任务六-活塞与活塞环的间隙检查.ppt
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1、汽车发动机机械系统检修汽车发动机机械系统检修学习任务六:活塞与活塞环的间隙检查 活塞与活塞环磨损后,造成汽缸壁间隙的增大,从而发动机工作时活塞与汽缸壁之间会出现异响,所以发动机异响时应进行对其检查。设置本任务的目的是学习活塞与活塞环的功用、结构以及活塞环间隙的检查方法。任务介绍任务介绍任务介绍任务介绍 知识点:活塞与活塞环的功用、结构及特点。技能点:活塞环间隙的测量方法。任务分析任务分析任务分析任务分析 组成:活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成:活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等作用:将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。作用:将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。一、活塞连杆组的构造一、
2、活塞连杆组的构造相关知识相关知识相关知识相关知识(一)活塞的构造(一)活塞的构造1.1.功用:功用:1 1 1 1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;2 2 2 2)承受气体压力,并将此力传给连杆,以推动曲轴旋转。)承受气体压力,并将此力传给连杆,以推动曲轴旋转。)承受气体压力,并将此力传给连杆,以推动曲轴旋转。)承受气体压力,并将此力传给连杆,以推动曲轴旋转。2.2.工作条件:工作条件:活塞在高温、高压、高速、润滑不良活塞在高温、高压、高速、润滑不良活塞在高温、高压、高速、润滑不良活塞
3、在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。的条件下工作。的条件下工作。的条件下工作。柴油机柴油机高级铸铁或耐热钢,成本低、耐热性好,且高级铸铁或耐热钢,成本低、耐热性好,且膨胀系数小。膨胀系数小。3.3.要求:要求:(1)(1)(1)(1)要有足够的刚度和强度,传力可靠;要有足够的刚度和强度,传力可靠;要有足够的刚度和强度,传力可靠;要有足够的刚度和强度,传力可靠;(2)(2)(2)(2)热膨胀系数要小,减小受热时的变形;热膨胀系数要小,减小受热时的变形;热膨胀系数要小,减小受热时的变形;热膨胀系数要小,减小受热时的变形;(3)(3)(3)(3)导热性好,耐高压、耐高温、耐磨损;导热性好,耐高
4、压、耐高温、耐磨损;导热性好,耐高压、耐高温、耐磨损;导热性好,耐高压、耐高温、耐磨损;(4)(4)(4)(4)质量小,重量轻,尽可能减小往复惯性力。质量小,重量轻,尽可能减小往复惯性力。质量小,重量轻,尽可能减小往复惯性力。质量小,重量轻,尽可能减小往复惯性力。4.4.材料:材料:汽油机汽油机高强度高强度铝合金铝合金,质量小,导热性好,但热膨,质量小,导热性好,但热膨胀系数大,高温下,强度和硬度下降很快。胀系数大,高温下,强度和硬度下降很快。根据所起作用的不同,可将活塞分为三部分,活塞顶部、活塞头根据所起作用的不同,可将活塞分为三部分,活塞顶部、活塞头根据所起作用的不同,可将活塞分为三部分,
5、活塞顶部、活塞头根据所起作用的不同,可将活塞分为三部分,活塞顶部、活塞头部(环槽部)和活塞裙部。部(环槽部)和活塞裙部。部(环槽部)和活塞裙部。部(环槽部)和活塞裙部。5.5.活塞的组成活塞的组成 环槽部环槽部(头部)(头部)活塞销孔活塞销孔(1 1 1 1)活塞顶部)活塞顶部指活塞的顶面,指活塞的顶面,指活塞的顶面,指活塞的顶面,是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。汽油机活塞的顶部形状有:汽油机活塞的顶部形状有:(1 1)平顶:机构简单,制造容易,受热面积小,顶部应力分布均)平顶:机构简单,制造容易,受热面积小,顶部应力分布均 匀,广泛采用。匀,广泛采
6、用。(2 2)凸顶:顶部强度高,起气流导向作用,有利于改善换气过程和)凸顶:顶部强度高,起气流导向作用,有利于改善换气过程和提高压缩比,常用于二冲程汽油机。提高压缩比,常用于二冲程汽油机。(3 3)凹顶:在气门升程大的发动机中,为使活塞与不与气门发生干)凹顶:在气门升程大的发动机中,为使活塞与不与气门发生干涉,常将活塞顶部作一个凹陷的部分。涉,常将活塞顶部作一个凹陷的部分。(2 2 2 2)活塞环槽部(头部)活塞环槽部(头部)指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分,又称防漏部。两环槽之间称指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分,又称防漏部。两环槽之间称指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分,又称防漏部。两
7、环槽之间称指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分,又称防漏部。两环槽之间称为环岸。为环岸。为环岸。为环岸。上面上面上面上面2-32-32-32-3道气环,下面道气环,下面道气环,下面道气环,下面1-21-21-21-2道油环。道油环。道油环。道油环。油环的底部有若干贯通泄油孔,油环的底部有若干贯通泄油孔,油环的底部有若干贯通泄油孔,油环的底部有若干贯通泄油孔,油环从缸壁上刮下的多余润滑油,油环从缸壁上刮下的多余润滑油,油环从缸壁上刮下的多余润滑油,油环从缸壁上刮下的多余润滑油,经此流回油底壳。经此流回油底壳。经此流回油底壳。经此流回油底壳。头部头部结构:全群式、半拖板式、拖板式结构:全群式、半拖板
8、式、拖板式结构:全群式、半拖板式、拖板式结构:全群式、半拖板式、拖板式裙部。裙部。裙部。裙部。(3 3 3 3)活塞裙部)活塞裙部定义:指从油环槽下端面起至活塞定义:指从油环槽下端面起至活塞定义:指从油环槽下端面起至活塞定义:指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括装活塞销的销最下端的部分,包括装活塞销的销最下端的部分,包括装活塞销的销最下端的部分,包括装活塞销的销座孔。座孔。座孔。座孔。功用:在活塞运动的时候起导向作功用:在活塞运动的时候起导向作功用:在活塞运动的时候起导向作功用:在活塞运动的时候起导向作用,并承受侧压力。用,并承受侧压力。用,并承受侧压力。用,并承受侧压力。全群式全群式半
9、拖板式半拖板式拖板式拖板式活塞的常见损伤 主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损等主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损等,活活塞环槽的磨损较大,以第一道环槽的磨损最为严重各环槽由上而下塞环槽的磨损较大,以第一道环槽的磨损最为严重各环槽由上而下逐渐减轻。逐渐减轻。活塞裙部虽与气缸壁直接接触,但接触面积较大,润滑条件较好活塞裙部虽与气缸壁直接接触,但接触面积较大,润滑条件较好,磨损较轻。磨损较轻。活塞销座孔的磨损是活塞在工作时受气体压力和往复惯性力的作活塞销座孔的磨损是活塞在工作时受气体压力和往复惯性力的作用,使活塞销座孔产生上下方向的椭圆形磨损。用,使活塞销座孔
10、产生上下方向的椭圆形磨损。(4 4)活塞变形及应采取措施)活塞变形及应采取措施(a a a a)活塞的热膨胀量大于气缸的热)活塞的热膨胀量大于气缸的热)活塞的热膨胀量大于气缸的热)活塞的热膨胀量大于气缸的热膨胀量,使间隙变小膨胀量,使间隙变小膨胀量,使间隙变小膨胀量,使间隙变小(b b b b)活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量,)活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量,)活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量,)活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量,上大下小上大下小上大下小上大下小)活塞变形的原因及规律)活塞变形的原因及规律活塞与气缸间间隙过小,出现拉缸、卡死故障;过大,将出现活塞与气缸间间隙过小,出现拉缸、卡死故障;过大,
11、将出现活塞与气缸间间隙过小,出现拉缸、卡死故障;过大,将出现活塞与气缸间间隙过小,出现拉缸、卡死故障;过大,将出现敲缸、窜气、窜机油等故障敲缸、窜气、窜机油等故障敲缸、窜气、窜机油等故障敲缸、窜气、窜机油等故障(c c c c)群部圆周方向近似椭圆形变化,长)群部圆周方向近似椭圆形变化,长)群部圆周方向近似椭圆形变化,长)群部圆周方向近似椭圆形变化,长轴沿着销座孔轴线方向。轴沿着销座孔轴线方向。轴沿着销座孔轴线方向。轴沿着销座孔轴线方向。2 2)活塞变形的预防措施)活塞变形的预防措施活塞头部的直径呈上小下大的梯形或截锥体;活塞头部的直径呈上小下大的梯形或截锥体;活塞头部的直径呈上小下大的梯形或
12、截锥体;活塞头部的直径呈上小下大的梯形或截锥体;裙部呈椭圆型,长轴垂直于销座孔轴线;裙部呈椭圆型,长轴垂直于销座孔轴线;裙部呈椭圆型,长轴垂直于销座孔轴线;裙部呈椭圆型,长轴垂直于销座孔轴线;活塞的加强筋活塞的加强筋活塞的加强筋活塞的加强筋在销座和活塞头部之间设置加强筋在销座和活塞头部之间设置加强筋在销座和活塞头部之间设置加强筋在销座和活塞头部之间设置加强筋用来加强销座,并提高活塞头部的刚度。用来加强销座,并提高活塞头部的刚度。用来加强销座,并提高活塞头部的刚度。用来加强销座,并提高活塞头部的刚度。裙部开隔热膨胀槽(裙部开隔热膨胀槽(裙部开隔热膨胀槽(裙部开隔热膨胀槽(“T”T”形或形或形或形
13、或“”“”形槽),其中横形槽),其中横形槽),其中横形槽),其中横槽叫隔热槽,竖槽叫膨胀槽。槽叫隔热槽,竖槽叫膨胀槽。槽叫隔热槽,竖槽叫膨胀槽。槽叫隔热槽,竖槽叫膨胀槽。采用双金属活塞:即在活塞裙部或销座内嵌入钢片,以采用双金属活塞:即在活塞裙部或销座内嵌入钢片,以采用双金属活塞:即在活塞裙部或销座内嵌入钢片,以采用双金属活塞:即在活塞裙部或销座内嵌入钢片,以减少裙部的膨胀量。减少裙部的膨胀量。减少裙部的膨胀量。减少裙部的膨胀量。恒范钢片活塞恒范钢片活塞恒范钢片活塞恒范钢片活塞 镶筒形钢片活塞镶筒形钢片活塞镶筒形钢片活塞镶筒形钢片活塞 其它结构其它结构 温控结构温控结构a.a.喷油冷却喷油冷却
14、喷油冷却喷油冷却专设喷油嘴专设喷油嘴专设喷油嘴专设喷油嘴连杆中心油道连杆中心油道连杆中心油道连杆中心油道b.b.隔热膜隔热膜隔热膜隔热膜活塞顶部涂一层石墨隔热膜,既保证较高温度的燃烧室壁面,活塞顶部涂一层石墨隔热膜,既保证较高温度的燃烧室壁面,活塞顶部涂一层石墨隔热膜,既保证较高温度的燃烧室壁面,活塞顶部涂一层石墨隔热膜,既保证较高温度的燃烧室壁面,又降低活塞温度。又降低活塞温度。又降低活塞温度。又降低活塞温度。群部表面的保护(防止拉毛)群部表面的保护(防止拉毛)镀锡(熔点低)镀锡(熔点低)镀锡(熔点低)镀锡(熔点低)涂石墨(脆性材料)涂石墨(脆性材料)涂石墨(脆性材料)涂石墨(脆性材料)表面
15、粗糙化表面粗糙化表面粗糙化表面粗糙化 (沟谷能存润滑油)(沟谷能存润滑油)(沟谷能存润滑油)(沟谷能存润滑油)偏置销座偏置销座 a)a)活塞销对中布置活塞销对中布置压缩行程压缩行程作功行程作功行程Fp1Fp1b)b)b)b)活塞销偏移布置活塞销偏移布置活塞销偏移布置活塞销偏移布置Fp1活塞销孔中心偏离活塞中心线平面,向做功形成侧压力的一方偏移活塞销孔中心偏离活塞中心线平面,向做功形成侧压力的一方偏移活塞销孔中心偏离活塞中心线平面,向做功形成侧压力的一方偏移活塞销孔中心偏离活塞中心线平面,向做功形成侧压力的一方偏移1-2mm1-2mm。目的:减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声(敲缸)。目的:减轻活
16、塞换向时对气缸壁的敲击噪声(敲缸)。目的:减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声(敲缸)。目的:减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声(敲缸)。压缩行程压缩行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程作功行程作功行程 环槽护圈环槽护圈第一、二道环槽或所有环槽镶入耐磨材料,并制成环槽护圈。第一、二道环槽或所有环槽镶入耐磨材料,并制成环槽护圈。(二)活塞环(二)活塞环 活塞环是具有弹性的开口环,有气环和油环之分。活塞环是具有弹性的开口环,有气环和油环之分。1.活塞环的功用与分类(2 2)油环)油环 1-21-2道,刮油布油,辅助密封作用道,刮油布油,辅助密封作用(1 1)气环)气环 2-32-3道,密封、传热、辅助刮
17、油布油作用道,密封、传热、辅助刮油布油作用2.2.工作条件:工作条件:高温、高压、高速、润滑困难高温、高压、高速、润滑困难高温、高压、高速、润滑困难高温、高压、高速、润滑困难发动机中磨损最快的零件之一,平均寿命发动机中磨损最快的零件之一,平均寿命发动机中磨损最快的零件之一,平均寿命发动机中磨损最快的零件之一,平均寿命50000KM50000KM50000KM50000KM70000KM70000KM70000KM70000KM。第一道环工作条件最差,磨损最快第一道环工作条件最差,磨损最快第一道环工作条件最差,磨损最快第一道环工作条件最差,磨损最快3.3.材料与热处理材料与热处理要求:良好的耐热
18、性、导热性、耐磨性、磨合性、韧要求:良好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧要求:良好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧要求:良好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧性和足够的强度及弹性等。性和足够的强度及弹性等。性和足够的强度及弹性等。性和足够的强度及弹性等。材料:耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸材料:耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸材料:耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸材料:耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸铁铁铁铁热处理:第一道活塞环镀铬或喷钼,其他的镀锡、磷热处理:第一道活塞环镀铬或喷钼,其他的镀锡、磷热处理:第一道活塞环镀铬或喷钼,其他的镀锡、磷热处理
19、:第一道活塞环镀铬或喷钼,其他的镀锡、磷化或硫化处理化或硫化处理化或硫化处理化或硫化处理切口切口气环气环(1 1)端隙)端隙1 1:又称开口间隙,是活塞环装入气缸后开口处的间隙。:又称开口间隙,是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为一般为0.25mm0.25mm0.50mm0.50mm。14.间隙 发动机工作时,为保证气缸的密封性,防止环卡死在缸内或胀死发动机工作时,为保证气缸的密封性,防止环卡死在缸内或胀死于环槽中,安装时,活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。于环槽中,安装时,活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。(3 3 3 3)背背背背隙隙隙隙3 3 3 3:是是是是活活活活塞塞塞塞环环环环装装装装入
20、入入入气气气气缸缸缸缸后后后后,活活活活塞塞塞塞环环环环背背背背面面面面与与与与环环环环槽槽槽槽底底底底部部部部的的的的间间间间隙。隙。隙。隙。0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm1mm1mm1mm1mm。2 2 3 3(2 2 2 2)侧隙)侧隙)侧隙)侧隙2 2 2 2:又称边隙,是环高方向上与环槽之间的间隙。第一:又称边隙,是环高方向上与环槽之间的间隙。第一:又称边隙,是环高方向上与环槽之间的间隙。第一:又称边隙,是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道气环道气环道气环道气环0.04mm0.04mm0.04mm0.04mm0.10mm0.10mm0.10mm0.10mm;其它气环;其它气
21、环;其它气环;其它气环0.03mm0.03mm0.03mm0.03mm0.07mm0.07mm0.07mm0.07mm。油环一般侧隙。油环一般侧隙。油环一般侧隙。油环一般侧隙较小,较小,较小,较小,0.025mm0.025mm0.025mm0.025mm0.07mm0.07mm0.07mm0.07mm。气环在自由状态下,外径缸径,装缸后气环在自由状态下,外径缸径,装缸后气环在自由状态下,外径缸径,装缸后气环在自由状态下,外径缸径,装缸后在其弹力在其弹力在其弹力在其弹力P P P P0 0 0 0作用下与缸壁压紧,形成第一密封作用下与缸壁压紧,形成第一密封作用下与缸壁压紧,形成第一密封作用下与缸
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