一概述及 活塞.ppt

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1、第三节活塞连杆组活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆及连杆轴承等主要零件组成。一、活塞(一)概述1、作用:(1)与汽缸盖、汽缸壁等共同组成燃烧室;(2)承受气体压力,并通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。2、组成:活塞可分为顶部、环槽部、裙部和活塞销座四部分,顶部与环槽部合在一起又可统称为头部。(1)顶部:顶部是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。(2)头部(环槽部或防漏部):活塞的环槽部切有若干环槽,用以安装活塞环。(3)裙部:裙部是用来为活塞导向和承受侧压力的。(4)活塞销座:销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分,。

2、3、工作条件:(1)气体压力大、工作温度高(2)高速运动(活塞平均运动速度cm)(3)润滑条件差(飞溅润滑)(4)冷却条件差4、要求:(1)要有足够的强度和刚度;(2)质量要尽量小,以保持最小的惯性力;多缸发动机的同组活塞的质量应一致。(3)导热性好,有充分的散热能力;耐热性好,高温下性能稳定或下降的少;受热率低,单位质量在单位时间内吸收的热量少;(4)活塞与汽缸壁间应有较小的摩擦系数;可采用表面处理或通过热处理提高裙部的表面硬度。(5)和汽缸壁间要保持适当的、尽可能小的间隙——保证不拉缸的最小间隙。间隙过小—导致拉缸、困缸等

3、;间隙过大—导致敲缸、窜气、上油等。5、材料:柴油机活塞目前广泛采用的材料是铝合金。优点:质量小(约为同样结构的铸铁活塞的50%~70%),导热性好(约为铸铁的三倍);缺点:热膨胀系数较大,温度升高时强度和硬度下降较快。(二)结构分析1、总体结构分析外形呈倒置杯形,顶部、头部及销座处均含有一定的金属量,以提高其承载能力,增加刚度和强度。在顶部、头部和销座之间设置加强筋,提高刚度和强度,并增强散热能力。在顶部、头部和销座之间采用圆弧连接,可避免应力集中。2、顶面形状:根据不同的目的和要求,活塞顶部制成各种不同的形状。(27页图2

4、-12)3、环槽部(防漏部):是活塞的防漏部分,两环槽之间称环岸。环槽的形状与活塞环断面形状相适应,通常为矩形或梯形。4、裙部:裙部是用来为活塞导向和承受侧压力的。因而有一定的长度,以保证可靠的导向;又要有足够的承压面积。全裙式5、活塞销座:销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分,位于活塞裙部的上部,为厚壁圆筒结构,用以安装活塞销。6、与汽缸壁保持适当间隙的结构措施(1)活塞变形的原因和规律1)变形原因:主要是热膨胀及侧压力,其次,气体压力也会引起活塞顶部弯曲变形。2)变形规律:A:整个活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量,使活塞与气

5、缸的配合间隙变小。这是由于活塞的温度高于气缸壁,且铝合金的膨胀系数大于铸铁。B:活塞头部的膨胀量大于裙部,自上而下膨胀量由大而小。这是由于温度上高下低,且活塞的壁厚是上厚下薄。C:裙部圆周方向近似椭圆形变化,长轴沿着销座孔轴线方向。c1:裙部在侧压力作用下,使直径沿活塞销轴线方向上变长;c2:在顶部气体压力作用下,同样使裙部沿销轴线方向变长c3:活塞销座孔处金属堆积及销与座孔摩擦而引起的温升,又进一步使裙部沿销轴线方向的膨胀变形量增大。(2)结构措施1)活塞头部的直径上小、下大的阶梯形或截锥形,且头部直径小于裙部,直径差一般为

6、0.5mm~0.9mm。2)活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形,称为椭圆活塞,椭圆的长轴在垂直于销座轴线方向。一般椭圆活塞是裙部下端长轴最大,它与同一截面短轴的直径差称为活塞裙部的椭圆度,也笼统的称为活塞的椭圆度。3)活塞裙部沿销座外端面在铸造时凹陷0.5mm~1mm,或将销座两端面切掉一层,使销座两端处有充分的膨胀余地。4)裙部开有绝热一膨胀槽。在裙部受侧压力较小的面,开有T形或Ⅱ形槽。其中横槽叫绝热槽,它开在头部最下一道油环槽的底部或裙部上边缘,其作用是减少头部热量向裙部传导,从而减少裙部的热膨胀,另外它还可以增强油环的回油能力。

7、竖槽叫膨胀槽,其作用是使裙部具有一定的弹性和热态时能起补偿作用,使活塞在装配间隙较小的情况下热膨胀时,不致卡缸。活塞裙部开槽削弱了其强度和刚度,只适用负荷不大的汽油机。柴油机活塞不允许开槽。5)双金属活塞,即在铝合金活塞裙部或销座内嵌铸入膨胀系数较小的钢片,以减小活塞裙部的膨胀量。双金属活塞由于结构和作用原理不同,可分为恒范钢片式、自动调节式和筒形钢片式等数种。7、其他结构(1)温控结构(2)环形槽(3)偏置销座:一般发动机活塞的销座铀线与活塞的中心线垂直相交,当活塞在上止点改变运动方向时,由于侧压力瞬间换向,使活塞与缸壁的接

8、触面突然由一侧平移至另一侧,便产生活塞对气缸壁的拍击(俗称敲缸),增加了发动机的噪声,因此,高速发动机将活塞销座朝向承受膨胀作功侧压力的一面(面向发动机位于左侧)偏移1~2mm,这样,在接近上止点时,作用在活塞销座轴线右侧的气体压力大于左侧,使活塞倾斜,裙部下端提前换向。然后

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