2.2.2活塞环(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）

2.2.2活塞环 按其功用不同分为气环和油环，两者配合使用，各司其责。 1.气环的作用 （1）保证汽缸中高温、高压气体的密封，防止其大量窜入曲轴箱； （2）将活塞头部7O%～8O%的热量传递给汽缸壁，由冷却液或空气带走； （3）有刮油、布油的辅助作用。 一般每个活塞装有2～3道气环。 2.油环的作用 （1）活塞从上止点运行到下止点，油环阻止机油窜到燃烧室并刮除汽缸壁上多余的机油； （2）活塞从下止点运行到上止点，油环泵起机油，在汽缸壁涂布一层均匀的油膜，减小活塞及活塞环与汽缸壁的磨损，防止机油窜入燃烧室； （3）油环有封气的辅助作用。 通常每个活塞装有1～2道油环。 2．活塞环的工作条件及要求 工作条件:在高温、高压、高速滑动摩擦及润滑条件极差、化学腐蚀严重的条件下工作。是发动机所有零件中磨损最快、工作寿命最短的零件之一，特别是第一道气环。 要求及材料：耐磨，有弹性，磨合性能好。多采用耐磨合金铸铁或球墨铸铁，其表面涂有保护层，如磷化处理或镀锌、镀钼，以延长活塞环的使用寿命。 3.活塞环的结构 （1）气环结构、种类及特点 活塞环气环 活塞环断面结构 （2）油环结构及种类 油环结构形式分组合式和整体式。 目前使用较普遍的是组合油环，它由上下两刮片和中间称簧所组成，在称簧作用下，组合油环可以起到双层作用。 组合油环 整体油环 4.活塞环的三隙 为防止活塞环热膨胀卡死在缸内或胀死在环槽中，因此，活塞环与活塞环槽之间需要保持一定的间隙量，安装时均留有的间隙量类别有端隙、侧隙、背隙三种形式。 端隙Δ1:又称开口间隙,冷态下装入汽缸后,环在上止点时的两端头间隙。一般为0.25～0.50mm。 侧隙Δ2:又称边隙,环装入活塞后,其侧面与环槽之间的间隙。第一环一般为0.04～0.10mm,其他环为0.03～0.07mm；油环侧隙比气环小。 背隙Δ3：活塞及环装入汽缸后,环内圆柱面与环槽底部间的间隙。一般为0.50～1.00mm。 活塞环三隙 5.气环的泵油原理 因侧隙和背隙的存在,发动机工作时,活塞环会产生泵油现象。 泵油现象的影响：会使燃油消耗过量，燃烧室和环槽中积碳，导致环卡死，失去密封作用，甚至折断活塞环，尤以矩形断面环最为严重。 活塞下行 活塞上行 活塞环泵油 气环的密封过程：在弹力和气体压力作用下，每道气环能形成两个密封面 活塞环密封 气环自由状态下的外径略大于汽缸内径，装入汽缸后靠弹力紧贴缸壁, 形成第一密封面。燃气压力作用下，环压紧在环槽下端面形成第二密封面。 绕流到环背隙面的燃气膨胀背压力，使气环更紧贴缸壁,对第一密封面再次密封。多道气环如此下去，最后一道气环漏出的燃气压力和流速大为减小，漏气量也就很少。 多道环装配时，各环开口须相互错开，以形成“迷宫式”路线，增大漏气阻力，再次减少漏气量。 2.2.3活塞销 活塞销连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销在高温、润滑差、周期性冲击载荷下工作，故需足够的刚度和强度，表面耐磨性好，质量轻。 活塞销采用优质低碳钢或低碳合金钢，表面渗碳淬火后精磨。 活塞销结构形式一般为空心轴，内孔形状有：圆柱形；两段截锥形；两段截锥与一段圆柱组合形。 （a）圆柱形 （c）两段截锥与 一段圆柱组合形 （b）两段截锥形 活塞销结构 活塞销的连接形式分全浮式和半浮式。 全浮式、在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。但活塞销两端必须用卡环固定。 半浮式、销与座孔或销与连杆小头，一处固定，一处浮动（多为固定连杆小头）。可将销压配在连杆小头孔内；也可将活塞销中部与连杆小头用螺栓连接。无需卡环和连杆衬套。多用于小轿车。 全浮式 半浮式 活塞销连接方式 2.2.4、连杆及连杆组件 连杆连接活塞与曲轴，将活塞承受力传给曲轴，推动曲轴旋转，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。连杆由连杆本体、连杆盖、连杆轴承、连杆螺栓组成。连杆和连杆盖组合后统称连杆。 连杆组件 连杆在工作中承受活塞销传来的气体压力、往复运动和连杆大头绕曲轴旋转的惯性力，因此要求连杆有足够的强度和刚度，质量要尽量小。 连杆材料采用中碳钢或中碳合金钢经模锻加工制成，也可用球铁制造，但应用不多。为提高疲劳强度，连杆常进行表面喷丸处理。对于小型发动机连杆可采用高强度铝合金。 连杆结构，连杆分为大头、杆身和小头三部分。 1-连杆小头 2-杆身 3-连杆大头 连杆