活塞与活塞环的间隙检查(课堂PPT)

5.活塞的组成
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。
环槽部 （头部）
活塞销孔
（1）活塞顶部
指活塞的顶面，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： （1）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。 （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
④裙部开隔热膨胀槽（“T”形或“∏”形槽），其中横槽 叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。
⑤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。
恒范钢片活塞
镶筒形钢片活塞
⑥ 其它结构
Ⅰ 温控结构 a.喷油冷却 b.隔热膜
连杆中心油道 专设喷油嘴
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。
１）气环的密封原理
气环的三条漏气通道：开口端隙间；环面与气缸壁间；环与环槽 的侧面间。
第一密封面的建立（环与缸壁）
气环在自由状态下，外径＞缸径，装缸后
P0
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
第二密封面的建立（环与环槽侧面）
活塞环在运动时产生惯性力Pj，与
P1
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
F 靠在环槽的上侧或下侧（进气——上侧
面；排气、压缩、做功——下侧面），
形成第二密封面。
封（加强第一密封面第二密封面的压力）
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。
Ⅱ 群部表面的保护（防止拉毛）
镀锡（熔点低）
涂石墨（脆性材料）
表面粗糙化 （沟谷能存润滑油）
Ⅲ 偏置销座
F’p1 Fp1
压缩行程
作功行程
a) 活塞销对中布置
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1-2mm。
F’p1
压缩行程
b) 活塞销偏移布置
作功行程
目的：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声（敲缸）。
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
任务介绍
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。
任务分析
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。
3.要求：
(1)要有足够的刚度和强度，传力可靠； (2)热膨胀系数要小，减小受热时的变形； (3)导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损； (4)质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。
4.材料：
柴油机——高级铸铁或耐热钢，成本低、耐热性好，且 膨胀系数小。 汽油机——高强度铝合金，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。
气环
切口
Δ1
（2）侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一 道气环0.04mm～0.10mm；其它气环0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙 较小，0.025mm～0.07mm。
Δ2
Δ3
（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。
5.气环
第一道环工作条件最差，磨损最快
3.材料与热处理
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。
材料：耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸 铁
热处理：第一道活塞环镀铬或喷钼，其他的镀锡、磷 化或硫化处理
4.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 于环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。 （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。
Ⅳ 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
1.活塞环的功用与分类
活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分。
（1）气环 2-3道，密封、传热、辅助刮油布油作用 （2）油环 1-2道，刮油布油，辅助密封作用
2.工作条件：
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 50000KM～70000KM。
头部
（3）活塞裙部
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 座孔。
功用：在活塞运动的时候起导向作 用，并承受侧压力。
结构：全群式、半拖板式、拖板式 裙部。
全群式
半拖板式
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,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 逐渐减轻。
提高压缩比，常用于二冲程汽油机。 （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
涉，常将活塞顶部作一个凹陷的部分。
（2）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 为环岸。
上面2-3道气环，下面1-2道油环。
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， 经此流回油底壳。
（a）活塞的热膨胀量大于气缸的热 膨胀量，使间隙变小
（b）活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量， 上大下小
（c）群部圆周方向近似椭圆形变化，长 轴沿着销座孔轴线方向。
2）活塞变形的预防措施 ①活塞头部的直径呈上小下大的梯形或截锥体；
②裙部呈椭圆型，长轴垂直于销座孔轴线；
③活塞的加强筋——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。
相关知识
一、活塞连杆组的构造
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。
（一）活塞的构造
1.功用： 1）与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室； 2）承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。
2.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。
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。
（4）活塞变形及应采取措施
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
１）活塞变形的原因及规律