曲柄连杆机构教学课件.ppt

1、第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构1超链接超链接2 一、功用：一、功用：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力 包括：包括：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。3多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 4 机体组机体组 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附

2、件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组由机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳5678 活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销和连杆-运动件气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖910 曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、减振器起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴11

3、课题一课题一 机体组机体组 机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础。础。机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸盖罩气缸盖罩121314一、一、气缸体气缸体 1 1、结构、结构 气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体的上部用于安装气缸盖，气缸体的下部用于安装油底的上部用于安装气缸盖，气缸体的下部用于安装油底壳。气缸体上部有若干个为壳

4、。气缸体上部有若干个为活塞往复直线运动导向的活塞往复直线运动导向的圆柱形空腔圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱（上曲轴箱），其内腔为曲轴运动的空间。水冷发动（上曲轴箱），其内腔为曲轴运动的空间。水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体铸成一体，称为气缸体曲轴箱，也可称为气缸曲轴箱，也可称为气缸体。在气缸体内部铸有许体。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润多加强筋，冷却水套和润滑油道等。前后两个平面滑油道等。前后两个平面安装正时齿轮盖和飞轮壳。安装正时齿轮盖和飞轮壳。15 2 2、气缸体的分类、气缸体的分类1 1）根

5、据气缸的排列方式分根据气缸的排列方式分（1 1）直列式：多用于六缸以下的发动机。）直列式：多用于六缸以下的发动机。（2 2）V V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于六缸以上大功型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于六缸以上大功率发动机。率发动机。（3 3）对置式：是）对置式：是V V型的特殊形式。型的特殊形式。高度小，总体布高度小，总体布置方便，置方便，有利于有利于风冷。适用于摩风冷。适用于摩托车及发动机中托车及发动机中置的大客车置的大客车缩短了机体的长度缩短了机体的长度和高度，增加了刚和高度，增加了刚度，减轻了发动机度，减轻了发动机的重量；形状复杂，的重量；形状复杂，加工困难加工困难，一

6、般用，一般用于于6 6缸以上的大功率缸以上的大功率发动机。发动机。结构简单、加工容结构简单、加工容易，但发动机长度易，但发动机长度和高度较大和高度较大，多用，多用于六缸以下发动机于六缸以下发动机。16 17 对置式 V形式 直列式1819V6发发动动机机透透视视图图20气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式。孔为整体式。2 2）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为（曲轴箱的结构）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为（曲轴箱的结构）油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋转轴旋转中心在中心在同一高同一高度。度。油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心。旋转中心。213

7、 3）根据冷却方式不同分（）根据冷却方式不同分（帮助发动机散热）帮助发动机散热）(1)(1)、水冷、水冷(2)(2)、风冷、风冷水套：水套：水水冷发动机冷发动机缸体和缸缸体和缸盖内的冷盖内的冷却水通道却水通道散热片：散热片：风冷发风冷发动机缸体和缸盖动机缸体和缸盖外部的散热装置外部的散热装置22水冷和风冷水冷和风冷233、气缸套、气缸套(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。气缸内表面因高温、高压的燃气作用和活塞的高速运动气缸内表面因高温、高压的燃气作用和活塞

8、的高速运动而极易磨损。所以气缸壁必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀并具而极易磨损。所以气缸壁必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀并具备较高的耐疲劳强度。气缸体的其他部分的耐磨性要求不高备较高的耐疲劳强度。气缸体的其他部分的耐磨性要求不高，近年来广泛采用镶入气缸体内的气缸套，形成气缸工作表，近年来广泛采用镶入气缸体内的气缸套，形成气缸工作表面。气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而气面。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。缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。这样，这样，既延长了使用寿命，又节省了材料。既延长了使用寿命，又节省了材料。242

9、5气缸套气缸套2627（3 3）气缸套分为干式缸套和湿式缸套）气缸套分为干式缸套和湿式缸套28气缸套气缸体水套气缸套橡胶密封圈气缸体水套凸缘2930湿式缸套湿式缸套定位：定位：1）径向定位：气缸套的）径向定位：气缸套的外表面有两个保证径向定外表面有两个保证径向定位的凸出圆环位的凸出圆环A和和B，分，分别称上支撑定位带和下支别称上支撑定位带和下支撑密封带。撑密封带。2）轴向定位：利用缸套）轴向定位：利用缸套上部凸缘上部凸缘C与缸体相应的与缸体相应的台阶。为了密封气体和冷台阶。为了密封气体和冷却水，有的缸套凸缘却水，有的缸套凸缘C下下面还装有纯铜垫片。面还装有纯铜垫片。0.050.15mmABC3

10、1 气缸套的上支撑定位带直径略大，与气缸套座孔配合较紧密。下支撑密封带与座孔配合较松，通常装有13个耐热耐油的橡胶密封圈。常见的密封结构形式有涨封式和压封式两种。32 气缸套装入座气缸套装入座孔后，通常缸套顶孔后，通常缸套顶面高出缸体上平面面高出缸体上平面0.05mm0.15mm，这样当紧固气缸盖这样当紧固气缸盖螺栓时，可将气缸螺栓时，可将气缸盖衬垫压得更紧，盖衬垫压得更紧，以保证气缸的密封以保证气缸的密封性，防止气缸内的性，防止气缸内的高压气体泄漏。高压气体泄漏。33二、气缸盖与燃烧室二、气缸盖与燃烧室1 1、气缸盖、气缸盖 1 1）功用：封闭气缸的上部，并与活塞顶部、气缸壁共同构成）功用：

11、封闭气缸的上部，并与活塞顶部、气缸壁共同构成燃烧室。燃烧室。2 2）工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷）工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。很大。3 3）材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（小型汽油机也有采用）材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（小型汽油机也有采用铝合金气缸盖的，如桑塔纳铝合金气缸盖的，如桑塔纳JVJV型发动机采用铝合金整体式气缸盖）型发动机采用铝合金整体式气缸盖）34气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞 4）结构）结构 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气通道、气门导气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气通道、气门导管孔和

12、进排气门座、火花塞座孔（汽油机）或喷油器管孔和进排气门座、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔座孔(柴油机柴油机)。（凸轮轴顶置式。（凸轮轴顶置式-凸轮轴轴承支座）凸轮轴轴承支座）35捷达轿车气缸盖总成 365 5）分类：）分类：整体式整体式(直径小于直径小于105mm)105mm)：汽油机因缸径较小、缸盖负荷：汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻，一般采用整体式气缸盖较轻，一般采用整体式气缸盖(CA6102)(CA6102)；分开式分开式(直径大于直径大于105mm)105mm)：功率较大、缸径较大的柴油机：功率较大、缸径较大的柴油机多采用多采用 分开式气缸盖，即一缸（用于大缸径机和风冷机）、分开式气

13、缸盖，即一缸（用于大缸径机和风冷机）、二缸或三缸一盖。二缸或三缸一盖。多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分2 23 3次次 。拆卸按相反顺序。拆卸按相反顺序。铝合金缸盖冷机拧紧即可；铝合金缸盖冷机拧紧即可；铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次。（钢螺栓）铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次。（钢螺栓）372 2、汽油机燃烧室、汽油机燃烧室 由活塞顶部、气缸壁及缸盖上相应的凹部空间组由活塞顶部、气缸壁及缸盖上相应的凹部空间组成。成。燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其

14、气缸盖上组成燃烧油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的结构差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，室的结构差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室，柴油机的燃烧室放在这里只介绍汽油机的燃烧室，柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。柴油供给系里介绍。燃烧室应符合两点基本要求：一是燃烧室应符合两点基本要求：一是结构紧凑，冷却结构紧凑，冷却面积小，以减少热量损失并缩短火焰行程；二是使混合面积小，以减少热量损失并缩短火焰行程；二是使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，以提高混合气燃气在压缩行

15、程中形成良好的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时充分的燃烧。烧速度，保证混合气得到及时充分的燃烧。38汽油机常用燃烧室类型汽油机常用燃烧室类型3940楔形楔形盆形盆形41半球形半球形双球形双球形42其其它它形形式式的的燃燃烧烧室室4344454647三、气缸垫三、气缸垫 1 1、作用：安装在气缸盖和气缸体之间的衬垫，简称气缸垫，、作用：安装在气缸盖和气缸体之间的衬垫，简称气缸垫，其作用是保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气、漏油。其作用是保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气、漏油。2 2、要求：、要求：1 1）在高温、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏。）在高温

16、、高压燃气作用下具有足够的强度，不宜损坏。2 2）耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷）耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却液的作用下不烧损、不变质。却液的作用下不烧损、不变质。3 3）具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及发）具有一定弹性，能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及发动机工作时反复出现的变形，以保证密封。动机工作时反复出现的变形，以保证密封。4 4）拆装方便，能重复使用，寿命长。）拆装方便，能重复使用，寿命长。483 3、材料：、材料：目前应用较多的是金属目前应用较多的是金属石棉垫：石棉中间夹有金属丝或金石棉垫：石棉中间夹有金属丝或金属

17、屑，属屑，以加强导热。以加强导热。外包铜皮和铁皮，且在缸口、水孔、油道口外包铜皮和铁皮，且在缸口、水孔、油道口周围用金属镶边予以加强。这种衬垫压紧厚度为周围用金属镶边予以加强。这种衬垫压紧厚度为1.21.2-2.0mm-2.0mm。但。但厚度和质量分布不均。厚度和质量分布不均。4 4、安装时注意：安装时注意：1 1）金属）金属石棉垫：缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面石棉垫：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。或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。49 如气缸体和气缸盖都为铸铁时，卷边的一面应朝如气缸体和气缸盖都为铸铁时，卷边的一

18、面应朝向气缸盖（易修整接触面）；向气缸盖（易修整接触面）；气缸盖为铝合金，气缸体为铸铁时，卷边的一面气缸盖为铝合金，气缸体为铸铁时，卷边的一面应朝向气缸体（硬平面）。应朝向气缸体（硬平面）。有的汽缸垫上有有的汽缸垫上有“TOP”“TOP”和箭头表示安装方向，和箭头表示安装方向，此面正此面正对着气缸盖。对着气缸盖。有有的车上的气缸垫为纯金属垫，它的车上的气缸垫为纯金属垫，它由单层或多层由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。金属片（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。2 2）油水孔对齐；）油水孔对齐；3 3）铝合金缸盖，光滑面对缸盖，冷态拧紧螺栓。）铝合金缸盖，光滑面

19、对缸盖，冷态拧紧螺栓。铸铁缸盖，光滑面对缸体，热态拧紧螺栓。铸铁缸盖，光滑面对缸体，热态拧紧螺栓。4 4）桑塔纳发动机）桑塔纳发动机 ：“OPEN TOP”“OPEN TOP”面朝上。面朝上。5 5）螺栓拧紧：从中间向四周对称顺序分）螺栓拧紧：从中间向四周对称顺序分2-32-3次进行，次进行，直至规定力矩。直至规定力矩。50四、油底壳四、油底壳(下曲轴箱下曲轴箱)曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。上曲轴箱上曲轴箱:与气缸体铸成一体与气缸体铸成一体 下曲轴箱下曲轴箱:贮存润滑油（油底壳）贮存润滑油（油底壳）1 1、功用：贮存机油并封闭曲轴箱。、功用：贮存

20、机油并封闭曲轴箱。2 2、构造：、构造：(1)一般用薄钢板冲压而成。一般用薄钢板冲压而成。(2)(2)内部设有稳油挡板，内部设有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大以防止汽车颠动时油面波动过大 (3)(3)油底壳油底壳最低处最低处还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损 (4)(4)曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫防止润滑油泄漏。防止润滑油泄漏。密封圈及磁性放油螺塞油底壳密封衬垫51五、气缸盖罩：五、气缸盖罩：起封闭和防起封闭和防尘作用。尘作

21、用。由薄钢板冲由薄钢板冲压而成，上设机压而成，上设机油加注口和曲轴油加注口和曲轴箱通风口箱通风口52六、发动机的支承：六、发动机的支承：1 1、三点支承：可布置成前一后二（、三点支承：可布置成前一后二（CA6102CA6102、EA6100Q-1EA6100Q-1）或前二后一（）或前二后一（BJ492QA492QA）。）。2 2、四点支承：前后各有两个支承点。、四点支承：前后各有两个支承点。NJ系列系列535455缸缸体体裂裂纹纹检检查查5657585960损极限后，应按修理尺寸进行镗缸，同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环，以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。n如果发现任何一个气缸需要镗

22、削，则其他各缸也必须同时镗削。6162636465缸缸体体裂裂纹纹检检查查6667686970损极限后，应按修理尺寸进行镗缸，同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环，以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。n如果发现任何一个气缸需要镗削，则其他各缸也必须同时镗削。7172737475 课题二 活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆盖、连杆螺栓等机件组成-运动件气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖超链接超链接76777879一、活塞一、活塞1 1、功用：、功用：(1)(1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室

23、；(2)(2)承力传力：承受气缸中的气体压力承力传力：承受气缸中的气体压力，并将并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。2 2、工作环境：、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达高温、散热条件差；顶部工作温度高达600-700K600-700K，且分布不均匀；高速，承受很大的，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惯性力。活塞顶部承受最高可达3-6MPa3-6MPa（汽油（汽油机）的压力。最大值机）的压力。最大值6 69MPa,9MPa,增压可达增压可达 131315MPa15MPa。润滑条件差（飞溅润滑）。润滑条件差（飞溅

24、润滑）80 现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用高强度铝合金活塞。广泛采用高强度铝合金活塞。铝合金：质量小铝合金：质量小 （约为铸铁活塞的（约为铸铁活塞的50%50%70%70%）；导热性好（约）；导热性好（约为铸铁的三倍）；热膨胀系数大。为铸铁的三倍）；热膨胀系数大。只在极少数低速柴油发动机上采用铸铁或只在极少数低速柴油发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。耐热钢活塞。814 4）构造：活塞可分为：）构造：活塞可分为：销座裙部：指从油环槽下端面起至活塞最裙部：指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，为活塞运动导向和承下端的部分，为活塞运动导向和承受侧压力。销

25、座孔处制有加强筋。受侧压力。销座孔处制有加强筋。顶部：构成燃烧室，顶部：构成燃烧室，承受气体压力。承受气体压力。头部头部:指活塞顶至油环槽指活塞顶至油环槽下端面之间的部分，下端面之间的部分，用于安装活塞环，制用于安装活塞环，制作较厚。作较厚。82销座头部裙部顶部83(1)(1)、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。、顶部：是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状、位置、活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混大小都和燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求。常见的顶部形状可分为三大合气形成

26、和燃烧的要求。常见的顶部形状可分为三大类，平顶活塞、凸顶活塞和凹顶活塞。类，平顶活塞、凸顶活塞和凹顶活塞。84组合顶85活塞顶的分类活塞顶的分类结构简单、制造容易、结构简单、制造容易、受热面积小、且有利受热面积小、且有利于缸内混合气流动和于缸内混合气流动和燃烧过程中的火焰传燃烧过程中的火焰传播，多用在汽油机上。播，多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程，提高压缩气过程，提高压缩比。多用在二冲程比。多用在二冲程汽油机上汽油机上能改善混合气的流动性能，改能改善混合气的流动性能，改善燃烧过程，并有利于增大气善燃烧过程，并

27、有利于增大气门升程，防止活塞顶碰气门，门升程，防止活塞顶碰气门，提高压缩比（高压缩比发动机提高压缩比（高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比坑的深度来调整压缩比)。奥奥迪迪100JW100JW型发动机和桑塔纳型发动机和桑塔纳JVJV型型发动机采用发动机采用 有些活塞顶部与气门对应的位置上设有防碰凹坑，活塞缸有些活塞顶部与气门对应的位置上设有防碰凹坑，活塞缸位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也在活塞顶部。位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也在活塞顶部。862 2）活塞头部）活塞头部位置：位置：活塞顶至油环槽下端面之间的部分活塞顶至油环槽下端面之

28、间的部分。(1)(1)、安装活塞环，与活塞环一起实现气缸的密封，防、安装活塞环，与活塞环一起实现气缸的密封，防 止可燃混合气漏到曲轴箱内。止可燃混合气漏到曲轴箱内。(2)(2)、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。(3)(3)、承受气体压力，并传给连杆。、承受气体压力，并传给连杆。作用：作用：头部头部油环槽油环槽活塞活塞销孔气环槽气环槽87 活塞头部切有若干道用以安装活活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。汽油机一般有塞环的环槽。汽油机一般有2-3道环槽，道环槽，上面上面1-2道用以安装气环，下面道用以安装气环，下面1道用道用以安装油环。在油环槽底面

29、有泄油孔以安装油环。在油环槽底面有泄油孔或泄油槽，被油环从气缸壁上刮下来或泄油槽，被油环从气缸壁上刮下来的多余机油，经过这些小孔流回油底的多余机油，经过这些小孔流回油底壳。而柴油机由于压缩比比较高，安壳。而柴油机由于压缩比比较高，安装了四个环槽，其中有三个为气环槽，装了四个环槽，其中有三个为气环槽，一个为油环槽。一个为油环槽。环槽的断面形状与活塞环断面形环槽的断面形状与活塞环断面形状一致，一般为矩形或梯形。状一致，一般为矩形或梯形。第一道环工作温度高，容易出现第一道环工作温度高，容易出现过热产生积碳和卡死在环槽中。因此，过热产生积碳和卡死在环槽中。因此，有的活塞有的活塞(少数少数)在第一道环槽

30、上部开了在第一道环槽上部开了一道较窄的隔热槽，降低对第一道环一道较窄的隔热槽，降低对第一道环槽的热传递。槽的热传递。883 3）活塞裙部）活塞裙部(1)(1)位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。(2)(2)作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，以以控制活塞控制活塞头部摆动，头部摆动，并承受侧压力并承受侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于与活塞销轴线相垂直的方向上。与活塞销轴线相垂直的方向上。(3)(3)要求：裙部要有一定的长度，保证可靠导向；

31、要有足够的面要求：裙部要有一定的长度，保证可靠导向；要有足够的面积，以防活塞对气缸壁单位面积压力过大，破坏润滑油膜，加大积，以防活塞对气缸壁单位面积压力过大，破坏润滑油膜，加大磨损。磨损。89结构特点：5个。原因：原因：因销座处金属量多而膨胀量因销座处金属量多而膨胀量大大侧向力使沿销方向尺寸增大。侧向力使沿销方向尺寸增大。特点特点1：长轴垂直于活塞：长轴垂直于活塞销方向的椭圆形销方向的椭圆形,销座处销座处凹陷凹陷0.5mm1.0mm。这。这样活塞工作时趋近正圆。样活塞工作时趋近正圆。90特点特点2：为了使工作时活为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把为

32、圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。形、锥形。原因：原因：活塞由上至下温活塞由上至下温度逐渐降低、膨度逐渐降低、膨胀量逐渐减小。胀量逐渐减小。91注意：注意：膨胀槽和隔热槽端部必须有止裂孔；膨胀槽和隔热槽端部必须有止裂孔；膨胀槽必须斜开。膨胀槽必须斜开。使纵槽位于作功行程中不承受侧压使纵槽位于作功行程中不承受侧压力的裙部面上，即从发动机前面向后力的裙部面上，即从发动机前面向后看的右面。看的右面。绝绝热热槽槽膨膨胀胀槽槽特点特点3：裙部开隔（绝）裙部开隔（绝）热热膨胀槽，其中横槽叫膨胀槽，其中横槽叫隔隔（绝）（绝）热槽，竖槽叫膨热槽，竖槽叫膨胀槽。胀槽。(柴

33、油机一般不开柴油机一般不开)横向绝热槽横向绝热槽减少活塞头部的热量向裙部扩散减少活塞头部的热量向裙部扩散有的兼作油环回油孔有的兼作油环回油孔纵向膨胀槽纵向膨胀槽留有膨胀余地（留有膨胀余地（减小低温时与气缸配合间隙，防止高温时减小低温时与气缸配合间隙，防止高温时在缸内卡死）。在缸内卡死）。活塞强度降低活塞强度降低92 恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，由于恒范钢为恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，由于恒范钢为含镍含镍33%33%36%36%的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的1/101/10，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨，而销座通过恒

34、范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。胀变形量。特点特点4：为了减小铝合金活塞为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入活塞在活塞裙部或销座内嵌入“恒范钢片恒范钢片”93裙部完整的活塞称裙部完整的活塞称“全裙式活塞全裙式活塞”或或“筒式活塞筒式活塞”。特点特点5：有些活塞为了减轻重量，在裙有些活塞为了减轻重量，在裙部开孔或把裙部不受侧压力的两边切去部开孔或把裙部不受侧压力的两边切去一部分，以减小惯性力，减小销座附近一部分，以减小惯性力，减小销座附近的热变形量，形成的热变形量，形成拖板式活塞或短活塞拖板式活塞或短活塞，拖板式结构裙部弹性

35、好，质量小，拖板式结构裙部弹性好，质量小，为曲为曲轴加平衡块准备了空间，轴加平衡块准备了空间，活塞与气缸的活塞与气缸的配合间隙较小，适用于高速发动机。配合间隙较小，适用于高速发动机。94（4 4）偏置销座）偏置销座 有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，平面的，向作功行程中受侧压力的一方（图示左侧）偏向作功行程中受侧压力的一方（图示左侧）偏移了移了1 12mm2mm。使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，缸的一边过渡到另一边，以减少换向时对气缸壁的敲击以减少换向时对气缸壁的敲击声，

36、且使裙部减小磨损。声，且使裙部减小磨损。超链接超链接9596在活塞顶面做出箭头在活塞顶面做出箭头“箭头箭头”,安装时箭头应朝向安装时箭头应朝向立式发动机的前端。立式发动机的前端。在活塞顶的边缘处做出一个小缺口在活塞顶的边缘处做出一个小缺口,装配时活塞顶面装配时活塞顶面的小缺口应与连杆体、连杆的小缺口应与连杆体、连杆盖上的小凸点标记装于同一盖上的小凸点标记装于同一侧侧,并朝向发动机前端。并朝向发动机前端。当活塞顶为平顶时，裙部当活塞顶为平顶时，裙部有膨胀槽，其膨胀槽一边应有膨胀槽，其膨胀槽一边应在缸套中心线的右边（从曲在缸套中心线的右边（从曲轴顺时针旋转看）；裙部没轴顺时针旋转看）；裙部没有膨胀

37、槽，顶部厚薄一致的有膨胀槽，顶部厚薄一致的平顶活塞安装时没有方向性平顶活塞安装时没有方向性 活塞安装注意事项：在活塞顶部刻有方向标记，活塞安装注意事项：在活塞顶部刻有方向标记，安装时应注意按规定方向安装，绝对不允许装反，否安装时应注意按规定方向安装，绝对不允许装反，否则会影响其使用性能或造成机件的损伤。则会影响其使用性能或造成机件的损伤。常见的标记有以下几种常见的标记有以下几种:97在活塞顶面做出三角形在活塞顶面做出三角形“”标记。安装时标记。安装时,对立式对立式发动机来说三角形标记应朝向发动机的前端，而对卧发动机来说三角形标记应朝向发动机的前端，而对卧式的式的195195型柴油机来说三角形标

38、记则应朝上（朝向喷油型柴油机来说三角形标记则应朝上（朝向喷油器）。器）。在活塞销座的侧面上傍在活塞销座的侧面上傍出出“向前向前”或或“向后向后”字字样样.应按字样要求进行安应按字样要求进行安装。装。98活塞上的标记：活塞上的标记：ININ标记。标记。ININ表示进气侧，表示进气侧，“EX”EX”标记朝向排气侧。标记朝向排气侧。活塞与气缸之间的装配间隙要求比较严格，一活塞与气缸之间的装配间隙要求比较严格，一般用选配法来选配各缸的活塞，并打出标记，安装般用选配法来选配各缸的活塞，并打出标记，安装时应对号入座。时应对号入座。992-4 活塞的构造与维修二、活塞的维修1活塞的清洁内容：清除积炭。方法：

39、机械刮除。注意：不可刮伤环槽。2活塞破损和烧蚀的检查与修理检查部位：顶部。方法：观察。要求：较轻时允许继续使用，严重时必须更换。1002-4 活塞的构造与维修二、活塞的维修3活塞环槽磨损的检查与修理检查内容：活塞环与环槽的侧隙。方法：用塞尺检查。要求：超过允许极限时，换环、活塞或都换。活塞环侧隙检查活塞环侧隙检查1012-4 活塞的构造与维修二、活塞的维修4活塞刮伤的检查与修理检查部位：活塞裙部。方法：观察。要求：严重时更换活塞，并查明原因排除故障。刮伤部位与原因：（1）裙部两侧同时刮伤，与气缸配合间隙过小。（2）垂直活塞销方向的一侧刮伤，润滑不良或长期大负荷工作。（3）两侧销座处刮伤，销与座

40、孔配合过紧。（4）第一道环槽上部刮伤，与气缸配合间隙过大。（5）活塞销座一侧的上方刮伤，连杆变形。1022-4 活塞的构造与维修二、活塞的维修4活塞刮伤的检查与修理曲轴轴向间隙过大、缸壁润滑不良，发动机过热，均可导致活塞刮伤。5活塞的拆装注意事项注意活塞顶部有无缸位标记，如果没有应作缸位标记。注意活塞顶部有无向前标记。膨胀槽朝向侧压力小的一侧。三、活塞的选配1活塞质量选配目的：保证发动机的平衡。要求：同组活塞的质量误差不应超过规定值。1032-4 活塞的构造与维修三、活塞的选配2活塞与气缸的选配目的：保证活塞与气缸配合间隙。方法：测量活塞裙部直径和气缸直径，计算配合间隙。配合间隙不符合标准时：

41、更换活塞及活塞环；修理气缸后换加大尺寸活塞。活塞裙部直径测量活塞裙部直径测量1042-4 活塞的构造与维修三、活塞的选配2活塞与气缸的选配按标记选配：部分发动机的气缸和活塞尺寸均按公差分若干级，并在活塞和气缸上刻有标记。凌志凌志LS400 1UZ-FE发动发动机按标记选机按标记选配活塞配活塞105二、活塞环（又称压缩环）二、活塞环（又称压缩环）安装在活塞环槽内，安装在活塞环槽内，活塞环是具活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分有弹性的开口环，有气环和油环之分 ，自由状态下外径尺寸比气缸内径大，自由状态下外径尺寸比气缸内径大，在张力作用下与气缸壁紧密接触。，在张力作用下与气缸壁紧密接触。工作

42、条件：活塞环在高温、高压、工作条件：活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作，高速和润滑极其困难的条件下工作，尤其是第一道环最为困难，长期以尤其是第一道环最为困难，长期以来，活塞环一直是发动机上使用寿来，活塞环一直是发动机上使用寿命最短的零件。命最短的零件。平均寿命：平均寿命：6万公里万公里切口切口气环气环106材料：材料：合金铸铁或球墨铸铁；目前广泛采用的合金铸铁或球墨铸铁；目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素少量铜、铬、钼等合金元素)，第一道环镀铬，第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化其余环一般镀锡或磷

43、化。注意点：注意点：1 1、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能、耐磨性能能、耐磨性能2 2、第一道气环、第一道气环(承受压力最大承受压力最大)：表面常镀上多：表面常镀上多孔性铬，硬度高，能贮存少量的润滑油，改善孔性铬，硬度高，能贮存少量的润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的使用寿命。润滑条件，延长活塞环的使用寿命。107切口切口0.250.8mm（一）气环（一）气环1、作用：、作用：（1）密封：防止气缸内的气体窜入）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；油底壳；（2）传热（导热）：将活塞头部的传热（导热）：将活塞头部的热量传给气缸壁；热量传给气缸壁；（3

44、）辅助刮油、布油。）辅助刮油、布油。108 活塞环的间隙 活塞环的装配间隙是为了防止活塞环受热后胀死在环槽内或卡死在气缸内，造成机件损坏。所以在安装活塞环时应留有一定的端隙、侧隙和背隙。（1）端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm0.50mm；第一道气环工作温度高、热膨胀量大，故端隙大于第二、第三道环。2、结构端隙（切口）端隙（切口）0.250.50mm超链接109（2 2）侧隙侧隙2 2：又称边隙，是环高方向上与环槽之：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道气环因工作温度高，其值一般为间的间隙。第一道气环因工作温度高，其值一般为0.04mm0.04m

45、m0.10mm0.10mm；其它气环一般为；其它气环一般为0.03mm0.03mm0.07mm0.07mm。侧隙侧隙背隙背隙（3 3）背隙）背隙3 3：是活塞：是活塞装入气缸后，活塞环的装入气缸后，活塞环的背面与环槽底部的间隙。背面与环槽底部的间隙。气 环 的 背 隙 一 般 为气 环 的 背 隙 一 般 为0.5mm0.5mm1mm1mm；为了便于；为了便于测量，维修中以环槽的测量，维修中以环槽的深度与环的宽度之差来深度与环的宽度之差来表示背隙，此值比理论表示背隙，此值比理论值小。值小。超链接超链接110活塞环安装三隙活塞环安装三隙111 气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直气

46、环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成径，它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封面第一密封面（第一密封面：环的外圆与汽缸壁）第一密封面：环的外圆与汽缸壁），被封闭的气被封闭的气体不能通过环周与气缸之间，便进入了环与环槽的空隙，一方体不能通过环周与气缸之间，便进入了环与环槽的空隙，一方面把环压到环槽端面形成第二密封面；同时，作用在环背的气面把环压到环槽端面形成第二密封面；同时，作用在环背的气体压力又大大加强了第一密封面的密封作用（体压力又大大加强了第一密封面的密封作用（加强密封）加强密封）-背背隙处隙处 气环密封

47、效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用2 2道道气环，柴油机一般多采用气环，柴油机一般多采用3 3道气环。道气环。3、密封原理：、密封原理：P0第一密封面第一密封面PjFP1第二密封面第二密封面V超链接超链接112 第一道环的开口应位于做功行程压力较小的右侧，活塞销第一道环的开口应位于做功行程压力较小的右侧，活塞销轴线相交的轴线相交的45处处两道活塞环：两环错开两道活塞环：两环错开180三道活塞环：各环错开三道活塞环：各环错开120四道活塞环：四道活塞环：一道和二道互错开一道和二道互错开180 二道和三道互错开二道和三道互错开90 三道和四道互错开

48、三道和四道互错开180 将将23道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。气封气装置。气环的唯一漏气通道是活塞环的开口端隙。如果几道活塞环的开口环的唯一漏气通道是活塞环的开口端隙。如果几道活塞环的开口相互错开，那么就形成了迷宫式漏气通道。由于侧隙、径向间隙相互错开，那么就形成了迷宫式漏气通道。由于侧隙、径向间隙和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力迅和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力迅速下降，最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气量的速下降，最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气量的0.21.0。1134、气环的切

49、口形状：、气环的切口形状：带防转销钉槽形带防转销钉槽形(d)d)：用于二行程发动机。用于二行程发动机。气环的切口间隙过大，则漏气严重，使发动机功率减小；气环的切口间隙过大，则漏气严重，使发动机功率减小；间隙过小，活塞环受热膨胀后就可能卡死或折断。间隙过小，活塞环受热膨胀后就可能卡死或折断。切口形状：切口形状：114 气环的断面形状a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环 5、气环的断面形状、气环的断面形状 气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、锥形环、梯形环和桶形环。锥形环、梯形环和桶形环。115（

50、1）矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，制造方便，应用最广。但是矩形环会产散热好，制造方便，应用最广。但是矩形环会产生泵油作用。生泵油作用。（桑塔纳（桑塔纳JV第一道）第一道）气环的泵油示意图缸体缸体活塞活塞116气环的泵油原理：气环的泵油原理：产生：产生：由于侧隙和背隙的存在，当发动机工作时，活由于侧隙和背隙的存在，当发动机工作时，活塞环便产生了泵油作用。塞环便产生了泵油作用。工作原理：见动画工作原理：见动画利弊：利弊：一方面对气缸上一方面对气缸上部的润滑有利，另一方部的润滑有利，另一方面由于机油窜入燃烧室，面由于机油窜入燃烧室，会使燃烧室内形成积