連桿和結(jié)構(gòu)

連桿由小頭，桿身和大頭組成。

1)連桿小頭

小頭的結(jié)構(gòu)形狀取決于活塞銷的尺寸及其與連桿小頭的連接

汽車發(fā)動機連桿小頭與活塞銷的連接方式有兩種，即全浮動式和半浮動式。全浮動活塞銷工作時，在連桿小頭孔和活塞銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，可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，活塞銷孔外安裝有活塞銷擋圈。半浮動活塞銷通過螺栓卡在連桿的小頭孔中，然后活塞銷只在活塞銷孔中轉(zhuǎn)動，而不在小頭孔中轉(zhuǎn)動。小頭孔中沒有襯套，銷孔中沒有活塞銷擋圈。

2)連桿桿身

桿身斷面呈工字形，剛性高，重量輕，適合模鍛。工字形截面的Y-Y軸在連桿的運動平面內(nèi)。一些連桿在桿身加工有油道，用于潤滑小頭襯套或冷卻活塞。在后一種情況下，噴油孔必須在小頭頂部加工

3)連桿大端

連桿大端除了要有足夠的剛度外，還應尺寸小、重量輕，在拆卸發(fā)動機時可以從氣缸上端取出。連桿大端分體，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固。為了使接合面在任何轉(zhuǎn)速下都緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。

連接平面垂直于連桿軸線，而連接平面與連桿軸線形成30 ~ 60的夾角。平切連桿的大端剛度較大，因此大端孔的變形較小，平切連桿的制造成本較低。汽油機都使用平切連桿。柴油機連桿既有平切又有斜切。由于一般柴油機曲柄銷直徑較大，連桿大端的整體尺寸也相應較大。如果拆卸時可以從氣缸上端取出連桿，則必須采用帶斜切口的連桿。連桿蓋裝配在連桿體上時，必須嚴格定位，防止連桿蓋側(cè)向位移。平切連桿利用連桿螺栓上精密加工的圓柱面和精密加工的螺栓孔實現(xiàn)連桿蓋的定位。斜切口連桿的連桿螺栓由于剪切力大，容易疲勞失效。因此，應采用能承受側(cè)向力的定位方法。

4)連桿螺栓

工作時，連桿螺栓承受交變載荷，因此在結(jié)構(gòu)上應盡可能增加連桿螺栓的彈性，并對過渡圓角進行精加工，以消除應力集中，提高其疲勞強度。連桿螺栓采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，如40Cr、35CrMo等。淬火回火后，螺紋滾壓，表面防銹。

活塞和結(jié)構(gòu)

活塞由三部分組成：頂部、頭部和裙部

1)活塞頂部

汽油機活塞頂?shù)男螤钆c燃燒室形狀和壓縮比有關(guān)。汽油機大多采用平頂活塞，其特點是受熱面積小，加工簡單。有了凹頂活塞，通過改變凹頂?shù)拇笮】梢哉{(diào)節(jié)發(fā)動機的壓縮比。

2)活塞頭

從活塞頂部到油環(huán)槽下端面的部分稱為活塞頭。在活塞頭上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橫向槽。油環(huán)從氣缸壁刮下的多余機油通過回油孔或橫向槽流回油底殼?；钊^應足夠厚，從活塞頂部到環(huán)形槽區(qū)域的橫截面變化應盡可能平滑，過渡圓角R應足夠大，以減少熱流阻力，促進加熱

活塞環(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強化程度較高的發(fā)動機中，一環(huán)槽溫度較高，磨損嚴重。為了增強環(huán)槽的耐磨性，耐熱保持器通常嵌入一環(huán)槽或一和第二環(huán)槽中。在高強化直噴式燃燒室柴油機中，耐熱保持器嵌入燃燒室的一環(huán)槽和喉部，以防止喉部由于過熱而破裂。

3)活塞裙部

活塞頭下方的部分是活塞裙部。裙部的形狀應確?；钊跉飧字械玫搅己玫囊龑В⑶以谌魏喂ぷ鳁l件下，氣缸和活塞之間都應保持均勻和適當?shù)拈g隙。間隙過大，活塞敲擊氣缸;如果間隙太小，活塞可能會被氣缸卡住。此外，裙部應有足夠的實際承載面積來承受側(cè)向力。活塞裙部承受膨脹側(cè)向力的一側(cè)稱為主推力面，承受壓縮側(cè)向力的一側(cè)稱為次推力面。

發(fā)動機工作時，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機械變形，而活塞受熱膨脹時發(fā)生熱變形。由于這兩種變形，活塞銷孔軸向的活塞裙部尺寸增大。因此，為了使活塞工作時裙部接近理想圓并與氣缸相適應，活塞裙部的橫截面在制造時應加工成橢圓形，其長軸應垂直于活塞銷孔的軸線。現(xiàn)代汽車發(fā)動機的活塞都是橢圓裙。

另外，活塞沿活塞軸向的溫度有高有低，活塞的熱膨脹自然也有高有低。因此，為了使活塞工作時裙部靠近氣缸，需要將活塞做成上小下大的錐形或桶形。