第二章曲柄连杆机构的构造与维修教案

教学标题第二章曲柄连杆机构的构造与维修教学课时

教学目标

【素质目标】：1.培养学生团结协作能力；2.培养学生国家标准的意识；培养学生爱国情

怀及民族自豪感；4培养专业职业素养。

【知识目标】：1.熟悉机体组的构造，气缸体的分类；2.了解活塞连杆组的各零部件的构

造、作用、工作原理及其运动关系；3.掌握机体组主要零件的检测及维修方法。

【能力目标】：1.能阐述活塞连杆组各零部件的构造、作用、工作原理及其运动关系；2.

对机体组、活塞连杆组的一般故障进行诊断并予以排除。

【能力目标】：1.能阐述活塞连杆组各零部件的构造、作用、工作原理及其运动关系；2.对

机体组、活塞连杆组的一般故障进行诊断并予以排除。

教学重难点

【教学重点】：1.机体组的构造，气缸体的分类；2.活塞连杆组的各零部件的构造、作用、

工作原理及其运动关系；3.机体组主要零件的检测及维修方法。

【教学难点】：1.机体组、活塞连杆组主要零件的检测及维修方法。

【教学难点】：L机体组、活塞连杆组主要零件的检测及维修方法。

教学资源

【网络资源】：【硬件资源】：

【学习资源】：视频、动画、国家标准等。

【学习资源】：视频、动画、国家标准等。

教学内容

1.组织教学。使用学习通或者点名册进行点名，强调上课纪律。

2.明确教学目的，讲述章节的学习目标，重点难点。

3.播放相关视频或讲解相关案例，进而引入课堂教学内容。

【任务导入】

客户报修

某车发动机水温表指针超过红线，水温高，尾气中有水雾蒸汽，停车后启动困难或不能启动，气门罩

盖口有乳黄色带气泡的机油液体。

故障原因分析

发动机进气造成燃烧过程所进的水遇热蒸发并愤排气排出，由于存在缺口造成三漏（水、油、气），油

压不足，可燃混合气有水分造成发动机启动困难或无法启动。故障原因是气缸体、气缸盖有裂纹，气缸

体、气缸盖水道腐蚀，气缸体、气缸盖变形，气缸垫损坏。

【理论知识】：

任务2.1机体组的构造与检修

2.1.1机体组的构造

机体组是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统安装的基础，是安装发动机的所有主要零件和

附件，承受来自各方面的载荷，井保证发动机各运动部件之间的准确位置关系。所以机体组的故障会给

发动机运行带来非常严重的问题。本项n主要讨论发动机机体组的构造、常见故障及维修方法。

机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸垫等组成，如图2.1所示。

图2.1机体组

1.气缸体

(1)气缸体作为发动机的基础部件，能承受的恶劣工作条件必须满足以下要求：

①具有足够的刚度。

②具有良好的冷却性能。

③具有足够的耐磨性。

气缸体材料多是由灰铸铁或铝合金铸造而成，在气缸体内部由许多加强筋、冷却水套和润滑油道组成。

(2)气缸体分类

气缸体根据与油底壳安装平面位置不同分成一般式、龙门式、隧道式三种，其中一般式构造简单、加工

方便，用于中小型发动机，龙门式刚度和强度较好，但加工工艺性较差，用于大中型发动机，隧道式仅用

于少数机械负荷大的发动机，如图2.2所示。

(a)-•般式(b)龙门式(0隧道式

图2.2油底克安装平面位置

(3)气缸冷却

为了使气缸内表面在高温下能正常工作，必须对气缸和气缸盖进行冷却，冷却方式有风冷和水冷,

现在发动机采用的一般都是水冷式。

水冷发动机的气缸周围和气缸盖都加工有可相通的冷却水套，冷却水可以在水套中不断循环带走热量。

按气缸排列方式常分为单列、V型、对置、YR、W五种，如图2.3所示。

3

图2.3气缸的排列方式

单列直列式（L）,一般缸数不大于6的可采取这种形式。

V型气缸排成两列，中心线夹角小于180。，缩短了机体的长度和高度，增加了宽度，减轻了质量，形

状复杂，一般612缸会采用，大众又推出W型发动机，气缸分四列错开布置，构造紧凑、复杂，成本

高，应用较少。对置式很少使用。

（4）气缸套种类

为了使气缸便于修理，将气缸制成单独圆筒形零件（气缸套）装入气缸体内，缸套与缸体可以材料不同，

降低生产和维修成本，也便于修理。气缸套有干式和湿式两种，干式装入缸体与气缸壁接触，刚度和强

度较好，但加工复杂、散热不良：湿式外壁直接与冷却水接触，•般应采取防漏措施。

2.曲轴箱

气缸体下半部称为曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴的运动空间。曲轴箱的主要功用是保护和安装曲轴。曲

轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来储存润滑油，并封闭上曲轴

箱，即为油底壳。在上下曲轴箱之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。通常所说的曲轴箱指上曲袖箱。油底

壳由于受力很小一般只用薄钢板冲压而成，其内部装有稳油板以防止汽车行驶中油面波动过大造成发

动机在纵向倾斜时机油泵吸不到油。油底壳底部安有放油螺塞。

3.气缸盖

气缸盖的功用是封闭气缸上部井与活塞顶部、气缸壁共同构成燃烧室，同时为其他零部件提供安装位

置。现在多使用铝合金气缸盖，虽然成本高，但刚度、强度较好，还可以减少整车质量。气缸盖上装有

进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门和进、排气通道等。汽油机气缸盖上还加工有火花塞

孔，柴油机有安装喷油器的孔。

气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室形状对发动机工作状态影响很大。汽油机燃烧室的形状如图2.4所

zKo

(a)盆形燃烧室(b)悚斜盆形燃烧室(c)微形燃烧室(d)半球形燃烧室(c)扇球形燃烧室

图2.4汽油机燃烧室形状

盆形：动力性和经济性较差，如捷达、奥迪等。

楔形：构造简单紧凑，气道导流效果好，充气效率高，动力性和经济性较好，如切诺基等。

半球形：构造紧凑，散热面积小，火花塞位于燃烧室中间，火焰传播距离短，燃烧速度快，不易爆燃，

被大部分现代轿车使用，如桑塔纳2000GSI。

扇球形：如德国大众Golf等。

4.气缸垫

气缸垫安装在气缸盖和气缸体之间，用于保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气。m前使用较

多的是金属-石棉垫，为了加强密封，在气缸口、水孔、油道口处冲压有弹性凸筋，利用凸筋变形实现

密封。气缸垫常见的损伤是烧蚀击穿，一般发生在水孔、油道口与气缸孔周围，使发动机漏气或冷却液

进入润滑油。损坏的气缸垫只能更换，不能修理。

2.1.2机体组的检修

1.气缸体、气缸盖裂纹的检修

(1)目测

通过目测或者染色渗透剂检查气缸体和气缸盖等上平面是否有裂纹和损伤，如图2.5所示。染色渗透剂

枪查能够检测到细小的裂纹。如果有裂纹，则更换气缸体或气缸盖。

①清洁需要检查的区域后，喷洒红色的渗透剂，并干燥。

②使用蓝色的洗涤液清洁黏附在表面的渗透剂。

③喷洒白色的显影剂。如果有裂纹，则在缸体或缸盖表面裂纹处呈现红色。

(2)水压试验法

2.对于气缸体、气缸盖裂纹的检查，一般采用水压试验法。试验时，用专用的盖板封住气缸体水道口，

用水压机将水压入气缸体水道中，要求在0.3~0.4MPa的压力下保持约5min,看是否有渗漏现象。

3.气缸体、气缸盖平面翘曲变形的检修

(1)变形原因

在装配、维修过程中，不按工艺规程操作使气缸盖紧固螺栓扭力不均，不按顺序拆装，或装配过程中气

缸盖螺栓的拧紧力矩过大等。在高温下拆卸缸盖使缸盖发生拱曲，有裂纹的缸体、缸盖采用热焊而引起

变形。

(2)气缸体、气缸盖变形的检查

气缸体上平面和气缸盖下平面的平面度可用长度大于气缸体长度的刀口尺或光轴测量，平放在缸体或缸

盖平面上，观察各部位是否漏光。对漏光处用塞尺检杳，如超四规定值应修复，如图2.6所示，平面度误

差在整个平面不大于0.05mm或仅有局部不平时，可用刮削的方法；平面度误差较大时，采用平面磨床

磨削加工，但加工量不能过大，为0.25~0.50mm,否则会影响压缩比。

如图2.7所示，气缸盖平面度的测量如气缸体平面度的测量。

图2.7气缸盖平面度的测量

3.燃烧室容积的检测

测量前先彻底清除燃烧室内的积炭、油污，将气缸盖置于水平状态，用火花塞堵住火花塞孔。将80%煤

汨和20%润滑油的混合液注入燃烧室，使混合液的平面达到与缸盖平面基本齐平，然后用中间带孔的玻

璃板盖在燃烧室平面上。用注射器或滴管从玻璃板孔注入混合液，直至液面与玻璃板相接触，再用针管

将混合液吸入玻璃量杯，观察每个燃烧室的容积。

燃烧室容积•般不小于标定容积的95%,同•缸盖各缸燃烧室容积差不大于1%~2%,否则应更换缸盖。

4.气缸磨损的检修

气缸经过长期使用被磨损到一定程度，发动机动力就会显著卜降，燃料消耗急剧增加，使发动机的经济

性变差。气缸磨损程度是确定发动机是否需要大修的主要依据。

:1）气缸磨损特征

气缸的磨损程度是判断发动机技术状况是否良好、是否需要大修的重要依据。在正常情况下气缸的磨损

是在活塞环运动区域产生不均匀磨损，并且有一定的规律性。

从气缸轴向方向，磨损呈上大下小的锥形，最大磨损部位在活塞处于上止点位置时，第一道活塞环所对

应的缸壁处：气缸第•道环以上部位几乎没有磨损，会出现明显的台阶，气缸的最下部位也没有磨损.

沿气缸圆周方向上，磨损呈不规则的椭圆形，最大磨损部位是活塞处于上止点位置时，一般在进气门对

面缸壁处。同一台发动机第一缸和最后一缸（直列式的）磨损严重。

（2）气缸磨损原因

活塞位于上止点附近时各道环的背压最大，第一道环最大，以下逐道减小；加上气缸上部温度高，润滑

差，进气中的灰尘、废气中的酸性物质引起的腐蚀等，都会造成气缸上部磨损大，下部磨损小。而圆周方

向的最大磨损部位主要是由活塞的侧压力和曲轴的轴向窜动造成。

⑶气缸磨损的检测

测量气缸磨损程度的目的是确定发动机是否需要进行大修，以确定修理尺寸的级别。包缸磨殒程度一般

用圆度和圆柱度表示，也有用气缸的最大磨损量来表示的.

①气缸的外观检验。

观察气缸有无划痕、裂纹等明显缺陷。

②检测气缸磨损项口。

a.最大磨损量是指气缸的最大磨损直径与未磨损直径之差。

b.圆度误差。同一截面的相互垂直方向上直径之差的一半是这个截面的圆度，不是气缸的圆度，取最

大值作为气缸的圆度。

c.圆柱度误差。

同一方向上，上下直径之差的一半为该方向的圆柱度，取最大值作为气缸的圆柱度。

d.配合间隙。气缸中部直径与活塞裙部下端直径之差。

③气缸的检测部位。

上部：活塞处于上止点时第一道环所对应的（距气缸上端10mm左右）缸壁处。

中部：气缸的上部、下部的中间部位。

下部：气缸下沿往上10mm左右。

月量缸表测量方法如下：根据气缸直径选择合适的测量推杆，固定在量缸表下端，使整个测杆长度与气

缸直径相适应；校正量缸表尺寸，将千分尺调到气缸的标准尺寸，再将量缸表通过千分尺校正到气缸的

标准尺寸（使测杆有2mm左右的压缩量），旋转表盘使指针归零；测量气缸上、中、下三个位置的纵

向和横向气缸直径，测量时应摆动量缸表，指针指示的最小值为被测值，如图2.8所示，并记录测得结

果；计算气缸圆度误差和圆柱度误差。

图2.8气缸磨损的检查

（4）气缸的修理

气缸修理尺寸的确定：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，以恢复气缸的正确几何形状和活塞与气缸的配合间隙。

（5）气缸的镶换

气缸采用修理尺寸法修理超过最后一级时应用镶套法恢复到气缸的原有尺寸。

①干式气缸套的镶配。

a.根据气缸套的外形尺寸，将气缸馍到所需要的尺寸和•定的表面粗糙度值，以保证气缸和气缸套的良

好结合。

b.镶配时，应在气缸壁的外壁涂上润滑油，放正气缸套，垫以平整垫木，用压床徐徐压入，或用手操纵专

用工具压入新缸套。

C,气缸套压入后，应与气缸体上平面平齐，不得低于气缸体上平面；若有高出，不得高于

002mnio

②湿式气缸套的换配。

a,拆卸旧缸套时，应清洁/工缸体内污垢，气缸体与气缸套的结合处必须光滑。

b.气缸套在压入前，在装水封圈的部位涂密封胶，将装有水封圈并压紧在气缸体承孔。

c,装入气缸套后，检杳气缸套端面高出气缸体上平面的距离，应控制在0.05〜0.08mm。

d.气缸镶入后，应检查气缸水封圈的密封性，并进行水压试验。

任务2.2活塞连杆组的构造与检修

活塞连杆组就是一个曲柄滑块机构，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，将汽油燃烧作用在活塞

上的压力转变为曲轴的扭矩，实现对外输出，驱动汽车运行。

2.2.1活塞连杆组的构造

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成。

1.活塞

）活塞功用

活塞顶与气缸盖、气缸壁共同构成燃烧室；承受气缸中气体压力，将此压力通过活塞销传递给连杆，驱

动曲轴旋转。

（2）工作条件

活塞在气缸内承受周期性变化的气体压力和惯性力，做高速往复运动。并且与高温燃气直接接触，加之

涧滑不良、散热困难，同时伴有化学腐蚀。

：3）材料要求

活塞在恶劣的条件下工作，要求活塞具有足够高的刚度、强度；导热性好，耐高温高压、耐腐蚀；质量

小，具有良好的耐磨性和热稳定性。

（4）活塞的材料

活塞一般采用高强度铝合金材料制造。

1一连杆螺栓；

2一连杆盖;

3一连杆杆身；

4一连杆轴承；

5—活塞环；

6—活塞销；

7—活塞

图2.9活塞连杆组

：5）活塞的组成及特点

活塞由活塞顶部、活塞头部、活塞裙部等组成，如图2J）所示八

①活塞顶部与气缸盖和气缸壁共同组成燃烧室，承受高温气体的压力。活塞顶部有平顶、凸顶、凹顶和

凹坑等几种形状，如图2.11所示。

平顶活塞构造简单，吸热面积小，制造工艺方便，在汽油机上应用广泛；凸顶活塞刚性好，强度高，吸热

面积大，难加工，可获得较大压缩比；凹顶活塞可通过凸凹深度获得不同的压缩比，但顶部温度高；易积

炭，加工困难。桑塔纳2000GSI轿车AJR发动机采用的是凹顶活塞。活塞顶部都标有记号，安装时注意

记号朝前。

活塞裙部

(d)凹炕:(e)凹炕:

②活塞头部指活塞环槽以上到活塞销座孔以上的部分。一般活塞头部有数道环槽，用以安装活塞环。

汽油机通常有三道环槽，其中两道气环槽和一道油环槽，在油环槽底面上有许多径向小孔，使被油环从

气缸壁上刮下的机油流回油底壳。

活塞顶部吸收的热量主要通过活塞环传给气缸壁，再由冷却水带走，此外活塞头部还与活塞环一起

密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内。

③活塞裙部指由环槽下端面起至活塞底平面的部分。其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向，并

承受侧压力。

在活塞裙部的上部有活塞销座，用来安装活塞销，是活塞与连杆的连接部分，销座孔需要很高的加工精

度。活塞销偏置就是活塞销座孔轴线向活塞中心线左侧偏移l~2mm,可以防止活塞在受压力较大的压

缩上止点换向时撞击气缸壁形成“敲缸”。

高速发动机为了能减轻活塞的质量，通常将全裙式(一薄壁圆筒)沿活塞销座孔轴线方向去掉一块成为

拖板式活塞。

：6)活塞的变形规律及应对措施

由于机械负荷和热负荷的影响，活塞发生变形。在圆周方向，其裙部直径沿活塞销座轴线方向增大,

便裙部变成长轴在活塞销座轴线方向上的椭圆。由于气体压力和侧压力的作用，同时活塞销座附近金属

堆积，受热后膨胀量大，使活塞径向产生椭圆变形。在高度方向，由于温度分布和质量分布不均匀，则变

形量上大下小。

为了保证活塞在工作时与勺缸壁间保持比较均匀的间隙，以免在气缸内卡死或引起局部磨损，必须

在构造上采取措施：

①冷态下活塞制造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椭

圆锥形。

②活塞销座附近的裙部外表面制成凹陷0.5~1mm。

③在活塞裙部受侧向力小的一侧开“T”形槽。其中横槽为绝热槽，可减少从活塞头部向裙部传热，使

裙部膨胀量减少；纵槽称膨胀槽，使裙部具有弹性，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。

④采用双金属活塞。有些铝合金活塞在活塞销座孔处嵌入线膨胀系数小的“恒范钢片”，其作用是牵制

活塞裙部的膨胀量。桑塔纳2000GSI轿车就嵌入了“恒范钢片”。

采用上述措施后，活塞裙部与气缸壁之间的冷态装配间隙便可减小，使发动机不产生冷“敲缸”现象。

2.活塞环

活塞环有气环和油环，如图2.12所示。

U）活塞环的作用

气环的作用是保证气缸与活塞间的密封，并且把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，由冷却液带

走。油环起布油和刮油的作用，下行时刮除气缸壁上多余的机油，上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油

膜，这样既可防止机油窜入气缸燃烧，又可以减少活塞、活塞班与气缸壁的摩擦阻力，此外，油环还能起

到封气的作用。

（2）活塞环的工作条件及要求

活塞环工作时受到气缸中高温、高压的作用，随活塞一起做高速运动，加上因高温机油可能变质，使润滑

条件变差，因此，磨损严重，易折断。为此，要求其材料应有良好的耐热性、耐磨性、导热性及足够的强

度和弹性。

⑶活塞环的材料

通常使用合金铸铁、优质铸铁和球墨铸铁。

14)活塞环的间隙

发动机工作时，活塞、活塞环都会受热膨胀，为防止环卡死在缸内或胀死在环槽内，安装时，活塞环

应留有端隙、侧隙和背隙，如图2.13所示。

端隙又称为开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙，一般为0.25〜0.50mm。

侧隙42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。第一道环侧隙大，一般为

0()4-0.10mm,其他环一般为0.03~0.07mm。油环侧隙更小些。

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0.5〜1mm。油

坛背隙大些，以增大存油间隙，便于减压泄油。

15)气环的密封原理

活塞环在自由状态时，其外圆尺寸比气缸内径大些，装入气缸后，环就产生•定的弹力而紧贴在气缸壁

匕形成密封面人如图2.14所示，气环在发动机各个行程中，还会由于气体压力或惯性力的作用，用紧在

、.活塞环槽的侧面上，产生另一个密封面。高温高压燃气经过这样的通道，从最后一道气环泄漏的燃气

压力大大减小。

(b)压缩行程

(c)做功行程(d)排气行程

为了减少燃气泄漏，活塞环装入气缸后各道环的开口相互错开120°或90°,形成迷宫式的路线，增大

漏气阻力，减少漏气量。

：6)气环的泵油现象

由于活塞环的侧隙和背隙客观存在，当发动机工作时；活塞环不可避免地产生泵油现象，如图2.15所示。

泉油现象会使机油上窜燃烧室燃烧，形成积炭，造成机油的消耗量增加，并可能在环槽内形成积炭，导

致环在环槽内卡死而失去密封作用，甚至使环折断。

⑶活塞下行⑻活塞上行

活塞下行时，环靠在环槽上方，环从缸壁上刮下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的上方。如此反复，就将缸壁上的矶油泵入燃烧室。可见泵油作用是很有害

的，必须设法消除。为了消除或减少有害的泵油作用，除了在气环的下面装有油环外，广泛采用了非矩形

断面的扭曲环。

（7）活塞环的种类

根据活塞环的作用不同分为气环和油环。

①气环。气环按断面形状分为矩形环、扭曲环、桶面环、锥面环及梯形环等几种，如图2.16所示。

矩形环构造简单，制造方便，与气缸壁接触面积大，有利于活塞散热。但磨合性差，而且会产生“泵油作

用”。

⑶矩形环（b）扭曲环（0桶面环（d）锥面环（e）梯形环⑴反扭曲环

扭曲环密封性、磨合性好，可防止“泵油”现象，易形成油楔，改善润滑，可提高刮油能力。安装时，必

我注意环的断面形状和方向，应将其内切口朝上，外切口朝下。扭曲环不可装反，否则机油消耗率成倍增

加。目前应用最广。

桶面环的外圆面为外凸圆弧形，能很好地适应活塞的摆动，接触面积小，有利于密封。常用于第1道环。

锥面环的外圆面为锥角很小的锥面，锥面环与气缸壁为线接触.磨合性好。

楞形环断面为梯形。其主要优点是抗黏结性好、常用于热负荷较高的柴油机的第1道环。

②油环。油环的作用是布油和刮油。油环分为普通油环和组合油环，通常用组合油环。

组合油环由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成，如图2.17所示。

EI

组合油环由上、卜.刮片和有径向、轴向弹力的衬簧组成，这种环刮片很薄，刮油作用强，质量轻，回油通

道大，在高速发动机上得到广泛应用。

3.活塞销

（1）活塞销的作用

活塞销用于连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。

：2）活塞销的工作条件及要求

活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件差。为此，活塞销必须有足够的刚度、强度

和耐磨性，并且要求质量轻。

13）活塞销材料

活塞销一般为低碳钢或低碳合金钢，如2（）Mn、15Cr、20Cr或20MnV等。经表面渗碳淬火，再精磨加工。

这样既提高了表面硬度和耐磨性，乂保证有较高的强度和冲击韧性。为了减轻质量，活塞销一般做成空

心圆柱。

（4）活塞销的连接方式

活塞销的连接方式有半浮式和全浮式两种，如图2.18所示。

半浮式连接就是销与座孔之间为间隙配合，与连杆小头衬套孔之间为过盈配合。

全浮式连接就是在发动机工作温度时,活塞销与连杆小头衬套孔和活塞销座孔均为间隙配合。其特点是

实际接触面积大，减轻磨损且磨损均匀，因此被广泛应用。

(a)半浮式(b)全浮式

图2.18活塞销的连接方式

4.连杆

;1)连杆组的作用及组成

达杆组的作用是将活塞承受的力传给曲粕I,推动曲轴转动，从而使活塞的往及运动转变为曲轴的旋转运

动。连杆由小头、大头、杆身组成，如图2.19所示。

(2)连杆组的工作条件及要求

连杆在工作中要承受活塞销传来的气体压力、活塞连杆组往复运动的惯性力和连杆大头绕曲地旋转产生

的旋转惯性力的作用，因此要求连杆要有足够的刚度、强度，质量要尽量轻。

⑶连杆的材料

为满足上述要求，连杆一般采用中碳钢或中碳合金钢经模锻而成，也有采用球墨铸铁制造的。为提高疲

劳强度常进行表面喷丸处理，小型发动机的连杆则采用高强度铝合金。

：4)连杆的构造

小头与活塞销相连，采用全浮式连接方式，连杆小头孔内装有耐磨的青铜衬套，为润滑活塞销与衬

套，在连杆小头和衬套上一般有集油孔用来收集发动机运转时溅到上面的机油。也有在连杆杆身内钻有

纵向的压力油道的，对小头进行压力润滑。

连杆杆身制造成“工”字形断面，在质量尽可能小的情况卜提高抗弯强度。

连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。为便于安装，一般连杆大头做成剖分式，被分开的部分为连杆盖,

用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上，为防止装配错误，在同恻刻有记号。有的连杆大头连同轴承钻有

小油孔，从中喷出的压力油用于对气缸壁和凸轮进行润滑。

连杆大头的切口形式有平切口和斜切口。平切口连杆的剖切面垂直于连杆轴线。一般汽油机连杆大头尺

寸都小于气缸直径，可采用平切口。柴油机连杆的受力较大，连杆大头的尺寸往往超过气缸直径，为使连

杆大头能通过气缸便于柝装.将连杆大头沿与连杆杆身轴线成30°~60°的方向切开.形成斜切口.斜

切口连杆在往复惯性力作用下受拉时,，在切口方向作用有较大的横向力，因此，要有可靠的定位装置。斜

切口连杆常用的定位方式有止口定位和套筒定位、锯齿定位。

对于V型发动机，连杆安装方式有并列、主副和叉形三种，如图2.20所示。

（a）主副连杆（b）叉形连杆

图2.20V型发动机连杆安装方式

①并列式。相对应的左右两缸连杆并列安装在同一连杆轴颈上。两侧连杆可以通用，两列气缸中的活塞

连杆组运动规律相同，但曲釉的长度增加。

②主副式。一列气缸的连杆为主连杆，直接安装在连杆轴颈上，另一列为副连杆，钱接在主连阡大头上的

两个凸耳之间。这种连接可不增加发动机的轴向长度，但主副连杆不能互换，两列气缸的活塞连杆组运

动规律不同。

③叉形连杆式。左右对称的两列气缸连杆中，一个连杆大头做成叉形，跨于另一个连杆厚度较小的大头

两端。两列气缸中的活塞连杆组的运动规律相同，但叉形连杆的制造工艺复杂，且大头的刚度较低。

5.连杆轴承

连杆轴承也称连杆轴瓦。现代发动机用连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承，为减小摩擦

阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内安装具有•定弹性的滑动轴承，简称为连杆轴瓦。连杆轴瓦

在自由状态下的半径略大于座孔的半径。另外，当轴瓦压入座孔并用一定压力压紧后，轴瓦稍高于座孔

接合面（高出量），当连杆螺栓紧固后，便产生一定的过盈量。靠合适的过盈量保证轴瓦在工作时与座

孔紧密贴合，以利于散热。如图2.21所示，轴瓦分上下片，表面有耐磨合金层，背面有较高光洁度。装入

连杆大头孔内有过盈量，可均匀紧贴大头内孔，具有很好的承受载荷和导热的能力，提高工作可靠性,

延长寿命。轴瓦上有定位凸键，安装时嵌入连杆大头的定位凹槽中可以防止轴瓦移动或转动，

6.连杆螺栓

连杆盖和连杆大头用连杆螺栓连在•起，连杆螺栓在工作中承受很大的交变载荷作用，为此，采用优质

合金钢并经过精加工特制而成。拆装时，拧紧连杆螺栓，要分2〜3次交替均匀拧紧到规定力矩，拧紧后

还应可靠地锁紧。平切口连杆起与连杆的定位多采用连杆螺栓定位，利用连杆螺栓中部精加工的圆柱凸

台或光圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来保证。

2.2.2活塞连杆组的检修

活塞连杆组的检修主要包括活塞的选配、活塞环的检修、连杆的检修、活塞销的选配和活塞连杆组

的组装。

1.活塞的选配

活塞的损伤形式

活塞的损伤主要是磨损，发生在活塞的环槽、销座孔、裙部处，有时还有活塞的刮伤、烧蚀等现象。

(2)活塞的选配

当气缸的磨损超过允许值或活塞发生明显损伤时，必须对气缸进行修理，并要根据气缸的修理尺寸选配

活塞。选配活塞时应注意：

①按气缸的修理尺寸选用同一级修理尺寸和同一尺寸组的活塞。

②活塞成套选配时，同•台发动机应选用同•厂牌的活塞，以保证其材料和性能的•致性c

③成组选配活塞中，尺寸差和质量差应符合要求。其尺寸差一般为0.01〜0.025mm,质量差一般为5〜

10go销座孔的涂色标记应相同。

④成组选配活塞时，应注意分组标记和涂色标记。

⑶活塞的测量

测量活塞的裙部，测量时用外径千分尺在活塞销平行方向和垂直方向各测量一次，将测得数值与标准尺

寸相减得到磨损量，并计算圆度和圆柱度。

2.活塞环的检修

)活塞环的损伤形式

活塞环在工作时，由「受高温作用和润滑条件差的影响，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、侧隙增大，此外，还有可能断裂损坏。

(2)活塞环的选配

发动机大修时，应根据气缸的修理尺寸，选用与气缸、活塞同一修理尺寸级别的活塞环。为确保活塞环

的工作性能，要求其具有足够的弹性以保证与气缸壁紧密贴合和在环槽内有合适的配合间隙。在选配活

塞环时应进行活塞环的弹力检验、漏光检验和“三隙”检验。

(3)活塞环的“三隙”检验

①活塞环的端隙检测。将活塞环置了气缸套内，并用倒置活塞的顶部将活塞环推入气缸内相应的位置,

然后用厚薄规测量。端隙大于规定值，应更换；端隙过小，应对环口的一端加以铿削。铿削时；注意环口

应平整、无毛刺，如图2.22(a)所示。

②活塞环的侧隙检测。将活塞环放入环槽内，在环槽内滚动应自由，既不松动，又无阻滞现象。用厚薄规

按图2.22(b)所示的方法测量，其值应符合要求。侧隙过大，应更换：侧隙过小，将活塞环置于平板上的

砂布上研磨。

③活塞环的背隙检测。背隙通常以环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量。测量时，将环落入环槽底,

再用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值。背隙一般为0.10-035mm,如图2.22(c)所示。

在实际操作中，通常以经验法判断活塞环的背隙，将环置了环槽内，环应低于环岸，且能在槽中滑动自

如，无明显松旷感觉即可。

2

⑻检查端隙(b)检查侧隙⑹检查背隙

图2.22活塞环三隙的检查

|1一塞尺；2T环；3—活塞|

(4)活塞环漏光度的检测

为了保证活塞环的密封作用，要求活塞环的外表面与气缸壁贴合良好，避免造成漏气和机油上窜现

象。

活塞环漏光度校验仪将被检验的活塞环套入以三组滚轮支承并能自由转动的环规中，挡盘、灯泡等固定

在底座上，套筒内的灯光透过活塞环与气缸壁的缝隙，将环规转动一圈，便可以从上面观察到活塞环的

漏光度。

市塞环漏光度的技术要求是：在活塞环端口左右30°范围内不应有漏光点，在同一拈塞环_Lli勺漏光点不

能多于2处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25°,同•环上漏光弧长所对应的圆心角之和不得

超过45°,漏光处的缝隙应不大于0.03mm。

3.连杆的检修

(1)连杆的损失形式

连杆在工作中，由于受复杂的交变载荷的作用，易造成连杆的弯曲、扭曲，大小头内孔的磨损，螺栓孔的

损坏，大头端接触面损伤以及连杆的裂纹等。

（2）连杆变形的检验

①连杆变形的检验在连杆校验仪上进行，如图2.23所示，检验时，首先将连杆大头的轴承盖装好，不装

连杆轴承，按规定扭力将连杆螺栓拧紧，装配好活塞销，然后将连杆大头套装在支承轴上，通过调整定

位螺钉使支承轴扩张，将连杆固定在校验仪上。

②将校验仪的三点规的V形面靠合在活塞销顶面上，观察三个测点与校验平板的接触情况。

③如果三点规的三个测点都与检验平板接触，说明连杆无变形。如果上测点与平板接触，下面两点不接

触,且与平板间隙相等，或下面两点与平板接触而上点不接触，说明连杆弯曲，此时用塞尺测量测点与

平板间的间隙就是连杆在100mm长度上的弯曲度值。

④如果只有一个下点与平板接触，上点与平板间隙等于另一个下点与平板间隙的1/2,