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1、学习目标：1、掌握曲柄连杆机构的作用和组成。2、了解曲柄连杆机构的受力分析。3、掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系。4、掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法。5、能进行曲柄连杆机构的装配与调整。第第2 2章章 曲柄连杆机构的构造与检修曲柄连杆机构的构造与检修 曲柄连杆机构是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。曲柄连杆机构由三部分组成，如图2.1所示。2.1 2.1 概述概述2.1.1 2.1.1 曲柄连杆机构的作用和组成曲柄连杆机构的作用和组成1、机体组
2、主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动件。2、活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件。3、曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮等机件。 在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞作往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。发动机产生的动力，大部分经曲轴后端的飞轮输出，还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。2.1 2.1 概述概述2.1.1 2.1.1 曲柄连杆机构的作用和组成曲柄连杆机构的作用和组成1、气体作用力 在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力，燃烧气体产生的高压直接作用在活
3、塞顶部，如图2.2a）所示。活塞所受总压力为FP，它传到活塞销上可分解为FP1和FP2。分力FP1通过活塞传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。FP1还可分解为两个分力R和S。沿曲柄方向的分力R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；与曲柄垂直的分力S除了使主轴颈与主轴承间产生压紧力外，还对曲轴形成转矩T，推动曲轴旋转。FP2把活塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体翻倒的趋势，故机体下部的两侧应支撑在车架上。2.1 2.1 概述概述2.1.2 2.1.2 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析 在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶部的气体压力FP也可分解为
4、两个分力FP1和FP2，如图2.2b）所示。而FP1又分解为R和S两个分力。R使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；S对曲轴造成一个旋转阻力矩T，企图阻止曲轴旋转。而FP2则将活塞压向气缸的另一侧壁。在发动机工作循环的任何工作行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的，再加上连杆的左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴轴颈的表面以及二者的支撑表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损不均匀。2.1 2.1 概述概述2.1.2 2.1.2 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析2、往复惯性力 往复运动的物体，当运动速度变化时，将产生往复惯性力。曲柄连杆机构中的活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线
5、运动，其速度很高且数值变化，当活塞从上止点向下止点运动时，速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零。即前半行程是加速运动，惯性力向上，以Fj表示，如图2.3a)所示。后半行程是减速运动，惯性力向下，以Fj表示，如图2.3b)所示。同理，当活塞向上运动时，前半行程是加速运动，惯性力向下，后半行程是减速运动，惯性力向上。 惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷，加快轴承磨损；未被平衡的变化的惯性力传到气缸体后，还会引起发动机振动。2.1 2.1 概述概述2.1.2 2.1.2 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析3、离心力 物体绕某一中心作旋
6、转运动时，就会产生离心力。在曲柄连杆机构中，偏离曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴轴线旋转时，将产生离心力Fc，其方向沿曲柄向外，如图2.3所示。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、下振动。而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向的振动。此外，离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。4、摩擦力 任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环、气缸壁之间；曲轴、连杆轴承与轴颈之间都存在摩擦力，它是造成零件配合表面磨损的根源。上述各种力作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件
7、上，使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为保证发动机工作可靠，减少磨损，在结构上应采取相应措施。2.1 2.1 概述概述2.1.2 2.1.2 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析1、气缸体与曲轴箱 气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。水冷式发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一体，简称气缸体，如图2.4所示。 气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸。下半部为支承曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制有主轴承座孔，有的发动机还制有凸轮轴轴承座孔。为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前
8、后壁和中间隔板上钻有分油道。 气缸体的上、下平面用以安装气缸盖和下曲轴箱，是气缸修理的加工基准。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造1、气缸体与曲轴箱 气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。水冷式发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一体，简称气缸体，如图2.4所示。 气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸。下半部为支承曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制有主轴承座孔，有的发动机还制有凸轮轴轴承座孔。为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前后
9、壁和中间隔板上钻有分油道。 气缸体的上、下平面用以安装气缸盖和下曲轴箱，是气缸修理的加工基准。 下曲轴箱也称油底壳，如图2.5所示。主要用于贮存机油并密封曲轴箱，同时也可起到机油散热作用。 2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（1）气缸体的结构型式 气缸体有三种结构型式，即平分式、龙门式和隧道式，如图2.6所示。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（2）气缸的排列方式 发动机气缸排列方式基本上有三种：直列式、V型和对置式，如图2.7所示。2.2 2.2 机体组的构造与
10、检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（3）气缸与气缸套 气缸套有两种结构，即干式和湿式，如图2.8所示。 干式气缸套不直接与冷却水接触，干式缸套是被压入缸体孔中的，由于缸套自上而下都支撑在缸体上，所以可以加工得很薄，壁厚一般为1-3mm。 湿式气缸套与冷却水直接接触，也是被压入缸体的。冷却水接触到缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撑，所以必须比干式缸套厚一点，一般壁厚为5-9mm。为了保证径向定位，气缸套外表面有两个凸出的圆环带，即上支承定位带和下支承密封带，轴向定位利用上端凸缘实现。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1
11、 机体组的构造机体组的构造2 2、气缸盖、气缸盖 气缸盖的作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。 气缸盖是发动机上最复杂的零件之一。气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水套；有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道；有燃烧室、火花塞座孔或喷油器座孔；上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。如图2.9所示为桑塔纳轿车发动机气缸盖分解图。图图2.9 2.9 桑塔纳轿车发动机气缸盖桑塔纳轿车发动机气缸盖 为保证高温高压燃气的密封，气缸盖用多个缸盖螺钉以一定力矩紧固到缸体上。气缸盖螺栓的拆装顺序一般采用对称法：装配时，由中间向两端逐个对称拧紧；拆卸时，则由两端向中间逐个对称
12、拧松。几乎所有发动机都明确规定了气缸盖螺栓的拧紧力矩并要求分几次拧紧至规定值。铝合金气缸盖应在发动机冷态下按规定力矩拧紧，铸铁气缸盖应在热态下再拧紧一遍。这样气缸盖要承受多个缸盖螺钉的紧固力和高温高压燃气产生的机械负荷和热负荷，同时复杂的缸盖结构，使铸造残余应力难以彻底消除。因此要求气缸盖必须要有足够的刚度、强度才能保证发动发动机机正常工作。 气缸盖材料一般采用优质灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸造。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（1）气缸盖的结构形式 汽车发动机气缸盖的结构形式有两种：整体式和分开式。 整体式气缸盖是指多缸发动机
13、的多个气缸共用一个缸盖。整体式缸盖结构紧凑，零件数少，可缩短气缸中心距和发动机总长度，制造成本低。当气缸数不超过6个，气缸直径小于105mm时，均采用整体式气缸盖。 分开式气缸盖是指一个、两个或三个气缸共用一个缸盖。这种结构刚度较高，变形小，易于实现对高温高压燃气的有效密封，同时易于实现发动机产品的系列化。但气缸盖零件数增多会使气缸中心距增大，一般用在缸径较大的发动机上。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（2）燃烧室 汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。对燃烧室有如下基本要求：一是结构尽可能紧凑，冷却面积要小，
14、以减少热量损失和缩短火焰行程；二是使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气混合质量和燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧；三是表面要光滑，不易积炭。 汽油机常用燃烧室形状有以下三种，即楔形、盆形和半球形，如图2.10所示。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造（3）气道 现代汽车发动机采用顶置气门，进、排气道都布置在气缸盖上。如果每个气门都有一个气道是最理想的，但由于空间的问题，有时只能将气道合并。这些气道被称为叉形气道，如图2.11所示。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体
15、组的构造机体组的构造3、气缸垫 气缸垫用来保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水。 目前应用较多的有以下几种气缸垫。（1）金属石棉气缸垫。石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮，在缸口、水孔和油道口周围采用卷边加固，以防被高温燃气烧坏。这种气缸垫有很好的弹性和耐热性，能重复使用，但强度较差。（2）金属骨架石棉垫。用编织的钢丝网或冲孔钢片为骨架，外覆石棉及橡胶粘结剂压成垫片，只在缸口、油道口及水孔处用金属包边。这种缸垫弹性更好，但易粘结，只能一次性使用。（3）金属片式气缸垫。这种气缸垫多用在强化发动机上，轿车和赛车上采用较多。它需要在密封的气缸孔、水孔、油道口周围冲压出一定高度的
16、凸纹，利用凸纹的弹性变形实现密封。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造4、气缸盖罩 气缸盖罩密封配气机构等零部件，防止灰尘污染机油或灰尘进入加快气门传动机构的磨损。有的罩盖上有加机油口和曲轴箱通风管接口。气缸盖罩用铝合金铸造或薄钢板冲压制成，与气缸盖结合面加上橡胶衬垫。5、发动机的支承 发动机通过气缸体和飞轮壳或变速器壳支承在车架上。一般支承方法有三点支承和四点支承两种，如图2.12所示。所谓三点支承即前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端一点通过变速器壳支承在车架上。四点支承则为前端两点通过曲轴箱支承在车架上，岳端两点通过飞轮壳支
17、承在车架上。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.1 2.2.1 机体组的构造机体组的构造1、气缸体和气缸盖变形的检修（1）气缸体和气缸盖翘曲变形的检修 气缸体、气缸盖的翘曲变形可用平板作接触检验，或者用直尺和塞尺检测。用直尺和塞尺检测缸盖平面翘曲的方法为在长宽和对角线方向上进行测量，求得其平面度误差，如图2.13所示。 2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修（2）气缸轴线与主轴承座孔轴线垂直度的检测 用垂直度检验仪对气缸与主轴承座孔轴线的垂直度进行检验的方法如图2.14所示。检验仪用定心器支承在气缸中，并用调
18、整螺钉轴向支承定位于气缸体的上平面。测量时，用手转动手柄，测量头便水平转动与定心轴前、后两点接触，表针在两点的示值差，即为气缸轴线与主轴承座孔轴线的垂直度误差。一般不大于0.05mm。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修（3）主轴承座孔同轴度的检验 以气缸体前、后两主轴承承孔为测量基准，用专用检验仪进行检测，如图2.15所示。在轴承座孔中装入定心轴套，定心轴支承在轴套内，可轴向滑动。在定心轴上装有本体、等臂杠杆及百分表。测量时，使等臂杠杆的球形触头触及被测孔的表面，当转动定心轴时，如果孔不同轴，等臂杠杆的球形触头便产生径向移动，移
19、动量经杠杆传给百分表，便能指示出孔的同轴度误差。其要求是：所有主轴承座孔的同轴度误差不大于0.15mm，相邻两个主轴承座孔的同轴度误差不大于0.10mm2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修2、气缸体和气缸盖裂纹的检修 气缸体与气缸盖产生裂纹的部位与结构、工作条件、使用操作有关。如曲轴箱共振裂纹；水套的冰冻裂纹；气缸套修理尺寸级数过多和镶装气缸套过盈量过大，压装工艺不当等造成的裂纹。 裂纹会引起发动机漏气、漏水、漏油，影响发动机正常工作，必须及时检修。 气缸体和气缸盖的裂纹通常采用水压试验法进行检验，如图2.16示。将气缸盖和气缸衬
20、垫装在气缸体上，将水压机出水管接头与气缸前端水泵入水口处连接好，并封闭所有水道口，然后将水压入水套，要求在0.3-0.4MPa的压力下，保持约5min，应没有任何渗漏现象。镶配气门座圈、气门导管、气缸套时，若过盈量大时可能造成新的裂纹，应在这些工序后再进行一次水压试验。 裂纹的修理方法有粘接法、焊接法等几种，在修理中应根据裂纹的大小、部位、损伤程度等情况进行选择。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修3、气缸的检修 活塞在气缸中作高速运动，长时间工作后会产生磨损，当磨损达到一定程度后，将引起发动机动力性、经济性明显下降。（1）气缸磨
21、损规律 气缸正常磨损的特征是不均匀磨损。气缸孔沿高度方向磨损成上大下小的倒锥形，最大磨损部位是活塞处于上止点时第一道活塞环对应的气缸壁位置，而该位置以上几乎无磨损形成明显的“缸肩”。气缸沿圆周方向的磨损形成不规则的椭圆形，其最大磨损部位一般是前后或左右方向。 造成上述不均匀磨损的原因是：活塞在上止点附近时各道环的背压最大，其中又以第一道环为最大，以下逐道减小；加之气缸上部温度高，润滑条件差，进气中的灰尘附着量多，废气中的酸性物质引起的腐蚀等，造成了气缸上部磨损较大。而圆周方向的最大磨损部位主要是侧向力、曲轴的轴向窜动等造成的。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.
22、2.2 机体组的检修机体组的检修（2）气缸磨损的检测 气缸的磨损程度一般用圆度和圆柱度表示，也有以标准尺寸和气缸磨损后的最大尺寸之差值来衡量，如桑塔纳、捷达等汽车。 圆度误差是指同一截面上磨损的不均匀性，用同一横截面上不同方向测得的最大直径与最小直径差值之半作为圆度误差。 圆柱度误差是指沿气缸轴线的轴向截面上磨损的不均匀性，用被测气缸表面任意方向所测得的最大直径与最小直径差值之半作为圆柱度误差。 在进行测量时，测量部位的选择很重要，气缸的测量位置如图2.17所示，在气缸体上部距气缸上平面10mm处，气缸中部和气缸下部距缸套下口10mm处的三个截面，按A、B两个方向分别测量气缸的直径。2.2 2
23、.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修 测量时，通常使用量缸表，其方法如下：1）气缸圆度的测量根据气缸直径的尺寸，选择合适的接杆，装入量缸表的下端，并使伸缩杆有1-2mm的压缩量。将量缸表的测杆伸入到气缸中的相应部位，微微摆动表杆，使测杆与气缸中心线垂直，量缸表指示的最小读数即为正确的气缸直径。用量缸表在部位A向测量，旋转表盘使“0”刻度对准大表针，然后将测杆在此截面上旋转900，此时表针所指刻度与“0”位刻度之差的1/2即为该截面的圆度误差。2）气缸圆柱度的测量用量缸表在上部A向测量并找出正确的直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针。然后
24、依次测出其他五个数值，取六个数值中最大差值的1/2作为该气缸的圆柱度误差。3）气缸磨损尺寸的测量一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部。测量时，用量缸表在上部A向测量并找出正确气缸直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针，并记住小表针所指位置。取出量缸表，将测杆放置于外径千分尺的两测头之间，旋转外径千分尺的活动测头，使量缸表的大指针指向“0”，且小指针指向原来的位置（在气缸中所指示的位置）。此时，外径千分尺的尺寸即为气缸的磨损尺寸。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修（3）气缸的修理 当发动机中磨损量最大的气缸，其圆度和圆柱度超过
25、规定标准时（如汽油机圆度超过0.05mm，或圆柱度超过0.175mm；柴油机圆度超过0.063mm，或圆柱度超过0.25mm，或桑塔纳、捷达汽车，其标准尺寸和最大磨损尺寸超过0.08mm），则应进行修理。 气缸的修理通常采用机械加工的方法，即修理尺寸法和镶套修复法。 修理尺寸法是指在零件结构、强度和强化层允许的条件下，将配合副中主要件的磨损部位经过机械加工至规定尺寸，恢复其正确的几何形状和精度，然后更换相应的配合件，得到尺寸改变而配合性质不变的修理方法。 修复后的尺寸称为修理尺寸，对于孔件是扩大了的，对于轴件是缩小了的。 镶套修复法是对于经多次修理，直径超过最大修理尺寸，或气缸壁上有特殊损伤时
26、，可对气缸作圆整加工，用过盈配合的方式镶上新的气缸套，使气缸恢复到原来的尺寸的修理方法。2.2 2.2 机体组的构造与检修机体组的构造与检修2.2.2 2.2.2 机体组的检修机体组的检修 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成，如图2.18所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造1、活塞 活塞的作用有两个：一是活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；二是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。（1）活塞的基本结构 活塞由顶部、头部、裙部三部分组成。 活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状与
27、燃烧室形式有关，一般有平顶、凸顶和凹顶三种，如图2.20所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造 活塞头部是活塞环槽以上的部分，其作用是承受气体压力，并将力通过活塞销座、活塞销传给连杆；同时与活塞环一道实现气缸的密封；将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁。 活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。发动机活塞一般有2-3道气环槽和1道油环槽，随着发动机高速化，气环数有减少的趋势。气环槽一般具有同样的宽度，油环槽比气环槽宽度大，且槽底加工有回油孔，油环刮下的机油从回油孔回到油底壳。 活塞裙部是油环槽下端以下的部
28、分，其作用是为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。 活塞裙部要有一定的长度和足够的面积，以保证可靠的导向和减磨。裙部基本形状为一薄壁圆筒，圆筒完整的称为全裙式；许多高速发动机为了减轻活塞质量，在活塞不受侧向力的两侧，即沿销座孔轴线方向的裙部切去一部分，形成拖板式裙部， 2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（2）活塞的变形规律及应对措施 活塞工作时，由于机械负荷和热负荷的影响，会使活塞产生变形。在圆周方向，其裙部直径沿活塞销座轴线方向增大，使裙部变成长轴在活塞销座轴线方向上的椭圆。为了保证活塞在工作时与气缸壁间保
29、持比较均匀的间隙，以免在气缸内卡死或引起局部磨损，必须在结构上采取各种措施。冷态下将活塞制成其裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆，轴线方向为上小下大的近似圆锥形。活塞销座附近的裙部外表面制成凹陷0.51mm。在活塞裙部受侧压力小的一侧开“”形槽或“”形槽，如图2.24所示。其中横槽称绝热槽，可减少从活塞头部向裙部的传热，使裙部膨胀量减少；纵槽称膨胀槽，使裙部具有弹性，图2.24 开槽活塞这样冷态下的间隙可减小，热态下又因切槽的补偿作用，使活塞不致卡死在气缸中。采用双金属活塞。双金属活塞有恒范钢片式、筒形钢片式、自动调节式等。其作用是牵制活塞裙部的膨胀量。采用上述措施后，活塞裙部与气缸壁之间的
30、冷态装配间隙便可减小，使发动机不产生冷“敲缸”现象。 2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造2、活塞环 活塞环有气环和油环两种。 气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温、高压的燃气漏入曲轴箱，同时将活塞顶部的热量传导到气缸壁，再由冷却液或空气带走。一般发动机每个活塞上装有2-3道气环。 油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上布上一层均匀的油膜。通常发动机上有1-2道油环。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（1）气环1）气环
31、的间隙发动机工作时，活塞、活塞环都会发生热膨胀，并且，活塞环随着活塞在气缸内作往复运动时，有径向胀缩变形现象。为防止环卡死在缸内或胀死在环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙，如图2.25所示。 端隙1又称为开口间隙，是活塞环在冷态下装入气缸后，该环在上止点时环的两端头的间隙。一般为0.250.50mm之间。 侧隙2又称边隙，是指活塞环装入活塞后，其侧面与活塞环槽之间的间隙。第一环因工作温度高，间隙较大，一般为0.040.10mm，其他环一般为0.030.07mm。油环侧隙较气环小。 背隙3是活塞及活塞环装入气缸后，活塞环内圆柱面与活塞环槽底部间的间隙，一般为0.501.00mm。油环背
32、隙较气环大，以增大存油间隙，利于减压泄油。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造2）气环的密封原理 活塞环在自由状态下不是圆环形，其外形尺寸比气缸内径大，因此，它随活塞一起装入气缸后，便产生弹力F1而紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，使燃气不能通过环与气缸接触面的间隙。活塞环在燃气压力作用下，压紧在环槽的下端面上，形成第二密封面，于是燃气绕流到环的背面，并发生膨胀，其压力降低。同时，燃掘压力对环背的作用力F2使环更紧地贴在气缸壁上，形成对第一密封面的第二次密封，如图2.26所示。 燃气从第一道气环的切口漏到第二道气环的
33、上平面时压力已有所降低，又把这道气环压贴在第二环槽的下端面上，于是，燃气又绕流到这个环的背面，再发生膨胀，其压力又进一步降低。如此下去，从最后一道气环漏出来的燃气，其压力和流速已大大减小,因而漏气量也就很少了。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造3）气环的泵油现象 由于侧隙和背隙的存在，当发动机工作时，活塞环便产生了泵油现象，如图2.27所示。活塞下行时，环靠在环槽上方，环从缸壁上刮下来的机油充入环槽下方；当活塞上行时，环又靠在环槽的下方，同时将机油挤压到环槽上方。如此反复，就将缸壁上的机油泵入燃烧室。 泵油现象会
34、使燃烧室内形成积炭，同时增加机油消耗，并且可能在环槽中形成积炭，修理环卡死，失去密封作用，甚至折断活塞环。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造4）气环的种类2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（2）油环 油环有两种结构形式：整体式和组合式，如图2.30所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造3、活塞销 活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用
35、力传给连杆。 活塞销工作时承受很大的周期性冲击载荷，且高温，润滑条件差，因而要求活塞销要有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量轻。 活塞销一般采用低碳钢或低碳合金钢，经表面渗碳淬火后再精磨加工。为了减轻质量，活塞销一般做成空心圆柱，空心柱可以是、组合形或两段截锥形，如图2.32所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造活塞销的连接方式有两种：全浮式和半浮式，如图2.33所示。 全浮式连接是指在发动机工作温度时，活塞销与销座、活塞销与连杆小头之间都是间隙配合，可以相互转动。这种连接方式增大了实际接触面积，减小了磨损且使磨
36、损均匀，被广泛采用。为防止工作时，活塞销从孔中滑出，必须用卡环将其固定在销座孔内。图2.34 连杆组 半浮式连接是指销与座孔或销与连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用销与连杆小头固定的方式。可以将活塞销压配在连杆小头孔内，也可将活塞销中部与连杆小头用紧固螺栓连接。这种方式不需要卡环，也不需要连杆衬套。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造4、连杆组 连杆组的作用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动对外输出转矩。 连杆组件包括连杆、连杆盖、连杆轴承、连杆螺栓等，如图2.34所示。连杆和连杆盖统称为连杆。2
37、.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（1）连杆 连杆由小头、杆身、大头三部分组成。 连杆小头与活塞销连接。采用全浮式连接时，小头孔中有减磨的青铜衬套，小头和衬套上钻有集油槽，用来收集飞溅到的机油进行润滑。有些发动机连杆小头采用压力润滑，则在连杆杆身内钻有纵向油道。 连杆杆身制成“工”字形断面，以求在强度和刚度足够的前提下减小质量。 连杆大头与曲轴的连杆轴颈连接。为便于安装，连杆大头一般做成剖分式，被分开的部分称作连杆盖，用连杆螺栓紧固在连杆大头上。连杆盖与连杆大头是组合加工的，为防止装配时配对错误，在同一侧刻有配对记
38、号，如图2.35所示。 连杆大头的切口形式分为平切口和斜切口两种。平切口连杆的剖分面垂直于连杆轴线，一般汽油机连杆大头尺寸小于气缸直径，可以采用平切口。柴油机连杆受力较大，尺寸往往超过气缸直径，为使连杆大头能通过气缸，拆装方便，一般采用斜切口。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（2）连杆螺栓 连杆螺栓经常承受交变载荷的作用，一般采用韧性较高的优质合金钢或优质碳素钢锻制成型。拆装时，连杆螺栓必须以原厂规定的拧紧力矩，分2-3次均匀地拧紧。为防止工作时自动松动，必须用其他锁紧装置紧固。常采用的锁止装置有：开口销、双螺
39、母、自锁螺母、防松胶等。（3）连杆轴承 连杆轴承也称连杆轴瓦（俗称小瓦），装在连杆大头内，保护连杆轴颈和连杆大头孔。由于其工作时承受较大的交变载荷，且润滑困难，要求它具有足够的强度、良好的减磨性和耐腐蚀性。图2.37 连杆轴承 连杆轴承由钢背和减磨层组成，为两半分开形式。钢背由厚l-3 mm的低碳钢制成，是轴承的基体，减摩层是由浇铸在钢背内圆上厚为0.3-0.7 mm的薄层减摩合金制成，减磨合金具有保持油膜，减少摩擦阻力和易于磨合的作用，如图2.37所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造（4）V型发动机连杆的布
40、置形式 V型发动机由于左右两缸的连杆装在同一个连杆轴颈上，故其结构随安装布置而不同，有如下三种形式，如图2.38所示。并列式。两个相同的连杆一前一后并列地安装在同一个连杆轴颈上，这种连杆可以通用，结构与单列式发动机的连杆相同，只是大头宽度一般要稍小一些。但因左右气缸要在轴向错开一段距离，致使发动机的长度增加，曲轴的长度增加，刚度降低。主副连杆式。它是在左右两列气缸中，一列气缸采用主连杆，其大头直接安装在连杆轴颈的全长上，另一列气缸采用副连杆，其大头与主连杆上的大头（或连杆盖）上的两个凸耳用销作铰链连接。这种结构的连杆在同一个平面上运动，故气缸中心线位于一平面内，发动机长度不增加。缺点是连杆不能
41、互换。图2.38 V型发动机连杆的布置形式叉形连杆式。左右两列气缸的对应两个连杆中，一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连杆的厚度较小的片形大头两端。这种布置的优点是：两列气缸中的活塞连杆组的运动规律相同；左右对应的两气缸轴心线不需要在曲轴轴向上错位。其缺点是叉形连杆大头结构和制造较复杂，大头的刚度也不高。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.1 2.3.1 活塞连杆组的构造活塞连杆组的构造1 1、活塞的选配、活塞的选配（1）活塞的损伤形式 活塞的损伤主要是磨损。包括活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损、活塞销座孔的磨损。其次活塞刮伤、顶部烧蚀和脱顶属于非正常的损伤形式。
42、（2）活塞的选配 当气缸的磨损超过规定值及活塞发生异常损坏时，必须对气缸进行修复，并且要根据气缸的修理尺寸选配活塞。选配活塞时要注意以下几点：选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞裙部的尺寸是镗磨气缸的依据，即气缸的修理尺寸是哪一级，也要选用哪一级修理尺寸的活塞。由于活塞的分组，只有在选用同一分组活塞后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨气缸。同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。活塞应成套选配，以保证其材料和性能的一致性。在选配的成套活塞中，尺寸差和质量差应符合要求。成套活塞中，其尺寸差一般为0.02mm0.025mm，质量差一般为4g8g，销座孔的涂色标记应相同。2.3 2.3 活塞连杆组的
43、构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修（3）活塞裙部尺寸的检测 镗缸时，要根据选配活塞的裙部直径确定镗削量，活塞裙部直径的测量方法如图2.39所示。在活塞下部离裙部底边约15mm、与活塞销垂直方向处用千分尺测量活塞裙部直径。（4）配缸间隙的检测 活塞与气缸壁之间的间隙称为配缸间隙。此间隙应符合标准。检测时可用量缸表测量气缸的直径，用外径千分尺测量活塞的直径，两者之差即为配缸间隙。也可如图2.40所示，将活塞（不装活塞环）放入气缸中，用塞尺测量其间隙值。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组
44、的检修活塞连杆组的检修2、活塞环的选配（1）活塞环的损伤形式 活塞环的损伤主要是磨损，随着磨损的加剧，活塞环的弹力逐渐减弱，端隙、侧隙、背隙增大。此外，活塞环还可能折断。（2）活塞环的选配 除有标准尺寸的活塞环以外，还有与各级修理尺寸气缸、活塞相对应的加大尺寸的活塞环。发动机修理时，应按照气缸的标准尺寸或修理尺寸，选用与气缸、活塞同级别的活塞环。 在大修时，优先使用活塞、活塞销及活塞环成套供应配件。 对活塞环的要求除了与气缸、活塞的修理尺寸一致外，还应具有规定的弹力，环的漏光度、端隙、侧隙、背隙符合原厂规定。 2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2
45、活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修1）活塞环端隙的检验图2.42 活塞环侧隙的检验 将活塞环平正地放入气缸内，用活塞顶部把它推平，然后用塞尺测量开口处的间隙，如图2.41所示。图2.41 活塞环端隙的检验端隙大于规定时，应另选活塞环；小于规定时，可对环口的一端加以挫修。挫修时，应注意环口平整，挫修后环外口应去掉毛刺，以防锋利的环口刮伤气缸。2）活塞环侧隙的检验 将活塞环放入环槽内，围绕环槽滚动一周，应能自由滚动，既不松动，又无阻滞现象。用厚薄规按图2.42所示的方法测量，其值符合要求。如侧隙过小，可将活塞环放在有平板的砂布上研磨，不允许加工活塞；如侧隙过大，则应另选活塞环。2.3 2.3 活塞连
46、杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修3）活塞环背隙的检验 在实际测量中，活塞环背隙通常以槽深和环厚之差来表示。检验活塞环背隙的经验方法是：将活塞环置入环槽内，如活塞环低于环槽岸，能转动自如，且无松旷感觉，则间隙合适。4）活塞环弹力的检验 活塞环的弹力是指活塞环端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力。活塞环的弹力是保证气缸密封的必要条件。弹力过弱，气缸密封性变差，燃润料消耗增加，燃烧室积炭严重，发动机动力性、经济性降低。弹力过大使环的磨损加剧。 活塞环的弹力可用活塞环弹力检验仪检验，其值应符合规定的要求。5）活塞环漏光度的检验 活塞环漏光
47、度用于检查活塞环的外圆与缸壁贴合的良好程度。漏光度的检查方法如图2.43所示，将活塞环平正地放入气缸内，用活塞顶部把它推平，在气缸下部放置一发亮的灯泡，在活塞环上放一直径略小于气缸内径，能盖住活塞环内圆的盖板，然后从气缸上部观察漏光处及其对应的圆心角。 一般要求活塞环局部漏光每处不大于250；最大漏光缝隙不大于0.03mm；每环漏光处不超过2个，每环总漏光度不大于450；在活塞环开口处300范围内不允许有漏光现象。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修3、活塞销的选配 发动机大修时，一般应更换活塞销。 活塞销的选配原
48、则是：同一台发动机应选用同一厂牌、同一修理尺寸的成组活塞销；活塞销表面应无任何锈蚀和斑点，表面粗糙度Ra不大于0.20m，圆柱度误差不大于0.0025mm，质量差在10g范围内。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修4 4、连杆的检修、连杆的检修（1）连杆的损伤形式 连杆的损伤有杆身的弯曲、扭转变形；小头孔和大头侧面的磨损。其中变形最为常见。（2）连杆变形的检验 连杆变形的检验在连杆检验仪上进行，如图2.44所示。检验仪上的棱形支撑轴能保证连杆大端承孔轴向与检验平板垂直。测量工具是一个带V形槽的“三点规”，三点规上的
49、三点构成的平面与V形槽的对称平面垂直，两下测点的距离为100mm，上测点与两下测点连线的距离也是100mm。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修1）检验方法将连杆大头的轴承盖装好（不装轴承），按规定力矩把螺栓拧紧，检查连杆大头孔的圆度和圆柱度应符合要求;装上已修配好的活塞销。把连杆大头装在检验仪的支撑轴上，拧紧调整螺钉使定心块向外扩张，把连杆固定在检验仪上。将V形检验块两端的V形定位面靠在活塞销上，观察V形三点规的三个接触点与检验平板的接触情况，即可检查出连杆的变形方向和变形量。A、三点规的三个测点都与平板接触，说
50、明连杆没有变形。B、若上测点与平板接触，两下测点不接触且与平板距离一致；或两下测点与平板接触而上测点不接触，表明连杆弯曲。用厚薄规测出测点与平板的间隙，即为连杆在100mm长度上的弯曲度，如图2.45a)所示。图2.45 连杆弯扭检验C、若只有一个下测点与平板接触，另一个下测点与平板不接触，且间隙为上测点与平板间隙的两倍，这时下测点与平板的间隙即为连杆在100mm长度上的扭曲度，如图2.45b)所示。D、如果一个下测点与平板接触，但另一个下测点与平板的间隙不等于上测点间隙的两倍，这时连杆弯扭并存。下测点与平板的间隙为连杆的扭曲度，上测点间隙与下测点间隙一半的差值为连杆的弯曲度。E、测出连杆小头
51、端面与平板的距离，然后将连杆翻转1800后再测此距离，若数值不相等，即说明连杆有双重弯曲，两次测量数值之差为连杆双重弯曲度。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修（3）连杆变形的校正 经检验，如果弯、扭超过规定值，应记住弯、扭方向和数值，进行校正。 连杆弯曲的校正可在压床或弯曲校正器上进行，用弯曲校正器校正连杆弯曲的方法如图2.46所示。图2.47 连杆扭曲的校正 连杆扭曲的校正可将连杆夹在虎钳上，用扭曲校正器、长柄扳钳或管子钳进行校正，用扭曲校正器校正连杆扭曲的方法如图4.47所示。 校正时注意：先校扭，再校弯；避
52、免反复过校正。校正后要进行时效处理，消除弹性后效作用。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修5、连杆衬套的修复（1）连杆衬套的选配 对于全浮式安装的活塞销，连杆小头内压装有连杆衬套。发动机在大修时，在更换活塞、活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。连杆衬套与连杆小头应有一定量的过盈（如桑塔纳发动机为0.06-0.10mm），以保证衬套在工作时不走外圆。可通过分别测量连杆小头内径（如图2.48所示）和新衬套外径(如图2.49所示)的方法求得过盈量。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修
53、2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修（2）连杆衬套的修配 活塞销与连杆村套的配合，在常温下应有0.005-0.010 mm的间隙，接触面积应在75以上。配合间隙过小，可将连杆夹到内圆磨床上进行磨削，并留有研磨余量。再将活塞销插入连杆衬套内配对研磨，研磨时可加少量机油，将活塞销夹在台虎钳上，沿活塞销轴线方向扳动连杆，应有无间隙感觉（如图2.50所示）。加入机油扳动时无“气泡”产生，把连杆置于与水平面成750角时应能停住，轻拍连杆徐徐下降，此时配合间隙为合适。 经过加工的衬套，应能用大拇指把活塞销推入连杆衬套内，并有无间隙感觉，如图2.51所示。2.3 2.3 活塞连杆组的构造
54、与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修6、活塞连杆组装配的注意事项 活塞与连杆的装配通常采用热装合法。将活塞放入水中加热至353-373K，取出后迅速擦净，将活塞销涂以机油，插入活塞销座孔和连杆衬套中，然后装入锁环。 装配时注意：活塞与连杆的缸序和安装方向不得错乱，按照装配标记进行安装，如图2.52所示。如标记不清或不能确认时，可结合活塞和连杆的结构加以识别。安装活塞环时，应采用专用工具，如图2.53所示。要特别注意各道环的类型和规格、顺序及安装方向，并注意各道环的开口交错布置。2.3 2.3 活塞连杆组的构造与检修活塞连杆组的构造与检修2.3.2
55、 2.3.2 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、扭转减振器、带轮、正时齿轮（或链条）等组成，如图2.54所示。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造1、曲轴 曲轴的作用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩并对外输出，同时，还驱动发动机的配气机构和其他辅助装置（如发电机、水泵、转向油泵等）。（1）曲轴的结构 多缸发动机曲轴一般做成整体式。某些小型汽油机或采用滚动轴承为曲轴主轴承的发动机，采用组合式曲轴，即将曲轴分段加工后组合成整个曲轴。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检
56、修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造 曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端凸缘等，如图2.55所示。 前端轴指曲轴第一道主轴颈之前的部分。它用以安装正时齿轮（或正时齿形带轮、或链轮）、皮带轮等。为防止机油外漏，在曲轴前端有油封装置；为减小扭转振动，曲轴前端还装有扭转减振器。 主轴颈是曲轴的支承部分。按曲轴主轴颈的数目，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。在每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴，否则为非全支承。显然全支承曲轴的主轴颈数比连杆轴颈数多一个，这种支承方式曲轴刚度好，但长度较长，由此可见，直列发动机全支承曲轴的主轴颈数
57、比气缸数多一个；V型发动机全支承曲轴的主轴颈数是气缸数的一半加一个。 连杆轴颈是曲轴和连杆相连的部分，连杆大头安装在曲轴的连杆轴颈上。 曲柄是连接曲轴主轴颈和连杆轴颈的部分。在曲轴的主轴颈、曲柄、连杆轴颈上钻有贯通的油道，以使主轴颈内的机油经此油道流至连杆轴颈进行润滑。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造 平衡重用来平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时还平衡部分往复惯性力，使发动机运转平稳。如图2.57所示的四缸发动机，从整体来说，其惯性力及力矩是平衡的，但曲轴局部却受弯矩M1-2、M3-4作用
58、，造成曲轴弯曲变形。如果在曲柄的相反方向上设置平衡重，就能使其产生的力矩与上述惯性力矩M1-2、M3-4相平衡。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造（2）曲轴的轴向定位 曲轴作为转动件，必须与其固定件之间有一定的轴向间隙。而在发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力以及在上、下坡行驶或突然加、减速出现的轴向力作用而有轴向窜动的趋势。曲轴的轴向窜动将破坏曲柄连杆机构各零件的正确相对位置，因此曲轴必须有轴向定位措施。而在曲轴受热膨胀时，又应允许它能自由伸长，故曲轴上只能有一处设置轴向定位装置。 曲轴的轴向定位
59、是通过止推装置实现的。止推装置有翻边轴瓦、止推片、止推环等多种形式，如图2.58所示。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造（3）曲拐的布置 一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐，如图2.59所示。图2.59 曲拐曲轴的曲拐数取决于发动机气缸的数目和排列方式。直列式发动机曲拐数等于气缸数；V型发动机曲拐数等于气缸数的一半。 曲拐的布置（即曲拐的相对位置）除了与气缸数、气缸排列方式有关外，还与发动机工作顺序有关。在安排发动机工作顺序时，应注意使连续作功的两缸相距尽可能远些，以减轻主轴承的载荷，同时避免
60、进气干涉而影响充气量；作功间隔力求均匀，在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸应作功一次，以保证发动机运转平稳；曲拐布置尽可能对称、均匀。 如多缸发动机气缸数为i，则发动机作功间隔角为7200/i。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造1）直列四缸四冲程发动机曲拐布置 曲拐对称布置在同一平面内，如图2.60所示。作功间隔角为7200/4=1800，各缸工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种。工作循环如表2.2、2.3所示。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1
61、 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造表表2.2 2.2 四缸发动机工作循环表（工作顺序四缸发动机工作循环表（工作顺序1-2-4-31-2-4-3）表表2.3 2.3 四缸发动机工作循环表（工作顺序四缸发动机工作循环表（工作顺序1-3-4-21-3-4-2）2）直列六缸四冲程发动机曲拐布置 曲拐均匀布置在互成1200的三个平面内，如图2.61所示。作功间隔角为7200/6=1200，各缸发动机工作顺序为1-5-3-6-2-4和1-4-2-6-3-5，以第一种应用较为普遍。工作循环如表
62、2.4所示。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造表2.4 六缸发动机工作循环表（工作顺序1-5-3-6-2-4）3）V型八缸四冲程发动机曲拐布置 这种曲轴有四个曲拐，其布置可以与直列四缸发动机一样，四个曲拐布置在同一平面内，也可以布置在两个相互错开900的平面内，如图2.62所示。作功间隔角为7200/8=900，V型发动机工作顺序随气缸序号的排列方法而定，图中为1-8-4-3-6-5-7-2。工作循
63、环如表2.5所示。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造2、飞轮 飞轮的作用是通过贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短时的超载能力，与此同时，又将发动机的动力传递给离合器。 飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，多用灰铸铁制造，外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。飞轮上通常刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时间,如图2.63所示。如CA6102型发动机的正时记号是
64、“”，当这个记号与飞轮壳上的刻线对正时，即表示1-6缸活塞处于上止点位置。EQ6100-1型发动机的飞轮上的这一记号为一个镶嵌的钢球，当钢球与飞轮壳上的刻线对准时，为1-6缸活塞处于上止点位置。也有的发动机点火正时记号在曲轴前端的皮带轮上，如BJ492Q型发动机带轮边缘的缺口与正时齿轮罩上的记号对准时，为1-4缸活塞处于上止点位置。 飞轮与曲轴装配后应进行动平衡。为了拆装时不破坏它们的平衡状态，飞轮与曲轴之间应有严格的相对位置，用定位销或不对称布置的螺栓予以保证。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造3、扭转减振器
65、发动机运转时，由于飞轮的惯性很大，可以看作是等速转动。而各缸气体压力和往复运动件的惯性力是周期性地作用在曲轴连杆轴颈上，给曲轴一个周期性变化的扭转外力，使曲轴发生忽快忽慢的转动，从而形成曲轴对于飞轮的扭转摆动，即曲轴的扭转振动。当激力频率与曲轴的自振频率成整数倍关系时，曲轴扭转振动便因共振而加剧。从而引起功率损失、正时齿轮或链条磨损增加，严重时甚至会将曲轴扭断。为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。 常用的扭转减振器有橡胶式、摩擦式和粘液（硅油）式等数种。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造
66、橡胶式扭转减振器如图2.64所示。它将减振器圆盘用螺栓与曲轴带轮及轮毂紧固在一起，橡胶层与圆盘及惯性盘硫化在一起。当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便使橡胶层发生内摩擦，从而消除了扭转振动的能量，避免扭振。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造4、主轴承图2.65 主轴承 主轴承（俗称大瓦），装于主轴承座孔中，将曲轴支承在发动机的机体上。主轴承的结构与连杆轴承相同，如图2.65所示。为了向连杆轴承输送机油，在主轴承上都开有周向油槽和通油孔。有些负荷不大的发动机，为了通用化起见，上、下两半轴瓦上都制有油槽，
67、有些发动机只在上轴瓦开油槽和通油孔，而负荷较重的下轴瓦不开油槽。在相应的主轴颈上开径向通孔，这样，主轴承便能不间断地向连杆轴承供给机油。注意：后一种主轴瓦上、下片不能互换，否则主轴承的来油通道将被堵塞。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.1 2.4.1 曲轴飞轮组的构造曲轴飞轮组的构造1、曲轴的检修（1）曲轴的损伤形式 曲轴的损伤形式主要有：磨损、变形、裂纹甚至断裂。 磨损主要发生在曲轴主轴颈和连杆轴颈的部位，且磨损是不均匀的，有一定规律性的。主轴颈和连杆轴颈径向最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。另
68、外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损，与连杆轴颈油道的油流相背的一侧磨损严重。各轴颈不同方向的磨损，导致主轴颈同轴度破坏，容易造成曲轴断裂。 变形的方式主要是弯曲和扭曲，是由于使用和修理不当造成的。如发动机在爆震和超负荷等条件下工作；个别气缸不工作或工作不均衡；各道主轴承松紧度不一致等，都会造成曲轴承载后的弯曲变形。扭曲变形主要是烧瓦和个别活塞卡缸造成的。 裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处以及油孔处，多由应力集中引起。前者是横向裂纹，危害极大，严重时造成曲轴断裂；后者为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边轴向发展，必要时也应更换曲轴。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2
69、 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（2）曲轴磨损的检修1）轴颈磨损的检验 曲轴轴颈磨损情况的检验，主要是用外径千分尺测量轴颈的直径、圆度误差和圆柱度误差。一般根据圆柱度误差确定轴颈是否需要修磨，同时也可确定修理尺寸。 测量通常是按磨损规律进行，先在轴颈磨损最大的部位测量，找出最小直径，然后在轴颈磨损最小的部位测量，找到最大直径。主轴颈和连杆轴颈磨损后，其圆度、圆柱度误差超出标准要求时（如桑塔纳2000型发动机曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差的磨损极限为0.02 mm），应进行曲轴的光磨修理。2）轴颈的修磨 在小修时，轴颈某些较轻的表面损伤，可用油石、细锉刀或砂布加以修磨。 发
70、动机大修时，对轴颈磨损已超过规定的曲轴，可用修理尺寸法对曲轴主轴颈、连杆轴颈进行光磨修理。其修理尺寸一般以每缩小0.25mm为一级。 2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（3）曲轴弯曲变形的检修1）弯曲变形的检验 检验弯曲变形应以两端主轴颈的公共轴线为基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差，如图2.66所示。检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V型块上，将百分表触头垂直地抵在中间主轴颈上，慢慢转动曲轴一圈，百分表指针所指示的最大读数与最小读数之差，即为中间主轴颈的径向圆跳动误差值。2.4 2.4 曲轴飞轮组的
71、构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修2）弯曲变形的校正 曲轴的径向圆跳动误差不得大于0.15mm，否则应进行校正。 曲轴弯曲变形的校正，一般采用冷压校正或敲击校正法。当变形量不大时，可采用敲击校正法。即用锤子敲击曲柄边缘的非工作表面，使被敲击表面产生塑性残余变形，达到校正弯曲的目的。冷压校正是将曲轴用V型铁架住两端主轴颈，用油压机沿曲轴弯曲相反方向加压，如图2.67所示。由于钢质曲轴的弹性作用，压弯量应为曲轴弯曲量的1015倍，并保持24min，为减小弹性后效作用，最好采用人工时效法消除。 当曲轴弯曲变形量较大时，校正必须分步、反复多次进行，
72、直到符合要求为止。校正后的曲轴径向圆跳动误差不得大于0.05mm。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（4）曲轴扭曲变形的检修1）扭曲变形的检验 曲轴扭曲变形检验的支撑方法和弯曲检验一样，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V型块上，保持曲轴水平，使两端同一曲柄平面内的两个连杆轴颈位于水平位置，用百分表测量两轴颈最高点至平板的高度差A，据此求得曲轴主轴线的扭曲角。式中：R曲柄半径，mm。2）扭曲变形的校正 曲轴扭曲变形量一般很小，可直接在曲轴磨床上结合对连杆轴颈磨削时予以修正。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修
73、曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（5）曲轴裂纹的检修 裂纹的检验方法有磁力探伤法和浸油敲击法。 磁力探伤的原理是：当磁力线通过被检验的时，零件被磁化。如果零件表面有裂纹，在裂纹部位的磁力线就会因裂纹不导磁而被中断，使磁力线偏散而形成磁极。此时，在零件表面撒上磁性铁粉，铁粉便被磁化而吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的部位和大小。 浸油敲击法是将曲轴置于煤油中浸一会，取出后擦净表面煤油并撒上白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，如有明显的油迹出现，即该处有裂纹。 曲轴出现裂纹，一般应更换曲轴。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2
74、2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修2、曲轴轴承的选配 曲轴轴承在工作中会发生磨损、合金层疲劳剥落和粘着咬死等；轴承的径向间隙的使用限度超限后，因轴承对机油流动阻尼能力减弱，可使主油道压力降低而破坏轴承的正常润滑；发生上述情况应更换轴承。发动机总成修理时，也应更换全部轴承。 轴承的选配包括选择合适内径的轴承，以及检验轴承的高出量、自由弹开量、定位凸点和轴承钢背表面质量等内容。 轴承装入座孔内，上、下两片的每端均应高出轴承座平面0.03-0.05mm，称为高出量。轴承高出座孔，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2
75、2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（1）选择轴承内径。 根据曲轴轴承的直径和规定的径向间隙选择合适内径的轴承。现代发动机曲轴轴承制造时，根据选配的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。（2）检验轴承钢背质量。 要求定位凸点完整，轴承钢背光整无损。（3）检验轴承自由弹开量。 要求轴承在自由状态下的曲率半径大于座孔的曲率半径，保证轴承压入座孔后，可借轴承自身的弹力作用与轴承座贴合紧密，如图2.68所示。（4）检验轴承的高出量。 轴承装入座孔内，上、下两片的每端均应高出轴承座平面0.03-0.05mm，称为高出量。轴承高出座孔，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。2.4 2.4 曲轴飞轮
76、组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修3、飞轮的检修 飞轮常见的损伤形式主要是齿圈磨损、打坏、松动、端面打毛；飞轮与离合器摩擦片接触的工作面磨损、起槽、刮痕等。（1）更换齿圈 飞轮齿圈有断齿或齿端冲击耗损，与起动机齿轮啮合状况发生变化时，应更换齿圈或飞轮组件。齿圈与飞轮配合过盈为0.300.60mm，更换时，应先将齿圈加热至623673K，再进行热压配合。 （2）修整飞轮工作平面 飞轮工作平面有严重烧灼或磨损沟槽深度超过0.50mm或飞轮端面圆跳动误差超过0.50mm时，应进行光磨修整。飞轮端面圆跳动误差的检查方法是：将百分表架装在飞轮壳上
77、，表的量头靠在飞轮的光滑端面上，旋转表盘，使“O”对正指针，转动飞轮一圈，百分表的读数差，即为端面圆跳动误差。 修整并与曲轴装配后的飞轮端面圆跳动误差不得大于0.15mm，飞轮厚度极限减薄量为1mm。（3）曲轴、飞轮、离合器总成组装后进行动平衡试验 组件动不平衡量应不大于原厂规定。更换飞轮或齿圈、离合器压盘或总成之后，都应重新进行组件的动平衡试验。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修4、曲轴轴向和径向间隙的检查与调整（1）轴向间隙的检查与调整 曲轴轴向间隙的检查可采用百分表或塞尺进行。将百分表触头顶在曲轴平衡重上，
78、用撬棒前后撬动曲轴，观察表针摆动数值，即为曲轴轴向间隙，如图2.69所示。或者用撬棒将曲轴撬向一端，再用塞尺检查推力轴承和曲轴止推面之间的间隙，即为曲轴轴向间隙，如图2.70所示。 2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修（2）径向间隙的检查与调整 曲轴的径向间隙可用塑料间隙塞尺检查，如图2.71所示。 首先清洁曲轴主轴颈、连杆轴颈、轴瓦和轴承盖，将塑料间隙塞尺（或软金属丝）放置在曲轴轴颈上（不要将油孔盖住），盖上轴承盖并按规定扭力拧紧螺栓。注意：不要转动曲轴。然后取下轴承盖和塑料间隙塞尺，用被压扁的塑料间隙塞尺和间隙
79、条宽度相对照，查得间隙规宽度（或测量软金属丝厚度）对应的间隙值即为曲轴的径向间隙。 如果径向间隙不符合规定，应重新选配轴承。2.4 2.4 曲轴飞轮组的构造与检修曲轴飞轮组的构造与检修2.4.2 2.4.2 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修iRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjR
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