連桿及構(gòu)造

  連桿由小頭、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。

  汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中連桿小頭與活塞銷的連接方式有兩種，即全浮式和半浮式。全浮式活塞銷工作時(shí)，在連桿小頭孔和活塞銷孔中旋轉(zhuǎn)，可以保證活塞銷沿圓周均勻磨損。為了防止活塞銷兩端劃傷氣缸壁，活塞銷擋圈安裝在活塞銷孔外側(cè)。半浮式活塞銷用螺栓將活塞銷夾緊在連桿小頭孔內(nèi)，此時(shí)活塞銷只在活塞銷孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不在小頭孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。小頭孔沒有襯套，銷孔沒有活塞銷擋圈。

  2)連桿桿身

  桿體截面為工字形，剛度大，重量輕，適合模鍛。工字形截面的Y-Y軸在連桿運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)。一些連桿在桿體中加工油道，用于潤(rùn)滑小頭襯套或冷卻活塞。如果是后者，噴油孔必須在小頭頂部加工。

  3)連桿大頭

  連桿頭除了要有足夠的剛度外，還要尺寸小，重量輕，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)可以從氣缸上端取出。連桿頭是分開的，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固。為了使接合面在任何速度下都能緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊扭矩必須足夠大。

  平切口連桿垂直于結(jié)合面和連桿軸，而結(jié)合面和連桿軸成30?！恪?0°夾角為斜切口連桿。平切口連桿大端剛度大，所以大頭孔受力變形小，平切口連桿制造成本低。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用平切口連桿。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿既有平切口，也有斜切口。一般來說，由于曲柄銷的直徑較大，連桿大頭的形狀和尺寸相應(yīng)較大。如果你想在拆卸過程中從氣缸的上端取出連桿體，你必須使用斜切口連桿。連桿蓋安裝在連桿體上時(shí)，必須嚴(yán)格定位，以防止連桿蓋橫向位移。平切口采用連桿螺栓上精密加工的圓柱面和精密加工的螺栓孔。

  4)連桿螺栓

  連桿螺栓在工作過程中承受交變載荷，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能增加連桿螺栓的彈性，在加工過程中應(yīng)精細(xì)加工過渡圓角，以消除應(yīng)力集中，提高其抗疲勞強(qiáng)度。40Cr等連桿螺栓采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成、35CrMo等。經(jīng)過調(diào)整后滾動(dòng)螺紋，表面防銹處理。

  活塞及構(gòu)造

  活塞包括三個(gè)部分：頂部、頭部和裙子。

  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。通過使用凹頂活塞，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)節(jié)。

  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部?；钊^部的加工有用于安裝氣環(huán)和油環(huán)的氣環(huán)槽和油環(huán)槽。油環(huán)槽底部還有回油孔或水平切槽，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槽流回油底殼?；钊^部應(yīng)足夠厚，從活塞頂部到環(huán)槽區(qū)域的斷面應(yīng)盡可能平滑，過渡圓角R應(yīng)足夠大，以降低熱流阻力，方便熱量從活塞頂部通過活塞環(huán)傳遞到氣缸壁，使活塞頂部的溫度不會(huì)過高。在一個(gè)氣環(huán)槽的頂部設(shè)置一個(gè)狹窄的活塞隔熱槽。

  活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)環(huán)槽溫度較高，磨損嚴(yán)重。為了增強(qiáng)環(huán)槽的耐磨性，耐熱護(hù)圈通常鑲嵌在一個(gè)環(huán)槽或一個(gè)環(huán)槽或第二個(gè)環(huán)槽中。在高強(qiáng)化直噴式燃燒室柴油機(jī)中，耐熱護(hù)圈鑲嵌在一個(gè)環(huán)槽和燃燒室的喉口處，以防止喉口因過熱而開裂。

  3)活塞裙部

  活塞頭部以下部分為活塞裙。裙子的形狀應(yīng)該保證活塞在氣缸中得到很好的導(dǎo)向，氣缸和活塞在任何工作條件下都應(yīng)該保持均勻合適的間隙。間隙太大，活塞敲缸;如果間隙太小，活塞可能會(huì)被氣缸卡住。此外，裙子應(yīng)該有足夠的實(shí)際壓力面積來承受側(cè)向力?；钊钩惺芘蛎泜?cè)向力的一面稱為主推力面，承受壓縮側(cè)向力的一面稱為推力面。

  發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，活塞在受熱膨脹時(shí)發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果是活塞裙在活塞銷孔軸線方向的尺寸增加了。因此，為了使活塞工作時(shí)的裙子接近正圓形，并與氣缸相適應(yīng)，活塞裙子的橫截面應(yīng)加工成橢圓形，長(zhǎng)軸應(yīng)垂直于活塞銷孔軸線。現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞都是橢圓形的裙子。

  此外，活塞沿活塞軸線方向的溫度是上高下低，活塞的熱膨脹量自然是上大下小。因此，為了使活塞的裙子在工作時(shí)接近圓柱形，有必要將活塞做成上小下大的圓錐形或桶形。