《汽車構(gòu)造》課程課件-任務(wù)五 活塞連桿組

任務(wù)五曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞連桿組

作用及組成：曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞連桿組和曲軸飛輪組的零件組成。（1）活塞連桿組件

活塞連桿組件主要由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦組成。

活塞：1．活塞的功用及工作條件

活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。

活塞要求具有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠、導(dǎo)熱性能好耐高溫、高壓，耐磨損，質(zhì)量小，盡可能減小往復(fù)慣性力。2．活塞材料

現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)廣泛采用高強(qiáng)度鋁合金活塞，只在極少數(shù)低速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。

3．活塞構(gòu)造

活塞可視為由頂部、頭部、槽部和裙部等4部分構(gòu)成。

（1）活塞頂部汽油機(jī)活塞頂部的形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關(guān)。其頂部可分為平頂、凸頂和凹頂三種。大多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞，其優(yōu)點(diǎn)是受熱面積小，加工簡單。采用凸頂活塞，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣作用。采用凹頂活塞，可以通過改變活塞頂上凹坑的尺寸來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。

（2）活塞頭部活塞頂部至活塞第一道氣環(huán)之間的部分，用來承受氣體壓力和傳遞熱量。在活塞槽部用來安裝氣環(huán)和油環(huán)，起到密封和傳熱的作用，汽油機(jī)一般有三個(gè)環(huán)槽，其中為兩個(gè)氣環(huán)槽和一個(gè)油環(huán)槽，在油環(huán)槽底部還加工有回油孔或橫向切槽，油環(huán)從氣缸壁上刮下來的多余機(jī)油，經(jīng)回油孔或橫向切槽流回油底殼。而柴油機(jī)由于壓縮比比較高，安裝了四個(gè)環(huán)槽，其中有三個(gè)為氣環(huán)槽，一個(gè)為油環(huán)槽。活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一道環(huán)槽溫度較高，磨損嚴(yán)重。為了增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性，通常在第一環(huán)槽或第一、二環(huán)槽處鑲嵌耐熱護(hù)圈。（3）活塞裙部活塞裙部是指從油環(huán)槽以下的活塞部分?；钊共康男螤顟?yīng)該保證活塞在氣缸內(nèi)得到良好的導(dǎo)向的作用，其次，活塞裙部使氣缸與活塞之間在任何工況下都應(yīng)保持均勻的、適宜的間隙。間隙過大，活塞敲缸；間隙過小，活塞可能被氣缸卡住。此外，裙部應(yīng)有足夠的實(shí)際承壓面積，以承受側(cè)向力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，而活塞受熱膨脹時(shí)還發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果都是使活塞裙部在活塞銷孔軸線方向及活塞頂部的尺寸增大。因此，為了使活塞在正常工作溫度時(shí)保持較均勻的間隙，避免出現(xiàn)在氣缸內(nèi)卡死或加大磨損的現(xiàn)象?；钊h(huán)：活塞環(huán)是具有彈性開口的環(huán)，活塞環(huán)可分氣環(huán)和油環(huán)兩種。（1）氣環(huán)氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過熱。氣環(huán)的種類：

氣環(huán)的按斷面的形狀可分為矩形環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、和桶面環(huán)等

（2）油環(huán)油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機(jī)油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。既可以防止機(jī)油竄入汽缸燃燒，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，同時(shí)還可以起到封氣的輔助作用。油環(huán)種類：油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)（鋼片組合油環(huán)、螺旋撐簧油環(huán)）兩種。普通油環(huán)：這種油環(huán)應(yīng)用最廣泛，在環(huán)的外表面中間有環(huán)形槽，槽中鉆有長方形或圓形小孔，刮下的機(jī)油經(jīng)小孔流回油底殼，以便減少環(huán)與氣缸壁的接觸面積，提高接觸壓力。

組合油環(huán)：

1）鋼片組合油環(huán)，這種油環(huán)由襯環(huán)、刮片環(huán)組成。它具有對缸壁接觸壓力高而均勻、刮油能力強(qiáng)、密封良好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn);但其加工費(fèi)時(shí)，成本高2）螺旋撐簧油環(huán)，這種油環(huán)是在普通油環(huán)內(nèi)徑環(huán)面內(nèi)安裝一個(gè)螺旋彈簧，以增加對缸壁的接觸壓力，當(dāng)油環(huán)磨損后彈簧能夠自動(dòng)補(bǔ)償，使油環(huán)仍能保持良好的刮油性能。這種油環(huán)制造和安裝較方便?；钊N：

（1）活塞銷功用和工作條件活塞銷用來連接活塞和連桿，并將活塞承受的力傳給連桿或相反。活塞銷在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負(fù)荷，且由于活塞銷在銷孔內(nèi)擺動(dòng)角度不大，難以形成潤滑油膜，因此潤滑條件較差。為此活塞銷必須有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性，質(zhì)量盡可能小，銷與銷孔應(yīng)該有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和良好的表面質(zhì)量。

（2）活塞銷內(nèi)孔形狀分類活塞銷內(nèi)孔形狀分為三類，分別為：圓柱形、兩段截錐形、組合形。（3）活塞銷的連接方式活塞銷與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接方式有兩種，分別全浮式和半浮式。連桿組：連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來稱作連桿，有時(shí)也稱連桿體為連桿。連桿由小頭、桿身和大頭等部分構(gòu)成

（5）連桿軸瓦連桿大頭內(nèi)的瓦片式滑動(dòng)軸