2.2 活塞连杆组拆装与调整
垦利职业中专
2015年2月 1
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总体概述
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主要内容：
1.活塞 2.活塞环 3.活塞销 4.连杆组
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认识活塞连杆组
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1、活塞连杆组的组成
活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、 连杆轴承、连杆螺栓、连杆衬套等组成。
（3）背隙Δ3——是活塞环装入气 缸后，活塞环背面与环槽底部的间 隙。一般为0.5mm-1mm。
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3、气环的密封原理
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活塞环密封面的形成：
（1）第一密封面的建立——活塞环在自由状态下， 活塞环外径＞气缸直径，活塞环装入后在其弹力 P0作用下与气缸壁压紧，形成第一密封面。
若将普通碳素钢片铸在销座处的铝合金层内侧形 成双金属壁，则由于两种金属的热膨胀系数不同， 当温度升高时双金属壁发生弯曲，而钢片两端的 距离基本不变，从而限制了裙部的热膨胀量。因 为这种控制热膨胀的作用随温度升高而增大，所 以称这种活塞为自动热补偿活塞。
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1）恒范钢片式
——活塞销座通过恒范钢片与裙部相连，而恒范钢片（含 镍33%～36%）的膨胀系数仅为铝合金的十分之一。这样， 使裙部膨胀量大为减少。
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（3）活塞销座处凹陷
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（4）双金属活塞
——在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙 部的膨胀量。
在活塞销座处镶铸恒范钢片的活塞称恒范活塞。 由于恒范活塞在销座处只靠恒范钢片与活塞裙相 连且恒范钢的热膨胀系数只有铝合金的1/10左右， 因此当温度升高时，在恒范钢片的牵制下，裙部 在活塞销孔轴线方向的热膨胀量很小。
（2）振荡冷却法——从连杆小头上的喷油孔将机 油喷入活塞内壁的环形油槽中，由于活塞的运动 使机油在槽中产生振荡而冷却活塞。
（3）强制冷却法——在活塞头部铸出冷却油道或 铸入冷却油管，使机油在其中强制流动以冷却活 塞。强制冷却法广为增压发动机所采用。
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活塞的冷却
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8、活塞的表面处理
（1）活塞顶进行硬模阳极氧化处理 （2）活塞裙部镀锡或镀锌 （3）在活塞裙部涂覆石墨
（2） 活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上 高下低，壁厚上厚下薄。
（3） 裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔 轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及 侧压力作用的结果。
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活塞的变形
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活塞裙部的变形
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为补偿或限制活塞的变形，可采用如下工艺措施：
（1）活塞裙部椭圆形
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（2）“上小下大”活塞
5、活塞环材料
目前广泛应用的活塞环材料有优质灰铸铁、 球墨铸铁、合金铸铁和钢带等。
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（一）气环
1、气环的功用
（1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳。 （2）传热：将活塞头部的热量传给气缸壁。 （3）辅助刮油、布油。
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2、活塞环的间隙
1-气缸；2-活塞环；3-活塞； △1-开口间隙；△2-侧隙；△3-背隙
位置——第一道活塞环槽与活塞销孔之间的部分，
即活塞环槽部分。
功用——承受气体压力，安装活塞环，传热。
活塞头部
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（3）活塞裙部
位置——油环环槽以下部分。 功用——导向，承受侧压力。
活塞裙部
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活塞裙部的类型
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6、活塞的变形
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变形原因——热膨胀、侧压力和气体压力。
变形规律：
（1） 活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配 缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金 的膨胀系数大于铸铁。
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二、活塞环
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1、活塞环的类型
气环 油环
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2、活塞环的功用
（1）气环的功用——密封，传热。 （2）油环的功用——布油润滑，辅助密封。
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3、活塞环的工作条件
高温、高压、高速、润滑条件极差。 活塞环的平均寿命——6万公里。
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4、对活塞环的要求
良好的耐磨性、导热性、耐热性、冲击韧 性、弹性和足够的机械强度。
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2、活塞连杆组的功用
（1）将燃料燃烧的热能转化为机械能。 （2）将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 （3）将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的
转矩。
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一、活塞
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1、活塞的功用
（1）与气缸、气缸盖组成燃烧室。 （2）承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲
轴旋转。
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2、活塞的工作条件
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2）自动调节式
——膨胀系数小的低碳钢片贴在销座铝层的内侧，依靠钢 片的牵制作用，及钢片与铝壳之间的双金属效应来减小裙 部侧压力方向的膨胀量。
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3）筒形钢片式
——浇铸时，将钢筒夹在铝合金中，冷凝时钢筒内外侧的 铝合金分别产生“收缩缝隙”和拉应力。工作时因要先消 除“收缩缝隙”和拉应力而膨胀量减小。
镶筒形钢片活塞
镶嵌纤维增强合金圆环的铝活塞
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（5）开槽活塞
——裙部开绝热-膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫 绝槽，竖槽叫膨胀槽。
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（6）拖板活塞
——在保证裙部有足够承压面积的条件下，将不承受侧向
力一侧的裙部部分地去掉。
ห้องสมุดไป่ตู้32
7、活塞的冷却
（1）自由喷射冷却法——从连杆小头上的喷油孔 或从安装在机体上的喷油嘴向活塞顶内壁喷射机 油。
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注意点：
现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机 广泛采用铝合金活塞，只在极少数汽车发 动机上采用铸铁或耐热钢活塞。
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5、活塞的结构
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（1）活塞顶部
位置——第一道活塞环槽以上部分。 功用——燃烧室的组成部分，承受气体压力。
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汽油机活塞顶部的形状
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柴油机活塞顶部的形状
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（2）活塞头部（防漏部）
高温、高压、高速、散热条件差、惯性力大。
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3、对活塞的要求
（1）刚度和强度应足够大，传力可靠。 （2）导热性能好，耐高压、高温、磨损。 （3）质量较小，尽可能减少往复惯性力。
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4、活塞的材料
（1）铝合金——质量小，强度大，导热性好。 （2）灰铸铁——承压能力强。少数高强度柴油
机采用。
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活塞环的三个间隙：
（1）端隙Δ1——又称开口间隙， 是活塞环装入气缸后开口处的间隙。 一般为0.25mm-0.50mm；
（2）侧隙Δ2——又称边隙，是环 高方向上与环槽之间的间隙。第一 道环因温度高，一般为0.04mm0.10mm；其它气环一般为0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，一般 为0.025mm-0.07mm；