2010-03-15 15:49:37 阅读15 评论0 字号:大中小
(一)活塞
1、活塞的功用及工作条件:活塞的功用是承受燃烧气体压力,并将此压力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外,活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
工作条件:活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬时温度可达2500开尔文以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600~700开尔文,且温度分布很不均匀;活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力{zd0},柴油机高达6~9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(8~12m/s)往复运动,且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的附加载荷。
2、活塞材料:根据上述工作条件,活塞结构所用材料应满足下列要求:
(1) 要有足够的刚度和强度,传力可靠;
(2) 导热性能好,要耐高压、耐高温、耐磨损;
(3) 质量小,重量轻,尽可能地减小往复惯性力。
3、活塞构造:活塞可分为三部分,活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
1) 活塞顶部:形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关。其顶部形状可分了两类。凸顶活塞、凹顶活塞。
2)活塞头部:活塞头部指{dy}道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽,用以安装活塞环,起密封作用,又称为防漏部。
3)活塞裙部:活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,它包括装活塞销的销座孔。活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,并承受侧压力。
(二)活塞环
1、活塞环的功用及工作条件
活塞环分为气环和油环两种。一是气环的主要功用是密封和传热。气环是保证气缸与活塞间的密封性,防止漏气,并且要把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁,由冷却水带走。二是油环的主要功用是起布油和刮油的作用,下行时刮除气缸壁上多余的机油,上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。
2、活塞环的工作条件
活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作,长期以来,活塞环一直是发动机上使用寿命最短的零件。活塞环工作时受到气缸中高温高压燃气的作用,温度很高,活塞环在气缸内随活塞一起作高速运动,加上高温下机油可能变质,使环的润滑条件变差,难以保证良好的润滑,因而磨损严重。另外,由于气缸壁的锥度和椭圆度,使环受到交变应力而容易折断。因此,要求活塞环弹性好,强度高、耐磨损。目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素),{dy}道环镀铬,其它环大都采用镀锡和磷化处理,以改善其磨合性。
3、气 环
气环开有切口,具有弹性,在自由状态下是圆形,其外径大于气缸直径,活塞环装入气缸后,在自身弹力作用下环外表面紧贴在气缸壁上,形成{dy}密封面,当活塞上行或下行时,被密封的气体不能通过{dy}道密封面,便进入环与环槽的间隙。由于环被紧压到环槽断面上,形成了第二密封面。同时作用在环内表面的气体压力,又加强了气环的张力,随着气体压力的增高,密封作用就越强。{wy}漏气的地方就是活塞环的开口处,可是第二道气环安装时,开口错开,这就保证了密封高压气体的作用。
气环的断面形状很多,最常见的有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环。
1)矩形环
断面为矩形。其结构简单,制造方便,易于生产,与气缸壁接触面积大,有利于活塞散热。矩形环随活塞往复运动时,会把气缸壁面上的机油不断挤入燃烧室中。
2)锥形环:
锥形坏的端面呈梯形,锥角1—2°,装入气缸后,环与环槽的接触与平环相同,环与缸壁的接触和扭曲环相同,为线接触,因而磨损小,密封好,此外还有向上均布润滑油和向下刮油的作用。
3)扭曲环:
扭曲环的断面呈阶梯形,断面不对称,气环装入气缸后,环产生不平衡力的作用,使活塞环发生扭曲变形,故称扭曲环。在环的内圆部分切槽或倒角的称内切环,在环的外圆部分切槽或倒角的称外切环。活塞上行时,扭曲环带残余油膜上浮,可以减小摩擦,减小磨损。由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短,可以减轻“泵油”的副作用。安装时必须注意断面形状和方向,内切口朝上,外切口朝下,不能装反。
4)梯形环:
断面呈梯形,其优点是抗粘结性好。当活塞头部温度很高时,窜入{dy}道环槽中的机油容易结焦并将气环粘住,梯形环的侧隙和背隙随侧压力的方向不同而不断地改变。将环槽中的积炭挤出去。
4、油 环
油环有普通油环和组合油环两种。
1)普通油环:普通油环又叫整体式油环。环的外圆柱面中间加工有凹槽,槽中钻有小孔或开切槽,当活塞向下运动时,将缸壁上多余的机油刮下,通过小孔或切槽流回曲轴箱;当活塞上行时,刮下的机油仍通过回油孔流回曲轴箱。
2)组合油环:组合环由上下两片刮片和弹性衬环组成。这种油环的接触压力高,对气缸壁面适应性好,而且回油通路大,重量小,刮油效果明显。
(三)活塞销
1、活塞销的功用及工作条件:活塞销的功用是连接活塞和连杆,将活塞承受的作用力传给连杆,并把活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。活塞销的润滑有压力润滑和激溅润滑两种方法。压力润滑是靠连杆杆身的中心油道经衬套润滑的,活塞销承受很大的周期性冲击负荷,其本身又作摆转运动,而且处于润滑条件很差的情况下工作,因此,要求活塞销具有足够的强度和刚度,表面韧性好,耐磨性好,质量尽可能小。
2、活塞销结构及材料:活塞销一般都做成空心圆柱体,采用低碳钢和低碳合金钢制成,外表面经渗碳淬火处理以提高硬度,精加工后进行磨光,有较高的尺寸精度和表面光洁度。
(四)连 杆
1、连杆的功用:连杆的功用是将活塞和曲轴连接起来,将活塞的力传给曲轴,把活塞的往复运动变为活塞的旋转运动,连杆工作时受力复杂,要求有足够的钢度和强度而切重量要轻以减小惯性力。连杆一般用中碳钢或中碳合金钢锻造而成。
2、连杆的组成:连杆由连杆小头,连杆杆身和连杆大头三部分组成。
1)连杆小头 连杆小头与活塞相连接,在活塞销孔和连杆小头孔内均可自由转动,可保证均匀磨损。
2)连杆杆身 断面为工字形,刚度大,质量轻、适于模锻。杆身内设有润滑油孔。
3)连杆大头 与曲轴的连杆轴颈相连,大头有整体式和分开式两种。一般都采用分开式,分开式又分为平切口和斜切口两种,连杆盖用螺栓或螺柱紧固。平切口 分面与连杆杆身轴线垂直,汽油机多采用这种连杆。
斜切口、分面与连杆杆身轴线成30~60°夹角。柴油机多采用这种连杆。
连杆与连杆盖配对加工,加工后,在它们同一侧打上配对记号,安装时不得互相调换或变更方向。为此,在结构上采取了定位措施。平切口定位多采用连杆螺栓定位,利用连杆螺栓中部精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来保证的。斜切口常用的定位方法有锯齿定位、止口定位、圆销定位、套筒定位。
3、连杆安装的注意事项
1)连杆与连杆盖是配对好的,不得更换或调头。(在杆身侧面打有记号)。
2)各缸连杆不得互换(根据平衡要求,同一发动机连杆重量差不得超过允许范围)。
3)安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时要用扭力板手分2~3次交替均匀地拧紧到规定的扭矩,拧紧后还应可靠的锁紧。