連桿及構(gòu)造

  連桿由小頭.由桿體和大頭組成。

  1)連桿小頭

  小頭的結(jié)構(gòu)形狀取決于活塞銷的大小及其與連桿小頭的連接方式。

  在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，連桿頭和活塞銷之間有兩種連接方式，即全浮式和半浮式。全浮動(dòng)活塞銷工作時(shí)，在連桿頭孔和活塞銷孔中旋轉(zhuǎn)，以確?；钊N沿圓周均勻磨損。為了防止活塞銷兩端劃傷氣缸壁，在活塞銷孔外側(cè)安裝活塞銷擋圈。半浮動(dòng)活塞銷用螺栓將活塞銷夾在連桿頭孔中。此時(shí)，活塞銷只在活塞銷孔中旋轉(zhuǎn)，而不在小頭孔中旋轉(zhuǎn)。小頭孔未配備襯套，銷孔未配備活塞銷擋圈。

  2)連桿桿身

  桿體截面為工字形，剛度高.質(zhì)量輕.適用于模鍛。工字截面Y-Y軸在連桿的移動(dòng)平面上。有些連桿在桿體內(nèi)加工油道，用于潤(rùn)滑小頭襯套或冷卻活塞。如果是后者，則必須在小頭頂部加工一個(gè)噴油孔。

  3)連桿大頭

  除了足夠的剛度外，連桿頭還應(yīng)具有較小的外形尺寸和重量輕。拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可從氣缸上端取出。連桿的大頭被分割，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固。為了使結(jié)合面在任何轉(zhuǎn)速下緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。

  平切口連桿垂直于連桿軸線，結(jié)合面與連桿軸線成30°～60°夾角為斜切口連桿。平切口連桿的大端剛度較大，因此大頭孔的應(yīng)力變形較小，平切口連桿的制造成本較低。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用平切口連桿。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿既有平切口又有斜切口。一般來說，由于曲柄銷的直徑較大，連桿大頭的形狀尺寸相對(duì)較大。為了在拆卸過程中從氣缸上端取出連桿，必須使用斜切口連桿。當(dāng)連桿蓋安裝在連桿體上時(shí)，必須嚴(yán)格定位，以防止連桿蓋橫向移位。平切口連桿采用連桿螺栓上部精密加工的圓柱面和精密加工的螺栓孔，實(shí)現(xiàn)連桿蓋的定位。斜切口連桿的連桿螺栓由于剪切力大，容易發(fā)生疲勞損傷。因此，應(yīng)采用能承受橫向力的定位方法。

  4)連桿螺栓

  連桿螺栓在工作過程中承受交變荷載，因此應(yīng)盡量增加連桿螺栓的彈性，在加工過程中，消除應(yīng)力集中，提高其抗疲勞強(qiáng)度。連桿螺栓由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，如40Cr.35CrMo等等。經(jīng)過調(diào)整后，滾動(dòng)螺紋，表面進(jìn)行防銹處理。

  活塞及構(gòu)造

  活塞由頂部.頭部和裙部等三部分組成。

  1)活塞頂部

  汽油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部的形狀與燃燒室的形狀和壓縮比有關(guān)。大多數(shù)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用平頂活塞，加熱面積小，加工簡(jiǎn)單。發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以通過改變活塞頂部凹坑的大小來調(diào)整。

  2)活塞頭部

  從活塞頂部到油環(huán)槽下端面之間的部分稱為活塞頭。氣環(huán)槽和油環(huán)槽安裝在活塞頭上。在油環(huán)槽活塞頭的加工。油環(huán)槽底部還有回油孔或水平切割槽。油環(huán)從氣缸壁上刮下的多余機(jī)油通過回油孔或水平切割槽流回油底殼?；钊^應(yīng)足夠厚，從活塞頂部到環(huán)槽區(qū)域的截面變化應(yīng)盡可能平滑。過渡圓角R應(yīng)足夠大，以降低熱流阻力，并便于熱量從活塞頂部通過活塞環(huán)傳遞到氣缸壁，從而使活塞頂部的溫度不會(huì)過高。在一個(gè)氣環(huán)槽上方設(shè)置一個(gè)狹窄的隔熱槽作用是將熱流從活塞頂部傳遞到一個(gè)活塞環(huán)，從而使部分熱量從第二個(gè)傳遞.三個(gè)活塞環(huán)出來，輕一個(gè)活塞環(huán)的熱負(fù)荷，改善其工作條件，防止活塞環(huán)粘結(jié)。

  活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的要因素。在高強(qiáng)度發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)環(huán)槽溫度高，磨損嚴(yán)重。為了提高環(huán)槽的耐磨性，通常在一個(gè)環(huán)槽或一個(gè)環(huán)槽.耐熱護(hù)圈鑲嵌在二環(huán)槽中。在高強(qiáng)化直噴式燃燒室的柴油機(jī)中，在一環(huán)槽和燃燒室的喉部鑲嵌耐熱護(hù)圈，以保護(hù)喉部不因過熱而開裂。

  3)活塞裙部

  活塞頭部以下的部分是活塞裙。裙子的形狀應(yīng)確?；钊跉飧字械玫搅己玫囊龑?dǎo)，氣缸和活塞在任何工作條件下都應(yīng)保持均勻.適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙太大，活塞敲擊氣缸;如果間隙太小，活塞可能會(huì)被氣缸卡住。此外，裙部應(yīng)有足夠的實(shí)際承壓面積來承受側(cè)向力?；钊共砍惺芘蛎泜?cè)向力的一側(cè)稱為主推力面，壓縮側(cè)向力的一側(cè)稱為次推力面。

  當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞在氣體力和橫向力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，而活塞在熱膨脹時(shí)也發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果是增加了活塞銷軸方向的活塞裙的尺寸。因此，為了使活塞裙接近正圓，適應(yīng)氣缸，活塞裙的橫截面應(yīng)加工成橢圓，長(zhǎng)軸垂直于活塞銷孔軸。現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞都是橢圓形的裙子。

  此外，沿活塞軸線方向的活塞溫度高低不一，活塞的熱膨脹自然大小不一。因此，為了使活塞在工作時(shí)的裙子接近圓柱形，活塞必須做成圓錐形或桶形，上小下大。