活塞的结构
6、活塞连杆组结构
1）活塞环的装配间隙 2）活塞环的泵油作用
3）气环的密封原理
四、活塞销
功用：连接活塞与连杆小头，并将 活塞承受的气体压力传给连杆。
结构特点：空心管状，外表面为圆 柱形，内孔形状有圆柱形、截锥形 和组合形。
卡环 活塞销 连杆衬套
活塞销的连接方式
全浮式：活塞销、连杆小 头和活塞销座都有相对运 动，活塞销能在连杆衬套 和活塞销座中自由摆动， 使磨组成
功用：将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转 变为曲轴对外输出转矩，以驱动汽车车轮转动。 组成：主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴瓦等组成 。
二、活塞
功用：它与气缸盖共同构成燃烧室， 承受汽缸中气体的压力，并通过活 塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。 同时也是燃烧室的组成部分。
组成： 由顶部、头部、裙部组成。 一般采用高强度铝合金制成。
活塞顶部是燃烧室的组成部分，承受高温气体的压力。 可制成平顶、凸顶、凹顶等形状，以促进可燃混合气的形成与燃烧。
活塞头部：第一道活塞槽与最后一道油环槽之间的部分。 特点：加工有环槽，以安装活塞环。
头部
3～4道环槽，油环槽底部有泄油孔或泄油槽。
半浮式：活塞销与活塞销 座或连杆小头之间只有一 者可以自由旋转而另一者 相互固定的连接形式。
五、连杆组
功用:连接活塞与曲轴，将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，将活塞 的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。 组成:连杆小头、杆身和连杆大头（包括连杆盖）三部分组成。
力 活塞
曲轴
连杆
往复运动
旋转运动
集油孔
裙部
活塞裙部：油环槽下端面至活塞最下端的部分，包括销座孔。
简述活塞的结构
简述活塞的结构活塞是一种常见的机械零件，广泛应用于各种发动机、压缩机和泵等设备中。
活塞的结构是由活塞头、活塞杆和活塞腹组成。
活塞头是活塞的顶部，通常是一个圆锥形或圆柱形的凸起。
它的作用是在活塞在缸体内运动时，将燃烧室内的压力转化为活塞的机械能。
活塞头通常由高温合金或铸钢制成，以保证其在高温和高压环境下的稳定性和耐久性。
活塞杆是活塞的连接部分，将活塞头与活塞腹连接起来。
它通常是一个圆柱形的金属杆，一端与活塞头连接，另一端则通过活塞销与连杆相连。
活塞杆承受着活塞在缸体内往复运动时的拉压力，因此需要具备足够的强度和刚性。
常见的活塞杆材料有铸铁、钢和铝合金等。
活塞腹是活塞的中间部分，形状通常是一个圆柱体或圆锥体。
它与缸体内壁形成一个密封的空间，通过活塞在缸体内的往复运动来实现气缸内的工作介质的压缩、燃烧和排放。
为了保证活塞与缸体之间的密封性，活塞腹通常需要与缸体内壁之间形成一个极其精密的配合间隙。
此外，活塞腹还需要具备足够的强度和刚性，以抵抗来自燃烧室内的高温和高压力。
活塞腹通常由铸铁、铝合金或镍基合金等材料制成。
活塞的结构设计和制造工艺对于发动机等设备的性能和可靠性具有重要影响。
合理的活塞结构能够提高发动机的燃烧效率和动力输出，同时减少摩擦损失和热量损失。
传统的活塞结构已经得到了长期的发展和改进，如增加活塞环、采用镀铬技术、优化活塞形状等，以提高活塞的密封性、降低摩擦和磨损。
随着技术的进步和发动机的应用领域的不断扩展，一些新型活塞结构也开始得到广泛关注和应用。
例如，采用陶瓷材料制造的活塞能够提高活塞的耐磨性和热稳定性，从而延长发动机的使用寿命。
另外，采用轻质材料制造的活塞可以减轻发动机的重量，提高整车的燃油经济性。
活塞作为一种重要的机械零件，其结构设计和制造工艺对于发动机等设备的性能和可靠性具有重要影响。
通过合理的结构设计和制造工艺，可以提高活塞的密封性、降低摩擦和磨损，从而提高发动机的效率和可靠性。
活塞的结构组成
活塞的结构组成嘿，朋友们！今天咱来聊聊活塞的结构组成，这可真是个有意思的玩意儿啊！你看那活塞，就像个勤劳的小蜜蜂，在发动机里不知疲倦地工作着。
它主要由活塞头、活塞环和活塞销这几个部分组成。
先说这活塞头吧，那可是活塞的“大脑袋”呀！它要承受高温高压的气体冲击，就像一个勇敢的战士，在战场上冲锋陷阵。
它的形状和尺寸可是经过精心设计的，得保证能和气缸完美配合，不然咋能高效工作呢？这就好比你去参加舞会，得找双合脚的鞋子，才能尽情跳舞不是？再看看活塞环，这玩意儿就像一道道防线。
它有气环和油环，气环是为了防止气体泄漏，油环呢，则是负责把机油均匀地分布在气缸壁上，起到润滑的作用。
这活塞环就像是家里的门锁和窗户密封条，得把该挡的挡在外面，该留的留在里面。
你说要是没有它们，那活塞还不得乱了套呀！还有那活塞销，这可是连接活塞和连杆的关键部件。
它就像一条纽带，把两个重要的部分紧紧地连在一起。
没有它，活塞和连杆就没法齐心协力地工作了，那不就成了一盘散沙啦？这几个部分相互配合，共同组成了活塞这个神奇的小玩意儿。
它们就像是一个团队里的不同角色，各自发挥着自己的作用，为了让发动机这个“大家伙”能顺畅运转。
想象一下，如果活塞头不够结实，被高压气体给冲坏了，那会怎么样？或者活塞环失效了，机油乱流，那发动机还不得出大问题呀！所以说呀，活塞的结构组成可真是太重要啦！咱平时开车的时候，可得好好爱护发动机，让活塞能好好工作。
定期保养，给它换上合适的机油，就像给人补充营养一样。
这样，活塞才能长久地为我们服务，带着我们在马路上飞驰。
总之，活塞的结构组成虽然看起来不复杂，但每个部分都有着至关重要的作用。
它们就像是一个默契的团队，共同为了发动机的高效运转而努力。
咱可得好好了解了解它们，这样才能更好地和我们的爱车相处呀！。
活塞结构
"全浮式"
"半浮式"
四、连杆
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。
组成： 连杆组由连杆体、 连杆盖、连杆螺栓 和连杆轴瓦等组成。
１、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。
梯形环 抗结胶性好，加工困难，精度要求高
凸圆弧加工困难，适应性好；良好润 桶面环 滑；密封性好；磨合性好
示意图
扭曲环原理
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
应 用 广 泛 泵油
注不 意宜 安作 装第 方一 向道 。环
。
反注 扭意 曲安 环装
油主 机要 的用 第于 一强 道化 环柴
泵油
气环泵油作用:
•足够的强度
要求
•刚度
•韧性
•耐磨性
•重量轻
活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔 的连接
"全半浮式"安装，的当特发点动是机活工塞作中时部，与活连塞杆销小、头连采杆 用小紧头固和螺活栓塞连销接座，都活 有塞相销对只运能动在，两这端样销，座活内塞作销自能由在摆连动杆，衬而套和和连活杆塞 小销头座没中有自相由对摆运动，。 使活磨塞损销均不匀会。作这轴种向安窜装动方，式不应需用要较锁广片泛。。小轿车上应用较多。
气环
气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径， 它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封 面，气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用2道气环， 柴油机一般多采用3道气环。
侧隙
发动机构造与维修-活塞连杆组
课题3
活塞连杆组的结构与维修
图3-31 连杆组
1－连杆衬套；2－连杆小头； 3－杆身；4－连杆螺栓；5－连杆大头；6－连杆轴瓦； 7－连杆盖；8－轴瓦上的凸键；9－凹槽
课题3
活塞连杆组的结构与维修
连杆盖与连杆大头的装配标记
图3-32 连杆配对标记
课题3
活塞连杆组的结构与维修
柴油机的负荷较大，连杆的受力也大，连杆大头的尺寸 往往超过气缸直径。为使连杆大头能通过气缸，便于拆装， 一般都采用斜切口。斜切口的连杆常用的定位方法有止口定 位、套筒定位、锯齿定位和定位销定位等。如图3-33所示。
a）平顶；b）凸顶；c）凹顶；d）成形顶
2）活塞头部 活塞头部是最下边一道活塞环槽以上的部分， 主要用来安装活塞环，以实现对气缸的密封，同时 将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
课题3
活塞连杆组的结构与维修
3）活塞裙部 自油环槽以下的部分称为活塞裙部，其作用是 为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。 在常温下，活塞裙部截面形状呈椭圆形，如图 3-13所示。活塞裙部直径上小下大。如图3-14所示。
课题3
活塞连杆组的结构与维修
现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分 开式薄壁轴承（图3-34）。
图3-34 连杆轴承
1-缸背；2-油槽；3-定位凸键；4-减磨合金层
课题3
活塞连杆组的结构与维修
2、V型发动机的连杆布置形式 （1）并列连杆式 左右两列气缸的连杆一前一后装在同一连 杆轴颈上。优点是连杆可以通用，两列气缸的活塞连杆组运 动规律相同。缺点是两列气缸要在轴向错开一段距离，致使 发动机的长度增加。曲轴的长度增加，刚度降低。 （2）主副连杆式 一列气缸采用主连杆，其大头直接安装 在连杆轴颈的全长上，另一列气缸的连杆为副连杆，其大头 与对应的主连杆大头上的两个凸耳作铰链连接。优点：不会 增加发动机的长度，缺点是主副连杆不能互换。 （3）叉形连杆式 一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连 杆的厚度较小的片形大头两端。优点是：两列气缸中的活塞 连杆组的运动规律相同；左右对应的两气缸轴心线不需要在 曲轴轴向上错位。缺点是叉形连杆大头结构和制造较复杂， 大头的刚度也不高。
现代汽车构造 任务3.3 活塞连杆组
五 、连杆轴承 安装在连杆大端孔中的连杆轴承是分开式的 薄壁滑动轴承（图3-9）。轴承是在厚1～3mm的 薄钢背的内圆面上浇铸0.3～0.7mm厚的减磨合金 层，为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向 移动，在连杆轴承的分开面上有两个定位凸键， 装配时这两个凸键分别嵌入连杆大端和连杆盖上 的相应凹槽中。连杆轴瓦的内表面上还加工出油 槽，以贮油保证润滑。
油环：刮除气缸壁上多余的润滑油，并在气 缸壁上铺涂一层均匀的润滑油膜，既可以防止润 滑油窜入气缸燃烧， 又可以减少活塞、活塞环与 气缸壁的磨损和摩擦阻力。同时也起到气缸的 辅 助密封作用。 材料：合金铸铁,表面经耐磨处理。 油环分为普通油环和组合式油环（图3-12a）
图3-12（a）油环
发动机工作时，活塞和活塞环会发生膨胀。 因此，活塞环安装在气缸内应有开口间隙，与环 槽之间应有侧隙和背隙（图3-12b)。
2-活塞头部 3-活塞环 4-活塞销座 6-活塞销环 7-活塞裙部 8-加强筋
有的汽油机活塞裙部，开有“门”形槽或 “T形槽；有的活塞是全裙式的，有的活塞是 拖板式的（图3-11）。
图3-11
活塞裙部的构造
二、 活塞环 分类： 活塞环分为气环和油环两种。 功用： 气环：保证活塞与气缸壁间的密封， 防止 气缸中的高温、高压燃气漏入曲轴箱，同时还将 活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却 液带走。
任务3.3 活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销杆组
一、活塞 功用：承受气缸中燃气压力，并将此力通 过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。 材料：目前广泛采用铝合金活塞材料。 构造：顶部、头部和裙部（图3-10）。
图3-10 活塞结构剖视图
1-活塞顶部 5-活塞销
图3-12（b）活塞环间隙 1-气缸；2-活塞环；3-活塞 △1-端隙；△2-侧隙；△3-背隙
活塞(构造)
3、活塞结构
活塞组成
顶部 头部 裙部
（1）活塞顶部 活塞顶部是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。
汽 油 机 活 塞 的 顶 部
结构简单，加 工方便，受热 面积小，广泛 采用。 顶部刚度大， 质量较小，顶 部温度高，适 用于二冲程发 动机 可用来调整发动 机压缩比，改善 燃烧 室形状，顶 部受热大，易形 成积碳，加工困 难。 一般用于 二冲程发 动机
活塞结构改进措施
受活塞结构的影响，为保证热态下活塞裙部 的圆筒形状，以便能够与气缸很好地贴合，不至 于被卡住或拉伤，需要将活塞裙部的径向外形设 计加工为椭圆形状，其长轴在垂直于销座孔中心
线平面内，短轴在销座孔中心线平面内，且椭圆
度在不同的轴向位置是变化的；而活塞长轴轴向 轮廓设计加工为上小下大、到底部再小的中凸形 状，这种外圆形状称为中凸变椭圆。
（4）活塞销座 • 将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆
活塞销座
课堂小结
1、活塞的作用
2、活塞的结构（顶部、头部、裙部）
谢谢聆听
敬请批评指正
（2）活塞头部
位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。
作用： 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、
2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，
3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。 4、活塞头部的环槽装有气环，一般为2～3道；下 面的环槽装有油环1～2道。
（3）活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：1、对活塞在气缸内的往复运动起导向作用； 2、并承受侧压力。
讲授新课活塞连杆组的组成源自活塞环活塞销活塞
连杆 连杆轴瓦
一、活塞
1、作用 承受气缸中的气体压力，并将此力通过活 塞销传给连杆，以推动曲轴旋转；活塞顶部与 气缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。 思考1：为了满足 2、工作条件 高温、高压、高速、化学腐蚀； 承受气体压力和往复惯性力
活塞介绍
活塞的基本结构
活塞的基本构造可分为顶部、头部和裙部三部分： 1. 活塞顶部：活塞顶部的形状与选用的燃烧室形式有 关。汽油机活塞顶部多采用平顶，其优点是吸热面 积小，制造工艺简单。有些汽油机为了改善混合气 形成和燃烧而采用凹顶活塞。凹坑的大小还可以用 来调节发动机的压缩比。 2. 活塞头部：活塞头部是活塞环槽及以上部分。其主 要作用有：a.承受气体压力，并传递给连杆；b.与 活塞环一起实现气缸的密封；c.将活塞顶部所吸收 的热量通过活塞环传递给气缸壁。
4
3.活塞裙部：活塞裙部是指从油环下端面到活塞底面 的部分。其作用是为活塞在缸内作往复运动导向和 承受侧压力。 由于活塞在工作时产生的机械变形和热变形，使得 其裙部断面变成长轴在活塞销方向生的椭圆。因此 为了使活塞在正常工作温度下与气缸壁之间保持比 较均匀的间隙，以免在气缸内 活塞 销孔 卡死或引起局部磨损，必须预 先在冷态下把活塞加工成裙部 断面为长轴垂直与活塞销方向 的椭圆形。
裙部椭圆量 精车外圆 外径轮廓形状
头部及环岸对活塞轴线同轴度 同轴度差 表面粗糙度 销孔直径 销孔粗糙度 精镗销孔 销孔偏心距 销孔倾斜度 称重 称重，重量分组 偏心距不符 倾斜度过大 称重不准确 硬度偏低 活塞硬度 活塞硬度检测 同一活塞的硬度差 硬度偏高 硬度差偏大 粗糙度过大 尺寸不符 粗糙度过大
10
工艺流程
熔炼 精炼 保温 浇铸 铣冒口 热处理
钻销座油孔及倒角
精镗销孔
粗镗销孔
精车止口
粗车外圆及顶面
粗车止口
钻直油孔
精车活塞环槽
精车顶面及燃烧室
铣气门坑
车外口
铣减压腔
称重
刻印标记
去毛刺、清洗、吹干
精镗销孔外径测定源自精车外圆印刷树脂树脂干燥、烧成
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A：实物图片展示，让学生了解活塞顶部、环槽部的结构；
B：图片、动画展示，让学生了解各种作用在活塞上的力及热膨胀的对活塞变形的影响，从而了解整个活塞及活塞裙部的形状结构特点。
学生动手能力培养，分组测量
课下作业
叙述活塞结构
教学反思
课题名称
活动二***
年级
***
指导教师
***
教室
***
课型
***
课时
***
教学分析
教学目标
教学重难点
【教学重点】
【教学难点】
教学方法
教学资源
教学过程
阶段
教师活动
学生活动
学时
课下作业
教学反思
教学重难点
【教学重点】活塞裙部圆柱度及圆度的测量部位、方法
活塞连杆组在气缸中安装时的正确朝向
活塞结构的特殊性及其原因
【教学难点】燃气压力、活塞销的支承反力、热膨胀对活塞变形的作用
教学方法
讲授法，示范教学法
教学资源
1.具有挂图、投影、多媒体、实物等常规教学设备。
2.运用现代教学手段。
教学过程
教学内容
教学活动
3.材料
汽车发动机广泛采用铝合金，具有质量小，导热性好，热膨胀系数大。
组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.结构
分为顶部、环槽部、裙部。
•活塞的结构：顶部、环槽部、裙部、活塞销座孔[设计意图：实物图片、动画演示、从看中学
•实物、图片、动画展示：让学生了解活塞销座孔的结构，动画展示活塞销座孔偏置时活塞的换向过程。
三.实践
教师示范测量：教师用千分尺示范测量活塞裙部的圆柱度、圆度及活塞配缸间隙测量部位。
教学目标
知识目标：1、了解活塞的作用、材料。
2、了解活塞的顶部、环槽部和裙部销座孔的结构。
3、掌握活塞裙部圆柱度及圆度的测量方法。
4、掌握测量活塞与气缸装配间隙时活塞裙部的测量位置。
技能目标：会用千分尺测量活塞裙部的圆柱度、圆度
情感目标：通过理论与实践的结合，使学生认识到理论的必要性，通过引导学生参与与分析问题和解决问题的过程，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情、增强自信心。
课程名称
汽车发动机构造与维修
课题名称
活塞的结构
年级
一年级
指导教师
薛旭东
教室
多媒体教室、实训室
课型
理论及实践课
课时
2
教学分析
本次课选自高教版中职教材《汽车发动机构造与维修》，该课程是汽修专业的主专业课之一，通过学习为以后汽车发动机的维修打下了良好的基础。
活塞是发动机中极其重要零件之一，也是发动机中磨损最快的零件之一，学生对活塞结构的学习理解将对曲柄连杆机构的维修产生很大的影响，有利于以后发动机故障的检测和排除。
备注
一.导入新课
姚明在NBA休斯顿火箭队打球，NBA另外一支球队位于美国汽车城底特律，球队名为底特律活塞队。那么活塞在汽车发动机中有何作用，它的结构又是怎样的呢？
二.新课讲授
活塞的作用、工作条件、材料
1.概念
活动的塞子。
2.功用
与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;
承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。