
例如，曲轴的回转运动可以通过连杆组传递给凸轮轴，驱动汽门的开闭；同时，曲轴还可以通过连杆组传递转矩到传动系统，如发动机的输出轴。
总之，活塞连杆组通过将活塞的直线运动转化为曲轴的回转运动，实现能量的转换和传递，使内燃机正常工作。
它是发动机中重要的连接部件，对发动机的性能和可靠性都有重要影响。
活塞连杆组
c.结构措施 （1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。
（2） 活塞裙部制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向， 即侧压力方向。销座处凹陷0.5mm～1.0mm。
（3） 裙部开隔热—膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨 胀槽。(柴油机一般不开)
（4）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。
F
Pj
第二密封面
（3）气环的第二次密封：窜入背隙 和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进 一步压紧，加强了第一、二密封面的 密封。
3）.活塞环的泵 油作用及危害 原因： （1）存在侧隙 和背隙； （2） 环运动时 在环槽中靠上靠 下。
危害： （1）增加了润滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏； （4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性； （5）加剧了气缸的磨损。
Δ2
Δ3
气环的密封原理 （1） 第一密封面的建立：环在自由状态 下，环外径＞缸径，装缸后在其弹力P0作用 下与缸壁压紧，形成第一密封面。
第一密封面
（2） 第二密封面的建立：活塞环在运动时 产生惯性力Pj ，与缸壁间产生摩擦力F，以 及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作 用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第 二密封面。 P1
斜切口（30-60 一般45）
(3)喷油孔： 有的连杆的大头面对气缸主承压面的一侧，钻一喷油孔（1mm～ 1.5mm），以润滑气缸主承压面。
4连杆的安装
(1)、不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二在者的 同一侧打有配对标记。 (2)、不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧 面有缸号标记。
现代汽车构造 任务3.3 活塞连杆组
五 、连杆轴承 安装在连杆大端孔中的连杆轴承是分开式的 薄壁滑动轴承（图3-9）。轴承是在厚1～3mm的 薄钢背的内圆面上浇铸0.3～0.7mm厚的减磨合金 层，为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向 移动，在连杆轴承的分开面上有两个定位凸键， 装配时这两个凸键分别嵌入连杆大端和连杆盖上 的相应凹槽中。连杆轴瓦的内表面上还加工出油 槽，以贮油保证润滑。
油环：刮除气缸壁上多余的润滑油，并在气 缸壁上铺涂一层均匀的润滑油膜，既可以防止润 滑油窜入气缸燃烧， 又可以减少活塞、活塞环与 气缸壁的磨损和摩擦阻力。同时也起到气缸的 辅 助密封作用。 材料：合金铸铁,表面经耐磨处理。 油环分为普通油环和组合式油环（图3-12a）
图3-12（a）油环
发动机工作时，活塞和活塞环会发生膨胀。 因此，活塞环安装在气缸内应有开口间隙，与环 槽之间应有侧隙和背隙（图3-12b)。
2-活塞头部 3-活塞环 4-活塞销座 6-活塞销环 7-活塞裙部 8-加强筋
有的汽油机活塞裙部，开有“门”形槽或 “T形槽；有的活塞是全裙式的，有的活塞是 拖板式的（图3-11）。
图3-11
活塞裙部的构造
二、 活塞环 分类： 活塞环分为气环和油环两种。 功用： 气环：保证活塞与气缸壁间的密封， 防止 气缸中的高温、高压燃气漏入曲轴箱，同时还将 活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却 液带走。
任务3.3 活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销杆组
一、活塞 功用：承受气缸中燃气压力，并将此力通 过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。 材料：目前广泛采用铝合金活塞材料。 构造：顶部、头部和裙部（图3-10）。
图3-10 活塞结构剖视图
1-活塞顶部 5-活塞销
图3-12（b）活塞环间隙 1-气缸；2-活塞环；3-活塞 △1-端隙；△2-侧隙；△3-背隙
2.3.1课题3-活塞连杆组-活塞连杆组的构造-活塞
展示小试牛刀的练习题，让学生识记并回答问题。
知识点二：活塞的作用和结构
学习任务二：学习范围：P43-44时间：5min
学习要求：结合问题，自主阅读，探究答案，标记关键词，尝试记忆背诵。 时间：5min；
5min时间相互交流分享，尽可能多的总结出这部分的知识点，形成知识体系。
问题1：简述发动机活塞的作用和结构。
授课人
刘老师
课程名称
发动机
班级
22级汽修1班
课题名称
2.3.1课题3-活塞连杆组-活塞连杆组的构造-活塞
课堂类型
新授课
授课学时
2
授课时间
11.4
教学目标
素质目标
通过学习活塞连杆组的活塞构造，培养学生自主学习与合作探究学习的能力，在合作、交流的学习气氛中体验成功的喜悦和乐趣；培养学生严谨、细致、规范的职业素养，增强学生的责任感。（课程思政）
教师展示PPT、教学目标。
教师引导学生结合生活实际，思考提出的问题。
学生齐读学习目标，对本节课所学知识有一个整体的把握，用红色笔画出重难点。
学生以小组为单位进行讨论。
组长进行汇总发言。
通过对考纲的了解，让学生对本节知识的有一个整体的认识，在学习的过程中做到心中有数。
通过生活实际，激发学生的学习动力。
通过知识的整理与回顾让学生对知识的组成再次进行梳理与加工。
六、
实战演练
当堂达标
达标时间：10分钟
达标要求：完成当堂达标练习，找到自己还没有学会的知识点，再次进行回顾与学习。
（一）基础题
1.活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过（活塞销）传给（连杆）以推动（曲轴）旋转。此外活塞位于（上止点）时，活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
活塞连杆组的功用及组成
活塞连杆组的功用及组成活塞连杆组是内燃机中非常重要的零件组成部分，其功用和组成对于发动机的工作性能和可靠性具有重要影响。
本文将从活塞连杆的功用和组成两个方面进行详细阐述。
一、活塞连杆组的功用1.传递动力：活塞连杆组连接活塞和曲轴，在内燃机工作过程中，通过活塞向下运动，将燃烧室内的燃烧气体压力转化为活塞运动的力量，再通过连杆传递给曲轴，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
2.转换运动方向：活塞连杆组能够将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，从而实现内燃机的正常工作。
活塞连杆组的作用类似于杠杆，通过连杆的设计和杆件的长度比例，可以调整活塞上下运动的曲柄轴线与曲轴轴线之间的角度，实现合理的运动转换。
3.减小振动和噪音：活塞连杆组在传递动力的过程中，能够减小活塞的振动和噪音。
通过合理设计活塞连杆的长度和材料，可以降低活塞在高速运动时的惯性力，减小振动和噪音的产生，提高发动机的平稳性和舒适性。
二、活塞连杆组的组成1.活塞：活塞是活塞连杆组的重要组成部分之一，负责在气缸内上下运动，将燃烧室内的燃烧气体压力转化为活塞运动的力量。
活塞通常由高强度的铝合金材料制成，具有较好的轻量化和导热性能。
2.连杆：连杆是活塞连杆组的核心部分，连接活塞和曲轴。
连杆通常由高强度的合金钢材料制成，经过精密加工和热处理，以保证其强度和刚性。
连杆的设计和杆件长度比例决定了活塞运动的曲轴轴线与曲轴轴线之间的角度和行程。
3.曲轴：曲轴是内燃机中重要的旋转部件，负责将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通常由高强度的合金钢材料制成，经过精密加工和热处理，以保证其强度和刚性。
曲轴上的曲柄用于连接活塞连杆组，将活塞运动的力量转化为曲轴的转动力矩。
4.曲轴轴瓦：曲轴轴瓦是曲轴和连杆之间的重要连接部件，负责减小摩擦，保证活塞连杆组的正常运动。
曲轴轴瓦通常由低摩擦系数的金属材料制成，如铜铅合金，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
5.活塞销：活塞销是连接活塞和连杆的关键部件，起到固定和传递力量的作用。
3单元二曲柄连杆机构构造与维修—活塞连杆组的构造与工作原理(2学时)
5.5 活塞连杆组的 组装
1）组装前，应对待装零件 进行清洗，并用压缩空气 吹干。 2）活塞与连杆的装配应采 用热装合方法。 3）活塞与连杆组装时，要 注意两者的缸序和安装方 向，不得错乱。 4）安装活塞环。..\视频 \mpeg\活塞连杆组组 装.mpg
对活塞的要求：
①足够的强度与刚度； ②良好的导热性和耐磨性； ③质量小； ④热膨胀系数小，温度变化时 尺寸形状变化小摩擦系数小。 材料：铝合金（多用）； 灰铸铁
4.1.2 活塞的基本结构
组成：顶部、头部（环槽部）和裙部
4.1.2.1 活塞顶部
功用：燃烧室的组成部分，承受气体压力，
其形状与选用的燃烧室形式有关。 有的活塞顶部有装配记号：箭头“→”或小缺口。
为减少气体的泄漏，装入气缸时，一般是以第一道环 的开口位置为始点，其他各环的开口布置成迷宫状走向。
第一道环应布置在作功行程侧压力较小的一侧，其他 环（包括油环）依次间隔90－180度。
！）如有三道环，则各道环应沿圆周成120度夹角互相错开；
2）如有四道环，则第一、二道互错180度；第二、三道互错90度； 第三、四道互错180度。
在环槽的下端面上，形成第二密封面。
⑶第一密封面的第二次密封：燃气绕流到环的背
面，并在压力的作用下，使环更紧地贴在气缸壁上，形成 第一密封面的第二次密封。
气环断面形状：
形状 特点 示意图 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 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。
活塞在工作时产生的机械变形和热变形， 使得其裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆。
活塞受热变形活塞销座处膨胀量大
活塞连杆组的构造原理与维修
（2） 侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.03mm～0.10mm；其它气环0.02mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm～0.07mm； （3）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；
Δ2
Δ3
6.气环的密封原理： ⑴第一密封面的建立： 活塞环因弹力而压紧在气缸壁上，形成第一密封面。 (2)第二密封面的建立：活塞环在燃气压力作用下，压紧在环槽的下端面上，形成第二密封面。 ⑶气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。 （4） 两道气环的密封面均存在油膜，起到密封作用。
教学目的
1、掌握曲柄连杆机构的功用与组成 2、熟悉曲柄连杆机构的工作条件与受力情况
第一节 活塞连杆组构造与工作原理
学习内容： 活塞 活塞环 活塞销 连杆
教学重点： 1、掌握活塞连杆组的构造 2、掌握活塞环的分类与作用 3、活塞的冷敲热拉现象与防止措施
.活塞的冷敲热拉
冷敲：
危害：噪声大，窜气、窜油，加速机件损坏。
高温时活塞膨胀量大，活塞与气缸壁之间的间隙过小，会使气缸壁和活塞拉缸的现象。
危害：气缸壁和活塞被拉缸或卡死，加速机件损坏。
活塞的最大直径处与气 缸的间隙。
活塞裙部呈椭圆形
原因
金属量
销座孔方向变形量大
长轴垂直于销座轴线
长短轴之差≈0.3-0.5mm
5.活塞环的间隙：为了保证气缸的密封性，又防止环卡死或胀死在环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。 Δ1为端隙 Δ2为侧隙 Δ3为背隙
活塞环的间隙 （1） 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；
铁路工程职业技术院校开放课 电子教案 活塞连杆组的检修
任务2-3 活塞连杆组的检修活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等主要部件组成。
一、活塞1、功用：与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。
2、材料活塞的工作条件极其恶劣，要求活塞的材料尽可能轻、导热性好、膨胀变形小和强度高。
广泛采用硅铝合金作为活塞材料，经铸造或锻造后加工而成。
3、组成活塞的基本结构可分为顶部、头部、裙部三个部分。
（1）活塞顶部活塞的顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。
（2）活塞头部活塞头部是活塞环槽以上的部分。
其主要作用是：承受气体的压力并传给连杆；与活塞环一起实现对气缸的密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
活塞头部切有若干道用于安装活塞环的环槽。
活塞一般有3～4道环，上面2～3道用于安装气环，下面一道用以安装油环。
在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使得被油环从汽缸壁上刮下的多余的机油经过这些小孔流回油底壳。
（3）活塞裙部环槽到活塞底面的部分称为活塞裙部。
活塞的裙部是用来为活塞导向和承受侧压力的。
活塞裙部一般为全裙式，但有时为了减轻质量做成托板式活塞裙部。
4、活塞的变形特征及预防措施（1）变形特征活塞在工作时，产生变形的主要原因是热膨胀，其次是侧压力。
活塞头部的热膨胀量大于裙部，沿活塞轴方向的膨胀量呈上大下小趋势。
因为活塞上部的温度比下部高，且活塞的壁厚是上厚下薄。
活塞裙部沿圆周方向的变形量不均匀，变成近似椭圆形，长轴沿销座孔轴线方向。
这是因为销座处金属多，热膨胀量大，以及侧压力挤压裙部所致。
（2）预防措施鉴于活塞的上述变形特征，为了使活塞在正常的工作温度下与气缸壁间保持比较均匀而合适的间隙，确保活塞的正常工作，活塞在结构上常采取以下一些措施：活塞制成上小下大的锥形，使活塞在工作时（热态）接近为一个圆柱体。
活塞裙部加工成椭圆形，其短轴沿活塞销座孔轴线方向，长轴垂直于活塞销座孔轴线方向。
使活塞在工作时（热态）接近为一个圆柱形。
活塞连杆组的构造分解
活塞裙部
油槽小孔
活塞头部指第一道活塞 环槽到活塞销孔以上部分。 它有数道环槽，用以安装活 塞环，起密封作用，又称为 防漏部。柴油机压缩比高， 一般有四道环槽，上部三道 安装气环，下部安装油环。 汽油机一般有三道环槽，其 中有两道气环槽和一道油环 槽，在油环槽底面上钻有许 多小孔，被油环从气缸壁上 刮下的机油经过这些小孔流 回油底壳。第一道环槽工作 条件最恶劣，一般离顶部较 远些。
活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接配合 有两种方式：“半浮式”安装和“全浮式”安装。
“半浮式”安装： 活塞中部与连杆小头采用紧固
螺栓连接，活塞销只能在两端销 座内作自由摆动，而和连杆小头 没有相对运动。活塞销不会作轴 向窜动，不需要锁片。
“全浮式”安装: 当发动机工作时，活塞销、连杆小 头和活塞销座都有相对运动。这样， 活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自 由摆动，使磨损均匀。为了防止全浮 式活塞销轴向窜动刮伤气缸壁，在活 塞销两端装有档圈，进行轴向定位。 由于活塞是铝活塞，而活塞销采用钢 材料，铝比钢热膨胀量大。为了保证 高温工作时活塞销与活塞销座孔为过 度配合。装配时，先把活塞加热到一 定程度，然后再装入活塞销，这种安 装方式应用较广泛。
3、活塞裙部
活塞裙部
活塞裙部指从油 环槽下端面起至活 塞最下端的部分， 它包括装活塞销的 销座孔。活塞裙部 对活塞在气缸内的 往复运动起导向作 用，并承受侧压力。 裙部的长短取决于 侧压力的大小和活 塞直径。
所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中， 作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞 压向气缸壁。压缩行程和作功行程气体的侧压 力方向正好相反，由于燃烧压力大大高于压缩 压力，所以，作功行程中的侧压力也大大高于 压缩行程中的侧压力。活塞裙部承受侧压力的 两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线 相垂直的方向上。
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驾驶员理论学习教案
活塞连杆组的功用及构造
类型：驾驶员理论学习
时间：
地点：学习室
授课人：胡鹏
后勤汽车分队
第二节活塞连杆组的功用及构造
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成，如图
一、活塞
功用：承受气缸中气体压力，并将此压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴转动对外做功；还起到封闭气缸的作用，防止燃气泄漏及润滑油窜入燃烧室，把燃气热量传给活塞环和汽缸壁，再传给冷却水。
构造：
1.顶部：为燃烧室的组成部分。
依据燃烧室的需要，有平顶，凹顶、凸顶，三种形状。
柴油机大多采用各种凹顶，东风
EQ6BT5.9，、解放ca6110，柴油机为凹顶。
2.头部：切有若干环形槽，用来安装活塞环。
3.裙部：是活塞在气缸内运动的导向部分，承受侧压力，其上制有活塞销座孔。
二、活塞环
装在活塞头部环槽中，具有开口的弹性环形零件，分为气环和油环。
气环：功用是保证活塞与气缸壁之间的密封，防止活塞上部的高压气体，漏入曲轴箱，此外，还起到传热的作用。
油环：功用是，刮去气缸壁上多余的润滑油，这样可以减少活塞活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力，防止机油窜入燃烧室中燃烧，造成燃烧室积炭。
三、活塞销
功用：连接活塞与曲轴，将活塞受到的力传递给曲轴，并将活塞的往复直线运动，转变为曲轴的旋转运动。
1.小头：用来安装活塞销，孔内压装有青铜衬套。
2.杆身：截面呈工字形，以求在足够强度的前提下，减小质量。
3.大头：于曲轴的连杆轴颈相连，按剖分面的方向可分为平切口，和谐切口两种。