柴油發(fā)動機構(gòu)造與檢修課件：活塞連桿組的構(gòu)造

活塞的作用、要求、材料活塞的作用活塞的要求活塞的材料目錄活塞的作用

與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。氣缸蓋氣缸體燃燒室活塞活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。(1)要有足夠的剛度和強度，傳力可靠；(2)熱膨脹系數(shù)要小，減小受熱時的變形；(3)導熱性好，耐高壓、耐高溫、耐磨損；(4)質(zhì)量小，重量輕，盡可能減小往復慣性力?；钊囊蟛裼蜋C——球磨鑄鐵、灰鑄鐵，成本低、耐熱性好，且膨脹系數(shù)小。汽油機——鋁合金，質(zhì)量小，導熱性好，但熱膨脹系數(shù)大，高溫下，強度和硬度下降很快。活塞的材料活塞的基本結(jié)構(gòu)活塞的基本結(jié)構(gòu)活塞頂部活塞環(huán)槽部活塞群部活塞銷座活塞頂部

活塞的頂部是燃燒室的組成部分，用來承受氣體壓力。常見的有平頂、凹頂、凸頂?shù)?。平頂凹頂凸頂活塞頂?/p>

為了使柴油與空氣更好的混合與燃燒，柴油機活塞頂部多為凹頂，其形狀是根據(jù)燃燒室要求不同而不同。ω型燃燒室球型燃燒室活塞頂活塞頂活塞頂部燃燒室凹坑氣門避碰坑防止活塞在上止點氣門開啟時，氣門與活塞頂部發(fā)生碰撞。朝前標記朝前標記在安裝活塞時，朝前標記應朝向發(fā)動機前端。氣門避碰坑活塞環(huán)槽部活塞的環(huán)槽部切有若干環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)。頂部2-3道氣環(huán)，下面1-2道油環(huán)。油環(huán)的底部有若干貫通泄油孔，油環(huán)從缸壁上刮下的多余潤滑油，經(jīng)此流回油底殼。氣環(huán)環(huán)槽油環(huán)環(huán)槽活塞裙部活塞裙部是指活塞最后一道環(huán)槽以下的部分?；钊共?/p>

裙部既要有一定的長度，以保證可靠的導向，又要有足夠的面積，以防止活塞對汽缸壁的單位面積壓力過大，破壞潤滑油膜，加大磨損。活塞裙部全裙式半拖板式拖板式活塞裙部一般有全裙式、半拖板式、拖板式三種?；钊N座

活塞銷座是活塞與活塞銷的連接部分，位于活塞裙部的上部，用以安裝活塞銷。為了限制活塞銷的軸向竄動，大部分活塞在銷座孔內(nèi)接近外端面處開有卡環(huán)槽，用以安裝卡環(huán)。卡環(huán)槽卡環(huán)活塞銷應對活塞變形的結(jié)構(gòu)（2）活塞群部圓周方向近似橢圓形變化，長軸沿著銷座孔軸線方向。（1）活塞頭部膨脹量大于裙部膨脹量，上大下小（溫度上高下低，活塞壁上厚下?。┗钊淖冃卧蚣耙?guī)律：應對活塞變形的結(jié)構(gòu)

活塞與氣缸間間隙過小，出現(xiàn)拉缸、卡死故障；過大，將出現(xiàn)敲缸、竄氣、上機油等故障活塞變形的影響：應對活塞變形的結(jié)構(gòu)截錐形階梯型形頭部的膨脹量大于裙部上小下大的階梯型或截錐形沿高度方向小大應對活塞變形的結(jié)構(gòu)應對活塞變形的措施：應對活塞變形的結(jié)構(gòu)橢圓形應對活塞變形的措施：在活塞加工時，將其裙部加工成反橢圓形，其長軸位于垂直于活塞銷座軸線方向上，以保持活塞裙部變形后圓周間隙比較均勻。

鑲?cè)脘撝乒羌苡行Э刂其X合金活塞受熱后的膨脹量，減小了活塞與氣缸間配合間隙，降低發(fā)動機噪音。鋼制骨架有效控制熱膨脹量應對活塞變形的結(jié)構(gòu)應對活塞變形的措施：活塞的其他結(jié)構(gòu)活塞的溫控結(jié)構(gòu)環(huán)槽護圈目錄活塞的溫控結(jié)構(gòu)連桿小頭噴嘴專設機油噴嘴桿身油道

為了防止活塞頂部和第一道環(huán)槽的溫度過高，可采用多種措施來降低活塞溫度，噴油冷卻，即為常用的方法?；钊臏乜亟Y(jié)構(gòu)專設機油噴嘴限壓閥隔熱膜：

活塞頂部涂一層石墨隔熱膜，即保證較高溫度的燃燒室壁面，又降低活塞溫度?；钊臏乜亟Y(jié)構(gòu)

某些高速發(fā)動機，特別是強化的柴油機，在第一、第二道環(huán)槽或所有的環(huán)槽內(nèi)鑲?cè)肱蛎浵禂?shù)與鋁合金相近的耐磨材料（常用奧氏體鑄鐵或奧氏體鋼），并制成環(huán)槽護圈。環(huán)槽護圈環(huán)槽護圈偏置銷座偏置銷座

有的柴油機將銷孔中心偏離活塞中心，以減少活塞對汽缸的沖擊和噪聲，提高柴油機的動力性。偏置銷座

如果活塞銷對中布置壓縮行程Fp1

當活塞上行處于壓縮行程時，活塞受到一個向右的側(cè)壓力，而使整個活塞與右側(cè)缸壁靠緊；偏置銷座作功行程F’p1

如果活塞銷對中布置

當活塞上行到壓縮行程上止點，在高溫高壓氣體壓力作用下開始下行進行作功行程時，活塞會受到一個向左的側(cè)壓力而使整個活塞與左側(cè)缸壁靠緊；偏置銷座壓縮行程作功行程Fp1F’p1當活塞在壓縮行程上止點改變運動方向向下進行作功行程時，活塞上所收到的側(cè)壓力瞬間由向右換向為向左，使活塞與缸壁的接觸面突然由右側(cè)平移至左側(cè)，這個過程會造成活塞對缸壁的拍擊，產(chǎn)生敲擊聲，俗稱敲缸，增加了發(fā)動機的噪聲。

如果活塞銷對中布置換向前完成換向偏離活塞中心1-2mm裙部下端提前換向頂部左轉(zhuǎn)換向換向中偏置銷座

活塞銷孔中心偏離活塞中心線平面，向做功形成側(cè)壓力的一方偏移1-2mm。以減輕活塞換向時對氣缸壁的敲擊噪聲?；钊h(huán)的作用類型活塞環(huán)的作用活塞環(huán)的類型目錄活塞環(huán)的三隙活塞環(huán)的作用

具有開口的彈性環(huán)，安裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，位于活塞與氣缸壁之間，起到密封和傳熱作用?；钊h(huán)的類型活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)之分。油環(huán)：1-2道，刮油布油，密封（輔助）氣環(huán)：2-3道，密封、傳熱、刮油布油(輔助)活塞環(huán)的三隙端隙、側(cè)隙、背隙切口端隙Δ1：又稱開口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后開口處的間隙。Δ10.25-0.50mm側(cè)隙Δ2：又稱邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán)槽之間的間隙。

第一道環(huán)0.04mm～0.10mm；

其它環(huán)0.03mm～0.07mm；

油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm～0.07mm。Δ2Δ3活塞環(huán)的三隙背隙Δ3：是活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)背面與環(huán)槽底部的間隙。

Δ30.5-1.0mm活塞環(huán)的三隙氣環(huán)的泵油作用氣環(huán)的泵油作用上行（壓縮）環(huán)靠在環(huán)槽下方，擠油下行（進氣）環(huán)靠在環(huán)槽上方，刮油氣環(huán)的泵油作用氣環(huán)的泵油原因：（1）存在側(cè)隙和背隙；（2）環(huán)運動時在環(huán)槽中靠上靠下。（1）增加了潤滑油的消耗；（2）燃燒室積炭增多，燃燒性能變壞；（3）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失去密封性；（4）加劇了氣缸的磨損。

氣環(huán)的泵油危害：氣環(huán)的泵油作用減少泵油的措施：（1）采用扭曲環(huán)；

（2）采用組合式油環(huán)；

氣環(huán)的泵油作用（3）油環(huán)下設減壓腔。

氣環(huán)的泵油作用減壓腔氣環(huán)的斷面形狀氣環(huán)的斷面形狀矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、與缸壁接觸面積大，散熱好；但有泵油作用。氣環(huán)的斷面形狀梯形環(huán)

可將沉積在環(huán)中的結(jié)焦擠出，避免環(huán)折斷，且密封性較好；但加工困難，精度要求高。氣環(huán)的斷面形狀扭曲環(huán)斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲，減小泵油作用，減輕磨損，內(nèi)上外下、導熱性能差。內(nèi)上外下氣環(huán)的斷面形狀錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封；可形成油膜改善潤滑，但導熱性差，不適用第一道環(huán)。氣環(huán)的斷面形狀桶面環(huán)上下均可形成油膜，且對活塞的擺動適應性好，接觸面小，利于密封，但外圓為凸圓弧形，加工困難。油環(huán)的種類特點油環(huán)的種類和特點作用：刮油，無論活塞上行或下行，油環(huán)都能將汽缸壁上多余的機油刮下來經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。活塞下行刮油活塞上行刮油刮油效果圖油環(huán)的種類和特點整體式:組合式:類型：整體式組合式油環(huán)的種類和特點整體式:其外圓上切有環(huán)形槽，槽底開有回油用的小孔或窄槽。不少發(fā)動機將油環(huán)減薄，在其背后加裝彈性襯簧襯簧油環(huán)的種類和特點組合式：由上、下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成。上刮片下刮片襯簧（1）密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧長大于刮片長而產(chǎn)生徑向力。（2）第二密封面，靠軸向力，因襯簧和鋼片總厚度大于環(huán)槽高而產(chǎn)生軸向力。（3）

無側(cè)隙，不竄油。油環(huán)的種類和特點組合式油環(huán)的特點:油環(huán)的種類和特點（4）

刮油能力強：因鋼片薄，對缸壁比壓大。（5）上下片可分別動作，適應性好。（6）回油能力強。活塞銷的構(gòu)造活塞銷的作用結(jié)構(gòu)：活塞銷內(nèi)孔有圓柱形、截錐形和組合形作用：連接活塞和連桿小頭，并傳遞活塞的力給連桿。活塞銷的連接方式連接方式全浮式連接半浮式連接全浮式連接：活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動。特點：（1）磨損均勻，壽命長，應用廣泛（2）卡環(huán)軸向定位（3）冷態(tài)過盈配合活塞銷的連接方式（4）連桿小頭裝有襯套半浮式連接：活塞銷與銷座孔之間的連接和活塞銷與連桿小頭之間的連接，一處固定，一處浮動。（一般固定連桿小頭）特點:

（1）銷座內(nèi)無卡環(huán)（2）連桿小頭內(nèi)無襯套活塞銷的連接方式連桿的構(gòu)造連桿組的組成連桿的結(jié)構(gòu)目錄連桿組的組成作用：是連接活塞與曲軸，并在二者之間起到傳力和轉(zhuǎn)換運動的作用。連桿組包括連桿、連桿蓋、連桿軸承、連桿螺栓、連桿襯套等。連桿的結(jié)構(gòu)連桿的結(jié)構(gòu)連桿小頭連桿小頭襯套連桿的結(jié)構(gòu)集油槽潤滑中心油道潤滑連桿的結(jié)構(gòu)連桿桿身朝前標記連桿的結(jié)構(gòu)連桿大頭連桿的結(jié)構(gòu)平剖切斜剖切連桿大頭的剖分形式有兩種，一種式平剖切，一種式斜剖切。連桿的結(jié)構(gòu)連桿大頭的定位方式有鋸齒形定位、套或銷定位

、止口定位、連桿螺栓定位。

連桿的結(jié)構(gòu)

當曲軸轉(zhuǎn)至曲柄銷的油道口與該噴油孔相對的瞬間，噴出潤滑油，以潤滑汽缸壁的承壓面。

有些發(fā)動機在連桿大頭與桿身連接處，面對發(fā)動機的左側(cè)，鉆一噴油孔，直徑1.0～1.5mm。連桿螺栓、連桿軸承連桿螺栓連桿軸承目錄連桿的螺栓用來連接連桿大頭和連桿蓋，經(jīng)常承受交變載荷的作用，一般采用韌性較高的優(yōu)質(zhì)合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛制成型。連桿的螺栓連桿螺栓必須以原廠規(guī)定的擰緊力矩，分2～3次均勻地擰緊。連桿的軸承連桿軸承也稱連桿軸瓦（俗稱小瓦），裝在連桿大頭內(nèi)，保護連桿軸頸和連桿大頭孔。連桿的軸承連桿軸承由鋼背和減磨層組成，為兩半分開形式。鋼背由厚l～3mm的低碳鋼制成，是軸承的基體，減摩層是由澆鑄在鋼背內(nèi)圓上厚為0.3～0.7mm的薄層減摩合金制成，減磨合