2.2.1活塞 (课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（西南交大出版社）

2.2 活塞连杆组件构造与检修 活塞连杆组件将活塞在顶部受力时的往复运动，通过连杆的摆动，转变为曲轴的旋转运动，并对外输出转矩。主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承等零部件构成。 活塞连杆组件 2.2.1活塞 活塞一是承受气体压力,并将此力通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转;二是顶部与汽缸盖汽缸壁共同组成燃烧室。活塞承受高温，散热困难，润滑差；高速往复运动，承受很大周期变化的气体压力和惯性力而使之易变形。因此，要求活塞有足够强度、刚度；良好耐磨性、热稳定性；尽可能小的质量。 活塞材料通常是铝硅合金压铸而成，有些柴油机活塞使用合金铸铁或耐热钢铸造而成。 1.活塞基本结构 活塞由顶部、头部、裙部 三部分组成。 （1)顶部: 燃烧室的组成 部分，承受气体压力。 活塞基本结构 活塞顶部有箭头及其他标记，装配时应注意箭头方向及选配标记等。 活塞顶部标记 活塞顶部形状及工作特点 活塞顶部形状与燃烧室形式有关,一般有平顶、凸顶、凹顶、成形顶。 结构简单、易制造、散热面积小、应力分布较均匀，多用于汽油机 顶部刚度大，增加挤流强度；温度较高。常用于二冲程汽油机 利于混合气形成与燃烧；受热面积大，易积碳，加工难。多用于柴油机 利于气流导向和换气。常用于二冲程汽油机 活塞顶部结构 （2）活塞头部 活塞从顶部开始到最下面一道 活塞环槽以上部分称为活塞头 部，其作用是受力、传力、传 热、辅助密封，活塞头部有安 装活塞环的多道环槽，上面有 2～3道气环槽,下面有一道油 环槽。 活塞头部构造 （3)活塞裙部 活塞裙部系指油环槽下端以下的部分，裙部作用是保证活塞在汽缸内的往复运动导向，并承受侧压力。因此，要求活塞裙部在汽缸与活塞之间在任何情况下都应保持适当、均匀的间隙。间隙过大，活塞易敲缸；间隙过小，易拉缸，故裙部应有一定长度和足够的面积，保证可靠导向和减磨。 活塞裙部 1)活塞裙部基本形状 活塞裙部基本形状多为一薄壁圆筒，完整的称全裙式。高速发动机为减轻质量，将活塞销座孔轴线方向（不受侧压力）以下的裙部去掉一部分，称为拖板式。 活塞裙部受力情况： 活塞裙部受力情况 2)活塞变形规律及应对措施 变形规律：在圆周方向，裙部直径沿活塞销座轴线方向增大而使之变成长轴在销座轴线方向上的椭圆；在高度方向上活塞变形量会出现上大下小的特点。 顶压力 侧压力 膨胀力 凹陷 凹陷 活塞变形规律 原因：受机械变形（轴向力、侧压力、气体压力）和热变形共同作用及温度、质量分布不均所致。 活塞变形应对措施： a.冷态下将裙部断面制成为长轴垂直于销座轴线方向上的椭圆，活塞轴线方向为上小下大的近似圆锥形。 b.活塞销座附近的裙部外表面制成凹陷0.5～1mm。 c.活塞裙部开槽 活塞裙部受侧压力小的一侧开“П”形槽或“Τ”形槽，可使冷态下间隙减小，热态下起补偿作用，不致卡死活塞。 横向绝热槽，减少活塞头的热量向裙部扩散，有的兼作油环回油孔。 纵向膨胀槽，留有膨胀余地，活塞强度降低。 绝热槽 膨胀槽 ∏形槽 Τ形槽 d.采用双金属活塞 在活塞裙部或销座内嵌入钢片，以牵制活塞裙部的膨胀量。采用上述措施后，活塞裙部与汽缸壁间冷装配间隙可减小，使发动机不产生冷“敲缸”现象。 （4）活塞销座 活塞裙部上方加工有座孔，用以安装活塞销。有些座孔外侧加工有卡环槽，防止活塞销轴向窜动。 活塞销偏置：指活塞销座孔轴线通常向活塞中心线左侧（从发动机前方看，曲轴顺时针旋转）偏移1～2mm，目的是防止活塞压缩到上止点换向时，在较大气体压力作用下撞击汽缸壁而发生“敲缸”。 活塞销座 $