活塞结构PPT

第四章液压缸(双活塞液压缸)ppt课件

缸筒固定式双活塞杆液压缸，活塞杆带动工作台运动，工作台移动范围等于活塞有效行程的3倍，占地面积大；活塞固定式双杆活塞缸，缸筒带动工作台运动，工作台移动范围等于活塞有效行程2倍，占地面积小。
.
2
因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度V和推力F分别为：
vqAv (D42qd2)v （4.1）
F4(D 2d2)p (1p2)m （4.2）
式中:
p 1、 p 2 —分别为缸的进、回油压力；
、 v m —分别为缸的容积效率和机械效率； D 、d —分别为活塞直径和活塞杆直径；
q —输入流量； A—活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
4.1.1 活塞式液压缸
活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
4.1.1.1 双杆活塞液压缸
双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如下图所示。
q P1
A
F
v
P2
(a)缸筒固定式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
1
F
Av
P2 P1 q
(b)活塞杆固定式
.
3

液压缸的典型结构【优质PPT】

4
5
3 2 1
(a)
(b)
10 11 12
8
7
9
6
(c)
(d)
图4-10
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4.2.3液压缸的密封
液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A
A
放大
60 °
0.3
图4-11
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2）启闭特性启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。一般用溢流阀稳定工作时的压力－流量特性来描
述别，为如直图动5式-5溢所流示阀。和图先中导p式s为溢溢流流阀阀的的开调启定压压力力。，pk、p′k分
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3）卸荷压力
当先导式溢流阀的远程
qn q
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数如下：
1．公称通径公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀进出油口相连接的油管规格应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于其额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。
2．额定压力液压阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，
实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受其功率极限的限制。
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12
3
11 10 9
8 P
K
遥控口 K 4
5 6 7
T (a)
进油口 P
出油口 T (b)
图5-3 15
11
遥控口 2
P1

活塞原理分析和讲解

2、活塞的冷却
按有无专门冷却介质冷却可分为：淡水、滑油冷却式活塞和非冷却式活塞。
冷却活塞－－轴向散热型使用冷却介质对活塞内腔进行强制冷却
结构特点：1.顶部薄壁 2.顶部内腔过渡圆角较小 3.隔热环（有时） 4.活塞或十字头上安装有冷却液输送机构运用－－大中型柴油机

活塞的冷却方式大致有三种：

二、活塞的要求和材料
常用材料

合金铸铁铝合金球墨铸铁耐热合金钢。
具有更高的机械强度。在强载柴油机中，常用这种材料制成薄壁式的活塞结构，以增加其承受热负荷的综合能力。

耐热合金钢一般用作组合式活塞的头部材料。

•三、柴油机活塞的组成
和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构特点
筒形活塞

活塞本体活塞环活塞销

合金铸铁铝合金球墨铸铁耐热合金钢。
密度小，铝合金活塞比铸铁的要轻 30%～50%，因而能相应地减小活塞组的往复惯性力，因此高速柴油机的活塞广泛采用铝合金材料。缺点：铝合金材料的热强度较差，热膨胀系数较大。与气缸套的冷态配合间隙要比铸铁的大一倍左右，在冷车启动和低负荷运转时，将加剧活塞对气缸套的撞击。
活塞组的工作条件
受力－－气缸内气体作用力P、高速往复运动质量所产生的往复惯性力 Pj、以及连杆倾斜时所产生的侧推力PH的周期性作用。受热－－高温燃烧气体的周期加热。长时间在高温状态下工作，不仅使活塞材料的强度降低，同时，活塞组靠近燃烧室的部分也将产生热变形和很大的热应力。受摩擦－－在侧推力作用和润滑不良的条件下进行高速往复运动，使活塞组产生较大的摩擦损失和磨损。同时，周期性改变方向的侧推力也必将使活塞不断撞击气缸套，引起活塞变形和气缸套振动。

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

绘制活塞零件图完美版PPT

尺寸公差要求
1、销孔直径大于18mm，其直径公差为IT5 汽车活塞是用来承受气体压力，并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成局部。
〔1〕活塞头部尺寸测量
测其量他活要塞求〔的教的材H形料状：5和P1〕位72置公，差销孔直径小于或等于18mm，其直径公差为IT6〔H6〕。 2、按国家制图标准绘制连杆杆身零件图
谢谢观看
1、裙部外圆外表Ra值为1. 2um〔车削加工为Ra2.
120mm，其直接公差为0.06mm。 1、按国家标准设置比例、图幅等根底环境。
〔1〕对活塞的结构进行了解和分析
形状和位置公差要求
裙部内外表轴线对裙部轴线的同轴度
壁厚/mm ≤3 >3~5
同轴度 φ0.4 φ0.5
壁厚/mm >5
同轴度 φ0.7
根据草图绘制零件图
1、按国家标准设置比例、图幅等根底环境。根据实际情况选定1:1的比例；选图幅：A3纸 2、按国家制图标准绘制连杆杆身零件图画底稿、描深、标注尺寸和写技术要求、填写标题栏、全面审核
活塞的技术要求
1、要有足够的强度、刚度、质量小、重量轻，以保证最小惯性力 2、导热性好、耐高温、高压、腐蚀，有充分的散热能力,受热面积小 3、活塞与活塞壁间应有较小的摩擦系数 4、温度变化时，尺寸、形状变化要小，和汽缸壁间要保持最小的间隙 5、热膨胀系数小，比重小，具有较好的减磨性和热强度
测量活塞的形状和位置公差
1.使用外径千分尺或椭圆度检验仪测量裙部椭圆度 2.使用壁厚钱千分尺测量裙部圆周壁厚差 3.测量裙部内外表轴线对裙部外外表轴线的同轴度 4.测量活塞环槽上、下两平面各素线对裙部周线的垂直度
测量活塞的形状和位置公差

汽车构造-第二章(简化)

往复惯性力和离心力

往复惯性力方向与加速度方向相反活塞向下运动时，其方向为前半行程朝上，后半行程向下。曲轴每转一圈，活塞在气缸上半部时，往复惯性力总向上；活塞在气缸下半部时，往复惯性力总向下。 Fj=-m j〃j mj——活塞组及连杆作往复运动部分的质量大小、方向呈（一般等于连杆总重的20% ～ 30%）周期性变化 j—活塞加速度 Fj沿气缸中心线作用在活塞销上，通过连杆和曲轴传到内燃机机体和机架上，引起内燃机振动。离心惯性力 Fc=-m j〃 ω 2〃r ——（大小恒定，方向由连杆轴颈圆心指向外） Fc始终沿曲柄臂方向并垂直于曲轴轴线向外，此力主要由曲轴主轴承承受。
丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装卸顺序
第三节
1、连杆 2、连杆衬套 3、连杆轴瓦 4、连杆端盖 5、螺栓 6、定位销 7、活塞销 8、档圈 9、活塞 10、油环 11、气环 12、气环 13、气环
活塞连杆组
1.活塞
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成
（1）功用 : ① 承受燃气压力，并通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转 ② 活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室（2）工作条件：高温、高压、高速、润滑不良。活塞直接与高温气体接触，温度分布不均匀，瞬时高达2000℃以上；活塞顶部承受压力很大，作功行程最大压力高达6～9MPa，使活塞承受较大冲击，并承受侧压力作用；活塞在缸内以高速(8～12米/秒)往复运动，速度不断地变化，惯性力很大，使活塞受很大的附加载荷。（3）要求：（1）活塞质量小 —— 往复惯性力小（2）热膨胀系数小 —— 冷态装配间隙小，减轻敲缸现象（3）导热性好 —— 减轻热负荷，第一环槽不易积碳，活塞顶不热裂（4）耐磨 —— 环槽与裙部不易磨损（5）耐高温 ——机械强度不会随温度有较大变化（6）足够刚度和强度 —— 销座不会弯曲变形；活塞顶不会压碎

活塞环

斜切口力的定位方法
止口定位
工艺简单，外形尺寸大，定位不可靠
套筒定位
定位可靠，加工复杂
锯齿定位
贴合紧密，定位可靠结构紧凑
斜切口连杆定位
4. V型发动机连杆结构
主副连杆并列连杆叉形连杆
环的特点。 3、V型发动机连杆的布置方式有哪几种？各
有何特点？
3）锥面环
锥面环特点
环的外圆面为锥面，理论上为线接触。
工作过程
活塞下行：能刮油活塞上行：锥面油楔作用浮起，减
少磨损，不泵油
扭曲锥面环
扭曲环的外圆面为锥面正反扭曲锥面环
4）梯形环
梯形环特点
断面为梯形，抗粘结性好，避免环被粘结而折断
侧向力换向活塞左右摆动时，梯形环的侧隙发生变化，将环槽中的胶质挤出
半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车
四、连杆组
连杆组成与功用连杆工作条件与材料连杆结构（※） V型发动机连杆结构
1. 连杆组成与功用
连杆衬套
连杆体
连杆螺栓
连杆轴承上轴瓦
连杆轴承下轴瓦
连杆盖
连杆螺栓
连杆组成与功用
力
活
曲
塞
轴
连
杆
往复
旋转
运动
运动
2. 连杆工作条件与材料
复杂的平面运动
受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷
具有足够抗疲劳强度和结构刚度
质量应尽可能小
连杆体连杆盖
连杆螺栓
优质中碳钢或中碳合金钢
优质合金钢
如45、42CrMo 40Cr 、40MnB