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1、技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 欢 迎 来 到 活塞环知识培训课堂 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.1发动机的定义 发动机：汽车动力来源 一部转换能量的机器:某种能量 机械能 一、发动机知识介绍 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.2发动机的总体构造 两大 机构曲柄连杆机构 配气机构 五大 系统 供给系 点火系 冷却系 润滑系 起动系 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完 成能量转换的主要运动零件。它由机体组、成能量转换的主要运动零件。它由机体组、 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行活塞连杆组和曲轴飞轮组等组
2、成。在作功行 程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运 动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从 曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气 行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动 转化成活塞的直线运动。转化成活塞的直线运动。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.3发动机的分类 按照所用燃料分类汽油机和柴油机 汽油机：转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低。 柴油机：压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。 技术部培训课
3、件 山东威胜发动机零部件有限公司 按照行程分类四行程发动机和二行程发动机 四行程：曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环。 二行程：曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 按照气缸数目分类单缸发动机和多缸发动机 单缸： 仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机。 多缸：有两个及以上气缸的发动机称为多缸发动机。 按照冷却方式分类水冷发动机和风冷发动机 水冷：利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的。 风冷：利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却
4、介质进行冷却的。 水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 按照进气系统是否采用增压方式分类自然吸气发动机和强制进气(增压式)发动机 汽油机常采用自然吸气式。 柴油机为了提高功率有采用增压式的。 按照气缸排列方式分类单列式发动机和双列式发动机单列式发动机和双列式发动机 单列式：各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成单列式：各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成 倾斜的甚至水平的。倾斜的甚至水平的。 双列式：气缸排成两列，两列之间的夹角双列式：气缸排成两列，两列之间的夹角180(180
5、(一般为一般为90)90)称为称为V V型发动机，若两列之间型发动机，若两列之间 的夹角的夹角=180=180称为对置式发动机。称为对置式发动机。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.4基本术语 1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，通常指活塞上行到最高位置。 2.下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置。 3.活塞行程(S)：上、下两止点间的距离(mm)。 4.曲柄半径(R)：与连杆下端(即连杆大头)相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离(mm)。 曲轴每转一转，活塞移动两个行程。 5.气缸工作容积(h)：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积(L)。 6.发动机
6、排量(L)：发动机所有气缸工作容积之和(L)。 7.燃烧室容积(C)：活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积(L)。 8.气缸总容积(a)：活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积(L)。它等于气缸工作容 积与燃烧室容积之和。 9.压缩比()：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终 了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为911，柴油机的压缩比为 1522。 10.发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程 (进气、压缩、作功和排气)称发动机
7、的工作循环。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.5发动机的工作原理 四冲程发动机的工作原理： 进气行程压缩行程作功行程排气行程 排 气 门 关 闭 进 气 门 开 启 活塞 进气行程进气行程 排 气 门 关 闭 进 气 门 关 闭 活塞 压缩行程压缩行程 进 气 门 关 闭 排 气 门 关 闭 残余 废气 作功行程作功行程排气行程排气行程 排 气 门 打 开 进 气 门 关 闭 活塞 活塞 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机的工作原理 进气门 纯 空 气 喷油器 排气门 瞬时：温度 20
8、00-2500K 压力6-9 MPa 吸气行程压缩行程做功行程排气行程 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 1.6小结: 从前面介绍的发动机的工作原理,大家可以看出曲 柄连杆组在发动机的工作中扮演着重要的角色,但 是应该注意到活塞的头部有着几道沟槽,这就是安 装活塞环,因此活塞环在发动机的工作过程中是扮 演最重要的部件之一. 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 二、活塞环知识介绍 2.1活塞环的作用 可以归纳为以下四点: 1、保持密封2、调节滑油3、导热4、支撑作用 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.1活塞环的作用 保持密封:保持活塞与缸壁之间的密封,控制漏
9、气到最底限度,主要 由气环来承担.目的是提高热效率,防止因漏气引起气缸与活塞或气 缸与环之间咬死.其中第一道环密封约为8090，第二道环10 20，油环密封5。 调节滑油: 发动机在高速运转时活塞和环均处于高压、高温的气体中,为了能 正常的滑动,必须不断的供给滑油.适当的刮落附着与气缸壁的滑油 保持正常的油耗量其中油环控制约7090%的机油，气环控制约10 20%的机油。 导热:通过活塞环向气缸壁散热,一般可达活塞顶部承受热量的70 80%。 支撑作用:活塞直径略小于缸径,没有环,活塞就不能自如的运动.防 止活塞与缸壁直接接触,支撑活塞. 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.2活
10、塞环的各部位名称 棱边、内外表面和侧面的名称 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.3.1闭口间隙 在名义缸径中两开口端之间的距离 在考虑膨胀因素基础上，较小的闭口间隙有利于密封气体和降低 机油消耗 闭口间隙过小导致活塞环卡死而失去功效 过大的间隙导致较大的气体泄漏和机油消耗 2.3.2自由开口 活塞环自由状态下开口两端面的距离 自由开口过小，其安装应力大，不利于安装 自由开口过大，工作应力大，不利于工作 2.3.3环高 较大的环高其刚性好，但惯性力大，但不利于实现环的理想运动。 较小的环高惯性力小，但其刚性较差 环高偏大则侧隙小，因热膨胀或积碳作用，易造成环卡死而失去功效。 环高
11、偏小 侧隙大，易造成气体泄漏和机油上窜。 2.3.4径向厚度 径向厚度过大，背隙变小，环作径向振动时易与活塞槽干涉，同时环体柔性下降， 对缸套的顺应性降低。 径向厚度过小，背隙变大，泄漏通道面积增大，密封性降低，同时热流通道面积变 小，不利于热传导。 2.3活塞环的主要名称 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.3.5锥度： 环外圆与气缸线接触，接触压力大，有利于初期的磨合，由于锥角的 存在 ，上行时有利于布油，下行时有利于刮油。 锥度过大，接触压力过高，其磨损加快，另以方面，背压作用变小，不利于 密封。 锥度过小，接近于矩形环，起不到锥面环应有的作用。 锥角朝下（在环端有向上或T
12、OP等标记）；安装时，不能装反，否则会引起 机油上窜 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。 ： 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.3.6桶面度 在轴向一定测量范围内，环外圆的最高点至最低点之间的径向距离。 桶面环外圆于缸套内圆呈线接触状态，接触压力高，密封性强， 并缩短初期的磨合，以及适应活塞的摆动。 桶面环状有利于形成油楔，大大提高了润滑性能。 桶面度过大不易形成油楔润滑，并导致向上刮油，加大机油消耗 。 桶面度过小，接近于矩形环，起不到桶面环应有的作用。 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.3.7弹力 活塞环实现自张并建立密封面的关键参 数 弹力过小则密封
13、面不易建立，压缩气体、高 温燃气易泄漏造成整机功率下降。另一方面 ，弹力过小会造成机油上窜，导致较高的机 油消耗 弹力过大易导致摩擦面机油过少，油膜厚度 过小甚至油膜破裂，导致磨损加剧，摩擦损 耗大，导致整机功率下降 弹力由径向和切向两种，二者互为关联，一 一对应。 P2 P1 P2=2.63P1 S 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.4结构与密封原理： 2.4.1间隙 发动机型式 单位缸径的闭口间隙 水冷0.003/0.004 风冷及两冲程 0.004/0.005 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.4.2 侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道
14、0.04mm0.10mm ；其它气环0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm； 2.4.3 背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm1mm； 2 2 3 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.5气环的断面形状 气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.5.1各截面形状环的特点 （1） 矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油,产生极高的局部压 力,容易拉缸。 （2） 锥形环:作用略,但是锥角的大小影响机油消耗,试验表明锥角从30变到90,机油 消耗缓慢增加,超过2则急剧增加. 常用的锥角设计为60到90. （3）桶面环:作用略,常用的桶面度选择 技术部培训课件 山东威胜发动机零部件有限公司 2.5.1各截面形状环的特点 （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 1） 特点 具有锥形环的特点； 减小了泵油作用； 作
