2013-3-2 1
二, 活塞环
( 一 ) 气环
1.作用,
( 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 。
环 气环
2013-3-2 2
2.活塞环的间隙 ( 图 2— 37)
( 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;
2013-3-2 3
( 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 0.04mm~ 0.10mm;其
它气环 0.03mm~ 0.07mm。 油环一般侧隙较小,
0.025mm~ 0.07mm;
( 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 。 0.5mm~ 1mm;
Δ2
Δ3
2013-3-2 4
3.气环的密封原理
( 1) 第一密封面的建立:环在自由状态
下, 环外径>缸径, 装缸后在其弹力 P0作用
下与缸壁压紧, 形成第一密封面 。
第一密封面
2013-3-2 5
( 2) 第二密封面的建立:活塞环在运动时
产生惯性力 Pj,与缸壁间产生摩擦力 F,以
及侧隙有气体压力 P1,在这三个力的共同作
用下, 使环靠在环槽的上侧或下侧, 形成第
二密封面 。
Pj
F
P1
第二密封面
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( 3)气环的第二次密封:窜入背隙
和侧隙的气体,使环对缸壁和环槽进
一步压紧,加强了第一、二密封面的
密封。
2013-3-2 7
4.活塞环的泵油作用及危害
原因,
( 1) 存在侧隙和背隙;
( 2) 环运动时在环槽中靠上
靠下 。
2013-3-2 8
现象:当活塞带着环下行(进气行程)时,
环靠在环槽的上方,环从缸壁上刮下的润滑
油充入环槽下方;当活塞又带着环上行(压
缩行程)时,环又靠在环槽的下方,同时将
油挤压到环槽上,如此反复,就将润滑油泵
到活塞顶。
2013-3-2 9
危害,
( 1) 增加了润滑油的消耗;
( 2) 火花塞沾油不跳火;
( 3) 燃烧室积炭增多, 燃烧性能
变坏;
( 4) 环槽内形成积炭, 挤压活塞
环而失去密封性;
( 4) 加剧了气缸的磨损 。
2013-3-2 10
措施,
( 1) 采用扭曲环;
( 2) 采用组合式
油环;
( 3) 油环下设减压

2013-3-2 11
5.气环的断面形状
( 1) 矩形环:结构简单, 与缸壁接触面
积大, 散热好, 但易泵油 。
2013-3-2 12
( 2) 锥形环
1) 特点:与缸壁线接触, 有利于密封和磨
合 。 下行有刮油作用, 上行有布油作用, 并
可形成楔形油膜 。
2) 安装注意,?锥角朝下 ( 在环端有向上
或 TOP等标记 ) ;
?锥形环传热性差, 常装到第二,
三道环槽上 。
2013-3-2 13
( 3) 扭曲环:将矩形环内圆上方或外圆
下方切成台阶或倒角而成 。
扭曲原理:当活塞环装入气缸后, 环受
到压缩产生弯曲变形, 断面中性层以外产生
拉应力, 中性层以外产生压应力, 矩形环由
于中性层内外断面不对称, 使 F和 F不在同
一平面内, 从而形成力偶 M,在力偶的作用
下, 活塞环发生微量的扭曲变形 。
e
2013-3-2 14
1) 特点
?具有锥形环的特点;
?减小了泵油作用;
?作功行程环不再扭曲, 两个密
封面达到完全接触, 利于散热 。
安装:内上切扭曲环装入第一道
环槽, 外下切扭曲环装入第二,
三道环槽 。
2013-3-2 15
( 4) 桶形环:其特点为
1) 环的外圆面为凸圆弧形;
2) 环面与缸壁圆弧接触, 避免了棱角负荷;
环上下运动时, 均能形成楔形油膜 。
2013-3-2 16
( 5) 梯形环,
当活塞在侧压力作
用下左, 右换向时,
环的侧隙和背隙将
不断变化, 使胶状
油焦不断从环槽中
被挤出 。 梯形环用
于热负荷较大的柴
油机的第一道环 。
2013-3-2 17
( 二 ) 油环
1.作用:刮油 。 即
将气缸壁上多余
的润滑油刮下来 。
2.类型
( 1) 整体式
其外圆上切有环
形槽, 槽底开有
回油用的小孔或
窄槽 。
2013-3-2 18
( 2) 组合式,
由上下刮
油片和产生径
向、轴向弹力
的衬簧组成。
2013-3-2 19
其特点为
1)密封好:第一密封面,靠径向力,因衬
簧长大于刮片长而产生径向力。
第二密封面,靠轴向力,因衬簧和
钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。
2) 无侧隙,不窜油。
3) 刮油能力强:因钢片薄,对缸壁比压大。
4) 上下片可分别动作,适应性好。
5) 回油能力强。
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三, 活塞销
( 一 ) 作用:连接活
塞和连杆, 并传递活
塞的力给连杆 。
( 二 ) 结构:用低碳
钢或低碳合金钢制成
的厚壁管状体 。
2013-3-2 21
(三)连接方式
1.全浮式
( 1)定义,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 。
(2)装配,
1)销与销座孔在冷态时为过渡配合,采用
分组选配法。
2) 热装合:将活塞放入热水或热油中加热
后,迅速将销装入。
2013-3-2 22
2.半浮式
(1)定义,销与销座孔和连杆小头
两处,一处固定,一处浮动 。
(一般固定连杆小头)
(2)装配:加热连杆小头后,将销
装入,冷态时为过盈配合。
2013-3-2 23
四、连杆
(一)功用,
将活塞的力传给曲轴,变活
塞的往复运动为曲轴的旋转运动。
2013-3-2 24
(二)组成,
连杆组由
连杆体、连杆
盖、连杆螺栓
和连杆轴瓦等
组成。
2013-3-2 25
三)构造
1、小头:用来安装活
塞销,以连接活塞。
2、杆身:常做成“工”
字形断面。
3、大头:与曲轴的连
杆轴颈相连。大头一
般做成分开式,即连
杆体大头和连杆盖。
2013-3-2 26
(1)切口形式,
有平切口和斜切口两种。
2013-3-2 27
(2)切口定位方式
?连杆螺栓定位:靠连杆螺栓的光圆柱部
分与螺栓孔的配合来定位。其定位精度
较差,用于直切口连杆。
2013-3-2 28
?锯齿形定位:依靠接合面的齿形定位。
?套或销定位:依靠套或销与连杆体
(或盖)的孔紧配合定位。
?止口定位
2013-3-2 29
(3)喷油孔,
有的连杆的大
头面对气缸主
承压面的一侧,
钻一喷油孔
( 1mm~
1.5mm),以
润滑气缸主承
压面。 。
2013-3-2 30
(四)连杆的安装
1、不能破坏连杆杆身与盖的配对
及装合方向,在二在者的同一侧
打有配对标记。
2、不能装反,也不能乱缸,在杆
身上有方向标记,大头侧面有缸
号标记。
2013-3-2 31
(五)连杆
轴承 (俗称小瓦)
1.作用,
保护连
杆轴颈及
连杆大头
孔。
2013-3-2 32
2.组成,
由钢背和减磨层
组成。钢背由
1mm~ 3mm的低碳
钢制成。减磨层为
0.3mm~ 0.7mm的
减磨合金,层质较
软能保护轴颈。
2013-3-2 33
2.减磨层材料
( 1) 白合金 ( 巴氏合金 ),减磨性
能好, 但机械强度低, 且耐热性差 。
常用于负荷不大的汽油机 。
( 2) 铜铅合金:机械强度高, 承载
能力大, 耐热性好 。 多用于高负荷
的柴油机 。 但其减磨性能差 。
(3)铝基合金:有铝锑镁合金, 低锡
铝合金和高锡铝合金三种 。
2013-3-2 34
1)铝锑镁合金和低锡铝合金,
械性能好,负载能力强,但其
减磨性能差。
主要用于柴油机。
2)高锡铝合金,
具有较好的机械性能和减磨
性能,广泛应用于柴油机和汽
油机。
2013-3-2 35
轴瓦的定位
2013-3-2 36
第四节 曲轴飞轮组
由曲轴, 飞轮, 减振器等组成 。
2013-3-2 37
一、曲轴
(一)功用
1.把活塞连杆组传来的气体压力转
变为扭矩对外输出。
2.驱动配气机构及其它附属装置。
材料:大多采用优质中碳钢或中合
金碳钢。有的采用球墨铸铁。
2013-3-2 38
(二)构造,
曲轴包括前端轴、主轴颈、
连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端
轴等,一个连杆轴颈和它两端的
曲柄及主轴颈构成一个曲拐。
2013-3-2 39
1.主轴颈和连杆轴颈
1)主轴颈是曲轴的支承部分。
每个连杆轴颈两边都有一个主轴
颈者,称为全支承曲轴 ; 主轴颈数
等于或少于连杆轴颈数者称为非全
支承曲轴 。
2013-3-2 40
2)曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴
颈的油道,以便润滑主轴颈和连杆轴
颈。
2013-3-2 41
2.曲柄和平衡重,
曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的 。
平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性
力及其力矩 。
2013-3-2 42
3.曲拐的布置
( 1) 布置原则
1) 使各缸作功间隔角尽量相等。对
直列多缸四冲程发动机,作功间隔角
为 7200/缸数。
2)连续作功的两缸相隔尽量远,减少
主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气
门同时开启的抢气现象。
3) V型发动机左右两气缸尽量交替作

2013-3-2 43
( 2) 常用曲拐布置
1) 直列四冲程四缸发动机
?曲拐对称布置于同一平面内。
?相邻作功气缸的曲拐夹角为
7200/4=1800。
?发动机工作顺序有
1— 3— 4— 2
1— 2— 4— 3
2013-3-2 44
1.4
2.3
2013-3-2 45
曲轴转角 第一缸 第三缸 第四缸 第二缸
0~180 作 功 压 缩 进 气 排 气
180~360 排 气 作 功 压 缩 进 气
360~540 进 气 排 气 作 功 压 缩
540~720 压 缩 进 气 排 气 作 功
?其工作循环表如下,
2013-3-2 46
直列四冲程六缸发动机
?曲拐对称布置于三个平面内。
?相邻作功气缸的曲拐夹角为
7200/6=1200。
2013-3-2 47
?发动机工作顺序有 1— 5—
3— 6— 2— 4和 1— 4— 2—
6— 3— 5两种。
2013-3-2 48
1.6
2.5 3.4
1.6
3.4 2.5
1-5- 3-6-2-4 1-4-2-6-3-5
2013-3-2 49
4.前端轴与后端轴
( 1)作用,
前端轴用来安装正时齿轮、皮
带轮及起动爪等;后端轴有凸缘
盘,用来安装飞轮。
2013-3-2 50
( 2)前后端的密封,
曲轴前后端都伸出曲轴箱,为
了防止润滑油沿轴颈流出,在曲
轴前后都设有防漏装置。
2013-3-2 51
常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、
自紧油封、回油螺纹等。
2013-3-2 52
5.曲轴的轴向定位
( 1) 结构,
在某一道主轴承的两侧装止推片。
止推片由低碳钢背和减磨层组成。
2013-3-2 53
( 2) 安装注意:止推片有减磨层的
一面朝向转动件。当曲轴向前窜动
时,后止推片承受轴向推力;向后
窜动时,前止推片承受轴向推力。
2013-3-2 54
( 3)曲轴的轴向间隙的调整:
更换止推片的厚度。
2013-3-2 55
二、飞轮
(一)功用
1、贮存能量:在作功行程贮存能量,
用以完成其它三个行程,使发动机运
转平稳。
2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。
3、将动力传给离合器。
4、克服短暂的超负荷。
2013-3-2 56
(二)构造
1、飞轮为一外缘
有齿圈的铸铁圆盘。
2013-3-2 57
2、有的飞轮上有一
缸上止点记号和点
火提前角刻度线
(汽油机)或供油
提前角刻度线(柴
油机),以便调整
和检验点火正时,
供油提前角和气门
间隙。
0 5
10 15