采用各种方法,贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、为什么活塞、连杆在发动机上要有一定的安装方向? 2、全浮式活塞销有什么优点?为什么要用卡环进行轴向定位? 3、活塞纵断面呈什么样的形状?裙部横断面呈什么样的形状?为什么?
【讲解新课】 四、活塞连杆组 2、活塞环
活塞环分为气环和油环两类。
作用:密封、散热、刮油和布油。
气环:密封和散热; 油环:刮油和布油。
组成:汽油机用三道活塞环,上面的两道是气环,下面的一道是油
环。
材料:除了一些组合式油环用弹簧钢片制作外,多数活塞环都是用
脆性较大的铸铁类材料制造的。(拆装时变形量不能过大,以防折断。)
详细情况:
(1)第一道环多为镀铬环,可以减缓活塞环和气缸壁的磨损,不得
装错。
(2)活塞环装入气缸后其两端之间应有端隙(开口间隙);与环槽
间应有侧隙与背隙。
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(3)密封措施
活塞环、气缸壁、活塞之间可能漏气的地方有三处:环与缸壁之间的开口间隙处;环的外圆柱与缸壁接触处;环与活塞间的侧隙和背隙处。
措施:(除开口间隙外,其余两处是可以密封的。)
活塞环在自由状态下,其直径比气缸直径大,当将环径向压缩随活塞一起装入气缸后,便产生径向弹力F0,使之与缸壁压紧,形成了第一密封面,其压紧力为FA;
气缸中的高压气体不能从此密封面下窜,便进入侧隙和背隙,作用在环侧面上的气体压力把活塞环压紧在环槽的下端面上,形成了第二密封面,其压紧力为FB;
背压力P2则使环更紧地压在气缸壁上。燃气使环对缸壁的压紧作用称为气环的第二次密封。
由于开囗间隙很小(一般0.25~0.5mm),并相互按一定位置错开,形成迷宫式封气路线,气体通过各道环囗后,漏入曲轴箱的气量是很少的,一般仅为进气量的0.2%~1%。 (4)气环断面形状
矩形断面:矩形断面的气环随活塞作往复运动时,因第二密封面在
环槽上下端面间的交替变化,每一工作循环会把气缸壁上的机油送入气缸一次。这种现象如同油泵的作用一样,称为气环的泵油作用。机油被泵入燃室,不但增加了机油的消耗,而且还会在燃烧室或环槽中形成积炭,使环卡死,失去密封作用,甚至使环折断。
扭曲环:(为了加强密封、加速磨合、减小泵油作用及改善润滑,
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发动机广泛采用了非矩形断面的扭曲环。)是在矩形环的内圆上边缘或下边缘切槽或倒角而成。将这种环装入气缸后,由于环的弹性内力不对称而产生断面倾斜,使环发生扭曲。环的外圆下端压紧缸壁,外圆上端与内圆下端与环槽的上、下端面压紧,防止了活塞环在环槽内的上、下窜动而造成的泵油作用,同时还有利于密封和磨合,活塞下行时还有利于刮油。
扭曲环的安装具有方向性:凡内圆切槽的环槽口应向上;外圆切槽的
环槽口应向下;两种切槽的环都有的,其中内圆切槽的环,为第一道环。
锥面环:与缸壁是线接触,有利于磨合和密封。这种环在活塞下
行时有刮油作用,上行时有布油作用。故只能按图示方向安装。为避免装反,锥面环在环端面上侧面标有“向上”或“TOP”等字样。
油环:分整体式和组合式两种结构形式,目前广泛应用的是组合
式油环,一般由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成,轴向衬环夹装在第二、三刮油片之间,径向衬环使三片刮油片压紧在气缸壁上。 3、活塞销
作用:连接活塞与连杆,并在二者之间起到传力的作用。
材料:多用低炭钢或低炭合金制造加以表面渗碳或氰化处理,并为空
心圆柱体。
形式:
(1)全浮式
在发动机正常工作温度时,活塞销能在连杆衬套孔和活塞销座孔中自由转动,以使活塞销外表面的磨损比较均匀。
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(2)半浮式
活塞销在连杆小头孔为固定不动的过盈配合,在销座孔内为可以活动的间隙配合。 4、连杆
作用:连接活塞和曲轴,并在二者之间起到传力和转换运动的作用。 组成:由大头、杆身和小头三部分组成。
小头:安装活塞销(半浮式)或连杆衬套(全浮式)的圆形座孔。
在全浮式连接的连杆小头顶部开有与座孔相通的供飞溅润滑用的集油孔或集油槽,座孔内镶有连杆衬套,座孔与衬套为边盈配合。
杆身:工字形断面结构,内钻有纵向油道。
大头:为可分开的圆孔,与杆身分开的部分叫连杆盖,两部分用
连杆螺栓连接。
连杆盖和连杆是组合后镗的孔,在同侧刻有配对记号,以防装错。 大头孔内装有上、下两片轴瓦,通过凸键和凹槽定位。
切口形式:平切口和斜切口两种形式。平切口利用连杆螺栓上的精
加工的圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来定位;斜切口利用止口定位、套筒定位和锯齿定位。
布置形式
(1)并列连杆式 (2)主副连杆式 (3)叉形连杆式
连杆轴瓦
是安装在连杆大头和连杆盖上的被剖分成两半的滑动轴轴承。是在厚1~3mm的薄钢背的内圆面上浇注0.3~0.7mm厚的减摩合金层
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(如巴氏合金、铜铅合金、高锡铝合金等)而成。
轴瓦背面很光,在自同情由状态下不是半圆形,当它们被装进连杆大头孔内时,有一定的过盈。 【巩固新课】
强调本节重点内容:活塞环及连杆的结构 【布置作业】
1、活塞环有何作用? 2、安装活塞环时应注意什么?
3、什么叫全浮式活塞销?半浮式活塞销? 4、连杆由哪三部分组成?
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