【正文】 合金活塞在高溫下的強(qiáng)度下降及岸根的應(yīng)力集中，其許應(yīng)力取參數(shù)計(jì)算 環(huán)岸根部危險(xiǎn)斷面上的彎曲應(yīng)力為 環(huán)岸根部危險(xiǎn)斷面的剪切應(yīng)力 為 合應(yīng)力符合要求。因此，活塞環(huán)高度有減少的趨勢(shì)。與徑向壓力P。S。減少，P。、徑向厚度徑向厚度（用t表示）影響徑向壓力P。增加t值可減少環(huán)在環(huán)槽中的撞擊，并改善環(huán)的導(dǎo)熱作用，但t值增大，活塞環(huán)槽的槽深加大，是活塞頭部的壁厚增大，質(zhì)量加大，并增加了安裝難度。 有關(guān)活塞環(huán)的尺寸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：名稱數(shù)值單位環(huán)的高度bmm自由端距S。因?yàn)槊芊夂?，說明氣環(huán)與氣缸壁貼河緊密，導(dǎo)熱自然會(huì)好。目前廣泛采用的活塞環(huán)材料使合金鑄鐵（在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入銅、鉻、鉬等合金元素）。多孔性鉻層強(qiáng)度高，并能儲(chǔ)存少量機(jī)油，可以提高潤(rùn)滑性能。、氣環(huán)的工作狀態(tài) 活塞環(huán)裝入后與活塞環(huán)槽的上端面或下端面之間留有一定的間隙，這個(gè)間隙稱為活塞環(huán)的邊隙；活塞環(huán)與活塞環(huán)的底部也留有一定的間隙，稱為背隙，以防止活塞環(huán)受熱膨脹而卡死在活塞環(huán)槽中。、活塞環(huán)的密封機(jī)理活塞環(huán)有一個(gè)切口，且在自由狀態(tài)下使鉻圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸的內(nèi)徑大些?；钊h(huán)在燃?xì)鈮毫的作用下，被壓緊在環(huán)槽的下端面上（見圖17），形成第二個(gè)密封面，于是燃?xì)庵荒芙?jīng)過上邊隙繞到背隙，并發(fā)生膨脹，其壓力P1下降到原來的70％或更低。再加上幾道氣環(huán)的切口錯(cuò)開裝配形成“迷宮式”的封氣裝置，就足以對(duì)高壓燃?xì)膺M(jìn)行有效的密封。切口間隙過大，則漏氣量嚴(yán)重，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減少；間隙過小活塞環(huán)受熱膨脹后又會(huì)造成卡死和折斷。直角形切口（圖18a）工藝性好，大漏氣量較多；階梯形切口（圖15b）密封性較好，但工藝性較差；斜切口的斜切角一般為30176。根據(jù)曲梁彎曲基本方程。 油環(huán)四行程汽油機(jī)的潤(rùn)滑油存放在曲軸箱中，通過飛漲潤(rùn)滑氣缸壁。油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)兩大類。油環(huán)的上唇上端面外緣一般都有倒角，使油環(huán)在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)能形成油楔，以減少摩擦和磨損。軸向襯環(huán)2夾在第二、三刮油片之間。缺點(diǎn)是零件多，三個(gè)刮油片又必須鍍鉻，否則滑動(dòng)性不好，因此組合環(huán)的制造成本高。表面需進(jìn)行精磨和拋光。組合式結(jié)構(gòu)則介于二者之間。、活塞銷的剛度活塞與活塞銷在受到氣壓力之后都會(huì)變形，由于兩者變形的不協(xié)調(diào)，使銷與活塞銷座的接觸很不均勻，銷孔內(nèi)繃上緣出現(xiàn)尖峰負(fù)荷Pmax和相應(yīng)的應(yīng)力集中，如圖20所示。3. 活塞銷長(zhǎng)度 L= =；即活塞的縱向斷面正好填滿活塞外圓。 二、變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變速器傳動(dòng)比 確定了最高檔位和最低檔位之后，再確定各檔的傳動(dòng)比。 換到Ⅱ檔后的車速為 ， 故 式中：i—摩托車的總傳動(dòng)比。 如果各檔傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配，則，n2／n1=n2／n1’，因此n1＝n1’。 需要說明的是：由于傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪的齒數(shù)必須是整數(shù)，各組齒輪的中心 距還必需一樣。 齒輪模數(shù)m 設(shè)計(jì)變速器齒輪時(shí)選擇的齒輪模數(shù)應(yīng)符合GBl357—87的規(guī)定。增大的缺點(diǎn)是：在轉(zhuǎn)矩棺同時(shí)齒面載荷增大，重合度減小，齒輪剛度增大，同時(shí)噪聲也隨之增大。因而齒寬不宜過大，一般為齒輪模數(shù)的4～6倍，即 B＝4～6M 4．齒輪精度 選擇齒輪精度時(shí)應(yīng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl0095—88漸開線圓柱齒輪精度。為了避免根切，保證小齒輪的強(qiáng)度，一般采用變位齒輪。摩托車變速器大多采用鋼制直齒輪，可用下式計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度 附表：表常用滲碳鋼的牌號(hào)、成分、熱處理、性能及用途29。齒面接觸強(qiáng)度 摩托車變速器齒輪的齒面接觸強(qiáng)度是影響齒輪壽命的重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)都要進(jìn)行計(jì)算。 先按下式確定相互嚙合兩齒輪的齒數(shù)之和Z Z2=2A／m式中: A——兩軸的中心距； m——齒輪模數(shù)。 3，齒寬B 齒輪寬度越大承載能力越高。 2，壓力角。這樣各檔傳 動(dòng)比并不恰好按等比級(jí)數(shù)來分配的。這就可以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在最佳狀態(tài)下工作。 離合器才能無沖擊地接合。設(shè)換檔過程中車速不變，換到Ⅱ檔后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)由，n2下降到n1離合器才能平順接合。一般情況下活塞銷作的剛度大，對(duì)銷的撓曲性變差，變形量應(yīng)取小一些。 在計(jì)算活塞銷的剛度時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可作如下假定：活塞銷上的負(fù)荷分布是：由連桿小頭產(chǎn)生的均勻負(fù)荷；由活塞銷座產(chǎn)生的作用在支承面中點(diǎn)的集中載荷，如圖21所示?；钊N裝入銷座孔中后兩端用卡環(huán)限位。圓柱形孔容易加工，但為了保證一定的剛度，中間的孔不能過大，因而其質(zhì)量較大?；钊N在高溫下承受很大的周期性的沖擊載荷，潤(rùn)滑條件又較差，因而要求活塞銷有足夠的剛度合強(qiáng)度，表面耐磨，質(zhì)量小。這種油環(huán)的有點(diǎn)是：刮油片很薄，對(duì)氣缸壁的比壓大，因而刮油作用強(qiáng)；三個(gè)刮油片各自軸立，故對(duì)氣缸的適應(yīng)性較好，易于磨合；質(zhì)量小，因而產(chǎn)生的慣性力小；回油通路大，更易于刮油和鋪油。活塞向上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)都可以鋪油和刮下多余的機(jī)油，刮下的油從排油小孔或狹縫中流入曲軸箱。其外圓面的中間切有一道凹槽，把油環(huán)分為上唇和下唇，在凹 圖20 普通油環(huán)的斷面形狀a）外倒角環(huán) b）同向倒角環(huán)c）內(nèi)倒角 d）雙鼻式環(huán) e）單鼻式環(huán)圖21 活塞環(huán)的刮油作用a）活塞下行 b）活塞上行槽的底部加工有若干鉻排油小孔或狹縫。油環(huán)安裝在氣環(huán)的下方，其作用是在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機(jī)油膜，潤(rùn)滑氣缸壁以減少活塞，活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦力；刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，防止機(jī)油竄入氣缸內(nèi)燃燒，形成積炭。為了確定任意斷面 BB中的彎矩，可把活塞環(huán)看成是開口對(duì)面的對(duì)稱面AA固定的懸臂梁，因?yàn)榛钊h(huán)從自由狀態(tài)變到工作狀態(tài)時(shí)AA斷面不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。其密封性和工藝性介于前兩者之間，但其銳角部位在套裝活塞時(shí)容易折斷。第一道氣環(huán)的溫度最高，線膨脹量最大，因而切口間隙也要相應(yīng)地大些。－環(huán)的彈力、氣環(huán)的類型 氣環(huán)的類型比較多，有矩形斷面氣環(huán)、扭曲環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)、L形環(huán)、組合式氣環(huán)。這樣，壓力已有所下降的燃?xì)庵荒軓牡谝坏拉h(huán)的切口漏到第二道環(huán)的上邊和背隙中，由于第二道環(huán)的兩個(gè)密封面的作用使其壓力在進(jìn)一步地降低。（圖17）使之緊貼在氣缸壁上，形成一個(gè)密封環(huán)帶，稱為第一密封面。 圖16 活塞環(huán)的運(yùn)狀態(tài)a）進(jìn)氣行程 b）壓縮行程 c)作功行程 d）排氣行程1－活塞；2－活塞環(huán)；3－氣缸壁；4－潤(rùn)滑油；5－活塞運(yùn)動(dòng)方向活塞環(huán)隨活塞在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞環(huán)在活塞槽中的位置并不是固定的。其余氣環(huán)一般鍍錫，以改善其磨合性?，F(xiàn)代摩托車強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)常采用合金彈簧鋼（如60Si2CrA，其硬度為HRc45－55）制造活塞環(huán)。此時(shí)不但由于氣環(huán)與氣缸壁結(jié)合不嚴(yán)不能很好地導(dǎo)熱，相反使氣環(huán)地吸熱量增加，最后必將導(dǎo)致活塞河活塞環(huán)被燒壞。其作用使保證活塞與氣缸壁之間的密封，防止氣缸中的高溫高壓燃?xì)獯罅柯┤肭S箱；另外，活塞頂部的熱量大部分右氣環(huán)傳給氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶走。環(huán)的溫度是變化的，故在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JID），德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（DIN）和美國(guó)汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SAE）中，均規(guī)定在100176。和t，即環(huán)的彈力可用S。只能在較少的范圍內(nèi)變動(dòng)。增加，其應(yīng)力也增加。當(dāng)材料選定以后，材料的彈性模數(shù)E就定下來了，只要適當(dāng)選擇t核S。表示。其計(jì)算如下： 、活塞環(huán)的高度活塞環(huán)的高度即活塞環(huán)的軸向尺寸。Pmax為最大爆發(fā)壓力。在爆發(fā)壓力作用下，第一道氣環(huán)緊壓在第一環(huán)岸上。現(xiàn)代四行程發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用二道氣環(huán)和一道油環(huán)。如圖13中的H4減少H4會(huì)增強(qiáng)第一道環(huán)的導(dǎo)熱能力，從而可以降低活塞頂部的溫度，防止爆燃?，F(xiàn)代摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的壓縮高度希望取較小的值，以減少活塞的尺寸和重量。鑒于上述情況，為了使活塞在正常工作溫度下于氣缸壁之間保持右比較均勻的間隙，不至于在氣缸內(nèi)卡死或是引起局部磨損，必須在常溫下預(yù)先把活塞裙部的橫斷面加工成橢圓形，其長(zhǎng)軸垂直于活塞銷軸線方向，其矩軸于長(zhǎng)軸的差值視發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不同，～。當(dāng)活塞在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞裙部起著導(dǎo)向和承受側(cè)壓力的作用。四沖程汽油機(jī)一般有2～3道環(huán)槽，上面1～2道用以安裝氣環(huán)，下面一道用以安裝油環(huán)。數(shù)A、B、C確定后，該二次曲線即可確定: Y=（A Z2＋BZ＋C）