发动机教案5.docVIP

山西省农业机械化学校教案 授课日期 2013、9、23 时间分配 复习提问 5　　分钟 所需学时 4 内容讲授　　　分钟 累计学时 课堂小结　5　　分钟 课　　　　　题： 项目二 曲柄连杆机构的构造与检修 任务3 活塞环与活塞销的构造与检修 教　学　目　的： 1、掌握活塞连杆组的组成；掌握活塞环的结构和密封原理。 2、掌握活塞连杆组的正确拆装；掌握活塞环的检测 教　学　重　点： 活塞环的拆装与检测 教　学　难　点： 活塞环的密封原理 教学方法及教改手段： 理实一体教学 教　学　用　具： 丰田-5A解剖发动机；农用车柴油发动机 教材分析及教学内容： 任务3 活塞环和活塞销的检测 回忆前面的内容导入新课： 活塞连杆组是发动机的传动件，它把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销及连杆等组成。如图 相关知识 一、活塞环 活塞环安装在活塞环槽内，其作用是密封活塞与气缸壁之间的间隙，防止窜气，同时气环还起刮油、布油的辅助作用，使活塞往复运动更圆滑。活塞环按其功用可分为气环和油环两类。 1、气环： 气环也叫压缩环。 作用： （1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁； （3） 辅助刮油、布油。 一般汽油机设有2道气环，而柴油机由于压缩比高，常设有3道气环。通常在保证密封的前提下，尽可能减少环数。 密封原理： （1） 第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径＞缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。 （2） 第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。 （3） 气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。 这样，由切口相互错开的几道气环所构成的“迷宫式”封气装置，就足以对气缸中的高压燃气进行有效的密封。 ?气环的密封原理1-第一密封面；2-第二密封面；PA-第一密封面的压紧力；PB-第二密封面的压紧力；P-气缸内气体压力；P1-环侧气体压力；P2-背压力； P0-环的弹力； Pj-环的惯性力；F-环与缸壁的摩擦力 活塞环的间隙 发动机工作时，为保证气缸的密封性，防止环卡死在缸内或胀死于环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。如图所示： （1） 端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm； （2） 侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04mm～0.10mm；其它气环一般为0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025mm～0.07mm； （3） 背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。一般为0.5mm～1mm。油环的背隙较气环大，目的是增大存油间隙，以利于减压泄油。 图2-37 ?活塞环的间隙1-气缸；2-活塞环；3-活塞；△1-开口间隙；△2-侧隙；△3-背隙 活塞环的泵油作用及危害原因： （1）存在侧隙和背隙； （2） 环运动时在环槽中靠上靠下。 现象：当活塞带着环下行（进气行程）时，环靠在环槽的上方，环从缸壁上刮下的润滑油充入环槽下方；当活塞又带着环上行（压缩行程）时，环又靠在环槽的下方，同时将油挤压到环槽上，如此反复，就将润滑油泵到活塞顶。 图2-41 ?活塞环的泵油作用 危害： （1）增加了润滑油的消耗；（2） 火花塞沾油不跳火；（3） 燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；（4） 环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；（5） 加剧了气缸的磨损。 气环的断面形状： 气环按断面形状有以下几种类型：矩形环、锥面环、扭曲环、梯形环和桶面环。如图所示： 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 （1） 矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。（2） 锥形环 1）特点：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。 2） 安装注意：锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）； 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。 （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。 1） 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。 图2-44 ?扭曲环的作用原理a)矩形环；b)扭曲环