其次章 曲柄连杆机构

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其次章曲柄连杆机构（理论16学时，实训6学时）

学习目标

了解曲柄连杆机构的功用和受力状况；

把握机体组中各个零件的作用、材料、结构特点；把握连杆组中各个部件的作用、材料、结构特点；把握曲轴飞轮组中各个部件作用、材料、结构特点；把握曲柄连杆机构各部件的检修方法及常见的故障现象；

讲授内容：

由气缸体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。工作环境：高温、高压、高速、化学腐蚀。受力分析：气体压力（侧压力）、惯性力、离心力、摩擦力等。因此在结构和选材上必需采取相应的措施。

一、气缸体曲轴箱组：

1.气缸体：一般为铸铁，但也有铝合金（便于散热、减轻重量）。三种形式：

平分式：便于加工，刚度小，多用于中小型发动机。龙门式：刚度较高，加工不易，大中型发动机。

隧道式：刚度最大，拆装困难，大型柴油机用（要求曲轴能拆装）。2.气缸套：用来引导活塞作往复直线运动。干式：外表面不直接与冷却水接触，而是直接在缸体上做水道，冷却效果差，壁薄，1~3mm。湿式：外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。易漏水、漏气等。壁厚5~9mm。汽车发动机气缸排列形式基本上的三种：单列式（直列式）、V型、对置式。3.气缸盖

用来密封气缸，与气缸壁、活塞顶部构成燃烧室。其有单体气缸盖、块状气缸盖、整体气缸盖三种形式。

整体气缸盖多用于缸径小于105mm的汽油发动机上，其可以缩短气缸中心距和发动机长度，但刚性较差，易变形，影响密封，帮拆装时一定要注意：

装：从中间向两边对角分两到三次拧紧；拆：从两边向中间对角分两到三次拧松。对燃烧室的要求：

1）结构尽可能紧凑，冷却面积小；2）在压缩终了时具有一定的涡流运动。常见形状有：

楔形：紧凑、形成涡流

盆形：紧凑、形成涡流，但气门尺寸受限制；半球形：最好，但加工困难，配气机构繁杂；

L形：不紧凑，已淘汰。4.气缸垫

装在气缸盖与气缸体之间，起密封作用。结构：课本75页

安装要求：包边朝易加工平面；包边朝较硬的平面。

5.油底壳

贮存润滑油、密封发动机。内有稳油挡板、磁性放油螺塞。安装油底壳方法同气缸盖。

二、活塞连杆组

由活塞、活塞环、活塞销、连杆组成。1.活塞：

作往复直线运动，产生很大的惯性力，为了减小惯性力，故采用铝合金制作。分为：

顶部：有平顶、凹顶、凸顶三种，其中平顶应用最多。头部：有多道活塞环槽，环槽底部径向开有小孔，回油。裙部：有活塞销座孔，卡环槽。

裙部一般不作成正圆形，而是长轴垂直于活塞销轴线的椭圆形，由于在热态下：活塞销方向变形大，其一、活塞销处材料多，热量大；其二、活塞销处强度弱，易变形。另外考虑到活塞上部温度高、变形大，故活塞一般做成上小下大的锥形。此外裙部还开有槽：

横向槽隔热槽（切断从活塞头部向裙部传输热流的部分通道）

纵向槽膨胀槽（增加裙部的弹性，热态下切槽起补偿作用，以防活塞在缸中卡死）开槽时在槽的两端钻圆形不孔，以防应力集中。2.活塞环：

气环：密封、传热油环：涂油膜

“迷宫式防漏系统〞、切口尽量错开。三隙：端隙、侧隙、背隙。

解释泵油作用，故活塞环有好几种断面形状：矩形环锥形环梯形环

扭曲环：正扭曲环：内切、朝上安装、装第一道环。反扭曲环：外切、朝下安装、装其次、三道环。组合式油环：钢制刮片+衬簧3.活塞销：

用来连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体力传给连杆。中空、等截面（或等强度变截面）、全浮式（或半浮式）装配时用热水。

4.连杆：

分为小头、杆身、大头三部分。讲解其具体结构：“工〞字形断面油道

平切口、斜切口（柴油机用，由于受力大，其大头尺寸往往大于气缸直径，便于拆装）。连杆轴承（轴瓦）减磨材料朝前记号

三、曲轴飞轮组：

由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮等组成。1.曲轴：

主轴颈、连杆轴颈、曲轴臂、平衡块、前端轴、后端轴组成。曲拐：一个连杆轴颈+两边的曲轴臂（曲柄）+两边的主轴颈全支承曲轴：每个连杆轴颈两侧都加工出主轴颈者。非全支承曲轴：

连杆轴颈制成中空，为了减小旋转部分的质量。曲轴轴向定位：

原因：是由于离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势。只能有一处定位！措施：止推垫圈。

曲轴形状与曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列方式和作功顺序等因素。2.飞轮：

贮存能量，将动力传给离合器。动平衡：拆装时应注意。

具体措施：不对称螺孔，不同直径的固定螺栓或定位销。上止点/1-6记号。3.扭转减振器：

周期性的作用力反复冲击在连杆轴颈上，产生扭转振动，导致共振。摩擦式减振器。

四、气缸压缩压力的检测：（气缸密封性的检测）

测量步骤：

1.将发动机运转至正常水温；2.节气门、阻风门全开；

3.拆下火花塞（柴油机拆喷油器）；

4.用起动机带动曲轴运转3~5秒，转速等于150~180r/min；5.各缸测量两次以上，取平均值。测量结果与课本第585页表对照。结果分析：

1.大于标准值，说明ε增大；为什么？2.小于标准值，加注20~30ml机油，再测：1)若没什么变化，气门处、气缸垫等漏气；2)若有升高，气缸、活塞、活塞环处磨损过大；3)相邻两缸均很低，气缸垫穿透。

五、气缸盖的检修

检测：

1.裂纹：进、排气门座之间；

2.变形：下平面的平面度误差，整个平面要求不大于0.20mm。检查方法：直尺、塞尺。

修理：

1.裂纹：胶粘结法、焊修法、堵漏法。

2.变形：铣下平面（加工量不大于1mm，使燃烧室容积不小于95%）或用手工推磨（砂轮）。

气门导管的修理：

主要检查与气门杆的协同间隙；气门座的修理：

气门座松动或密封带耗损或气门下沉过多。镶气门座的方法：

利用热胀冷缩的原理（液氮、加热）

气缸盖修竣后，要求燃烧室容积不小于原厂规定的95%；各燃烧室间容积差不得大于4ml。

六、气缸体的检修

1.损伤：

1）变形：应力集中、产生的力过大，修理过程中赞成（如拆盖时螺栓顺序错）。2）裂纹：冷却水结冰、碰撞等外力、剩余应力。3）上平面螺纹损伤：扭力太大、拧入深度不足。2.检验：

1）基准面的检查：

上下平面的高度；第一道、二道主轴承盖结合面至下平面的距离。2）上平面的平面度检查：用直尺、塞尺检查。3）主轴承座孔、凸轮轴座孔检查：圆度、圆柱度、同轴度检查：

圆度：同一截面，φmax-φmin除以2；

圆柱度：不同截面，φmax-φmin除以2；同轴度：用标准心棒看是否能转动。4）裂纹的检查：

用水压试验或气压试验。气缸体报废的条件：①轴承孔出现裂纹；②缸体出现严重破碎；③修理尺寸达到终点；上平面加工量过大。

气缸的磨损：1.规律：

轴向：上大下小，最大磨损处上止点时第一道环对应处；横向：椭圆形；进气门对面附近；2.原因：机械磨损；腐蚀磨损；磨料磨损。3.气缸的测量：

陈述量缸表的使用；计算圆度、圆柱度的方法；若汽油机：圆度大于0.05mm，圆柱度大于0.175mm柴油机：圆度大于0.063mm，圆柱度大于0.25mm应进行镗缸修理。修理尺寸的确定：

气缸磨损超过允许的限度时，应确定气缸的修理尺寸，并选配与气缸修理尺寸同级的活塞、活塞环。

气缸修理尺寸一般分为六级，每级+0.25mm。镗缸时应留有一定的加工余量，一般为0.20mm。（最大直径+加工余量）与表对照，得出修理尺寸。

七、活塞连杆组的检修：

1.活塞的选配：

损伤：磨损环槽处磨损最大，导致泵油能力提高，密封性下降。活塞销座孔处（由于往复惯性力的作用，导致活塞销响）。刮伤：间隙小、润滑差、杂质；烧蚀：长期超负荷工作或爆燃；