1、第二章曲柄连杆机构的构造与维修第二章曲柄连杆机构的构造与维修第一节曲柄连杆机构概述第一节曲柄连杆机构概述第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修第四节第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解和组装型发动机曲柄连杆机构分解和组装第五节曲轴飞轮组的构造和检修第五节曲轴飞轮组的构造和检修第一节曲柄连杆机构概述第一节曲柄连杆机构概述一、曲柄连杆机构的工作原理和组成结构一、曲柄连杆机构的工作原理和组成结构 1.曲柄连杆机构的工作原理曲柄连杆机构的工作原理 曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转换为机械能的主要机曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转
2、换为机械能的主要机构，其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动构，其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动而对外输出的动力。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力而对外输出的动力。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，推动活塞做往复直线运动，经活塞销、连杆和直接作用在活塞顶上，推动活塞做往复直线运动，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，大部分经由曲轴后端的飞轮输出，一部分用于驱动本机其他机动力，大部分经由曲轴后端的飞轮输出，一部分
3、用于驱动本机其他机构和系统。构和系统。下一页返回第一节曲柄连杆机构概述第一节曲柄连杆机构概述2.曲柄连杆机构的组成结构曲柄连杆机构的组成结构曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组机体组:主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套和气缸垫等不动件。主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套和气缸垫等不动件。活塞连杆组活塞连杆组:主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。曲轴飞轮组曲轴飞轮组:主要包括曲轴和飞轮等机件。主要包括曲轴和飞轮等机件。下一页上一页返回第一节曲柄连杆机构概述
4、第一节曲柄连杆机构概述二、工作条件与受力分析二、工作条件与受力分析 发动机工作时，气缸内最高温度可达发动机工作时，气缸内最高温度可达2 500以上，最高压力可以上，最高压力可达达59 MPa。现代发动机的最高转速一般可达。现代发动机的最高转速一般可达4 000 6 000 r/min，其，其线速度是很高的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件线速度是很高的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件(如气如气缸、气缸盖、活塞组等缸、气缸盖、活塞组等)还将受到化学腐蚀和电化学腐蚀。因此，曲还将受到化学腐蚀和电化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和有腐蚀的条件下工作的。柄连杆机构是在高温
5、、高压、高速和有腐蚀的条件下工作的。由于曲柄连杆机构是在高压下做变速运动，因此，它在工作中的由于曲柄连杆机构是在高压下做变速运动，因此，它在工作中的受力情况很复杂，其中主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转受力情况很复杂，其中主要有气体作用力、运动质量的惯性力、旋转运动件的离心力以及相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。运动件的离心力以及相对运动件的接触表面所产生的摩擦力等。下一页上一页返回第一节曲柄连杆机构概述第一节曲柄连杆机构概述1.气体作用力气体作用力 气体压力是造成机件磨损和损坏的主要因素。如活塞与活塞销、气体压力是造成机件磨损和损坏的主要因素。如活塞与活塞销、活塞销与连杆衬套、连杆
6、轴承与连杆轴颈、主轴承与主轴颈等在气体活塞销与连杆衬套、连杆轴承与连杆轴颈、主轴承与主轴颈等在气体压力作用下互相压紧，在运动中产生磨损压力作用下互相压紧，在运动中产生磨损;同时，气体压力还会使活同时，气体压力还会使活塞紧压在气缸壁上，从而加剧活塞、活塞环和气缸壁的磨损。塞紧压在气缸壁上，从而加剧活塞、活塞环和气缸壁的磨损。在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由于进气、在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由于进气、排气两个行程中的气体压力较小，对机件影响不大，故这里主要分析排气两个行程中的气体压力较小，对机件影响不大，故这里主要分析做功和压缩两个行程中气体的作用力。做功和
7、压缩两个行程中气体的作用力。2.离心力与往复惯性力离心力与往复惯性力 物体绕某一中心做旋转运动时，就会产生离心力物体绕某一中心做旋转运动时，就会产生离心力(旋转速度发生旋转速度发生变化时，还会产生转动惯量变化时，还会产生转动惯量)。往复运动的物体，当运动速度变化时，。往复运动的物体，当运动速度变化时，将产生往复惯性力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都存在。将产生往复惯性力。这两种力在曲柄连杆机构的运动中都存在。下一页上一页返回第一节曲柄连杆机构概述第一节曲柄连杆机构概述 3.摩擦力摩擦力 摩擦力的存在是造成配件表面磨损的根源。曲柄连杆机构中互相摩擦力的存在是造成配件表面磨损的根源。曲柄连杆机构
8、中互相接触的表面做相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数接触的表面做相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。成正比，其方向总是与相对运动的方向相反。上一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修一、气缸体和曲轴箱一、气缸体和曲轴箱 1.气缸体的基本结构气缸体的基本结构 气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空腔，称为气缸，下部为支撑曲轴的曲轴箱，如腔，称为气缸，下部为支撑曲轴的曲轴箱，如图图2-3所示。所示。气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保
9、持发动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。气缸体有水冷式和风冷式。机各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体有水冷式和风冷式。整体式气缸体有上、下两个平面，用以安装气缸盖和下曲轴箱。整体式气缸体有上、下两个平面，用以安装气缸盖和下曲轴箱。它往往也是气缸修理的加工基准。它往往也是气缸修理的加工基准。下一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修 2.气缸与气缸套气缸与气缸套 为了适应气缸的工作条件，提高气缸表面的耐磨性，可从材料、为了适应气缸的工作条件，提高气缸表面的耐磨性，可从材料、结构和加工精度等方面来考虑。气缸体材料一般采用优
10、质灰铸铁制造，结构和加工精度等方面来考虑。气缸体材料一般采用优质灰铸铁制造，有时在铸铁中加入少量合金元素，如镍、钥、铬和磷等，以提高其耐有时在铸铁中加入少量合金元素，如镍、钥、铬和磷等，以提高其耐磨性，有些气缸还采用表面处理，如表面淬火和镀铬等。磨性，有些气缸还采用表面处理，如表面淬火和镀铬等。但是，如果气缸体全部采用优质耐磨材料制造，将造成材料上但是，如果气缸体全部采用优质耐磨材料制造，将造成材料上的浪费，因为除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他各部分对耐磨性的浪费，因为除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他各部分对耐磨性的要求并不高。所以近年来多采用在气缸体内镶入气缸套，形成气缸的要求并不高。所
11、以近年来多采用在气缸体内镶入气缸套，形成气缸工作表面。这样，气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，工作表面。这样，气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而气缸体则可以用价格较低的普通铸铁或铝合以延长气缸使用寿命，而气缸体则可以用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。气缸套有干式和湿式两种形式，如金等材料制造。气缸套有干式和湿式两种形式，如图图2-4所示。所示。3.气缸的排列形式气缸的排列形式(图图2-5)4.曲轴箱的结构形式曲轴箱的结构形式(图图2-6)下一页上一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修5.下曲轴箱下曲轴箱(油底壳油底壳)(图图2-
12、7)二、气缸盖与气缸垫二、气缸盖与气缸垫 1.气缸盖气缸盖 气缸盖的主要功用是封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构气缸盖的主要功用是封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室。成燃烧室。气缸盖内也有冷却水套，其端面上的冷却水孔与气缸体上的冷却气缸盖内也有冷却水套，其端面上的冷却水孔与气缸体上的冷却水孔相通，以便利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。气罐盖如水孔相通，以便利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。气罐盖如图图2-8所示。所示。几种汽油机燃烧室类型如几种汽油机燃烧室类型如图图2-9所示。所示。下一页上一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修 2.气缸垫气缸垫 气缸垫用来保证气
13、缸体与气缸盖接合面间的密封，防止漏气、气缸垫用来保证气缸体与气缸盖接合面间的密封，防止漏气、漏水。漏水。气缸垫接触高温、高压气体和冷却水，在使用中很容易被烧蚀，气缸垫接触高温、高压气体和冷却水，在使用中很容易被烧蚀，特别是缸口卷边周围。因此，气缸垫要耐热、耐蚀，具有足够的强度、特别是缸口卷边周围。因此，气缸垫要耐热、耐蚀，具有足够的强度、一定的弹性和导热性，从而保持可靠的密封。一定的弹性和导热性，从而保持可靠的密封。应用较多的是金属一石棉垫。应用较多的是金属一石棉垫。气缸垫安装时应注意将卷边朝向易修整的接触面或硬平面。气缸垫安装时应注意将卷边朝向易修整的接触面或硬平面。三、气缸体与气缸盖的检修
14、三、气缸体与气缸盖的检修1.气缸体与气缸盖的常见损伤气缸体与气缸盖的常见损伤(1)裂纹裂纹气缸体裂纹气缸体裂纹气缸盖裂纹气缸盖裂纹下一页上一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修(2)变形变形 气缸体变形。气缸体在使用过程中发生变形的现象是普遍存在的。气缸体变形。气缸体在使用过程中发生变形的现象是普遍存在的。气缸盖变形。气缸盖变形是指与气缸体的接合平面翘曲变形，是一气缸盖变形。气缸盖变形是指与气缸体的接合平面翘曲变形，是一种常见的损伤形式。种常见的损伤形式。(3)磨损气缸的磨损程度是衡量发动机是否需用大修的重要依据之一。磨损气缸的磨损程度是衡量发动机是否需用大修的重要依据之一。
15、气缸磨损的特点在正常磨损情况下，气缸磨损的特点是不均匀磨损。气缸磨损的特点在正常磨损情况下，气缸磨损的特点是不均匀磨损。气缸磨损的原因气缸是在润滑不良、高温、高压、交变负荷和腐蚀性气缸磨损的原因气缸是在润滑不良、高温、高压、交变负荷和腐蚀性物质作用的恶劣环境下工作的，同时由于活塞、活塞环在气缸内高速物质作用的恶劣环境下工作的，同时由于活塞、活塞环在气缸内高速往复运动，也会使气缸工作表面发生磨损。往复运动，也会使气缸工作表面发生磨损。下一页上一页返回第二节机体组的构造和检修第二节机体组的构造和检修 2.气缸体与气缸盖的检修气缸体与气缸盖的检修 (1)检查气缸盖平面将气缸盖翻过来，把刀形样板尺放到
16、气缸盖下表面检查气缸盖平面将气缸盖翻过来，把刀形样板尺放到气缸盖下表面上，用塞尺检查气缸盖的平面度。气缸盖的平面度最大不得超过上，用塞尺检查气缸盖的平面度。气缸盖的平面度最大不得超过0.1 mm。如超过最大极限值，应予以修理或更换，修理后的气缸盖高度。如超过最大极限值，应予以修理或更换，修理后的气缸盖高度a不得低于规定值，如不得低于规定值，如图图2-11所示。所示。(2)气缸体与气缸盖裂纹的检修气缸体裂纹的检查一般采用水压试验法。气缸体与气缸盖裂纹的检修气缸体裂纹的检查一般采用水压试验法。试验时，应用专用的盖板封住气缸体水道口，用水压机将水压入缸体试验时，应用专用的盖板封住气缸体水道口，用水压
17、机将水压入缸体水道中，要求在水道中，要求在0.3 0.4 MPa的压力下，保持约的压力下，保持约5 min应没有任何渗应没有任何渗漏现象。漏现象。(3)气缸磨损的测量使用刻度范围在气缸磨损的测量使用刻度范围在50 200 mm的量缸表，在气缸内三的量缸表，在气缸内三个位置上，如个位置上，如图图2-12所示，进行横向所示，进行横向(A向向)和纵向和纵向(B向向)垂直测量。垂直测量。(4)气缸的修理气缸的修理就是按修理尺寸法或镶套修复法，通过锁削或气缸的修理气缸的修理就是按修理尺寸法或镶套修复法，通过锁削或磨削加工，使气缸达到原来的技术要求。磨削加工，使气缸达到原来的技术要求。上一页返回第三节活塞
18、连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等主要机件组成，如活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等主要机件组成，如图图2-13所示。所示。一、活塞一、活塞 1.活塞的作用与材质活塞的作用与材质 活塞的作用是封闭气缸，与气缸盖、气缸壁共同构成燃烧室，承活塞的作用是封闭气缸，与气缸盖、气缸壁共同构成燃烧室，承受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。活塞应有足够的强度和刚度，质量尽可能小，导热性能好，有良活塞应有足够的强度和刚度，质量尽可能小，导热性能好，有良好的耐热性、耐磨性，温度变化时尺寸及形状的变化小。因
19、为活塞承好的耐热性、耐磨性，温度变化时尺寸及形状的变化小。因为活塞承受的气体压力和惯性力是呈周期性变化的，活塞的不同部分会受到交受的气体压力和惯性力是呈周期性变化的，活塞的不同部分会受到交变的拉伸、压缩或弯曲载荷，并且由于活塞各部分的温度极不均匀，变的拉伸、压缩或弯曲载荷，并且由于活塞各部分的温度极不均匀，会在活塞内部产生一定的热应力。会在活塞内部产生一定的热应力。汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金，有的柴油机上也汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金，有的柴油机上也采用高级铸铁或耐热钢制造活塞。采用高级铸铁或耐热钢制造活塞。下一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检
20、修2.活塞的结构活塞的结构 活塞的基本结构如活塞的基本结构如图图2-14所示。所示。(1)活塞顶部活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。为了提活塞顶部活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。为了提高刚度和强度，并加强其散热能力，背面多有加强筋。根据不同的目高刚度和强度，并加强其散热能力，背面多有加强筋。根据不同的目的和要求，活塞顶部制成各种不同的形状，它的选用与燃烧室形式有的和要求，活塞顶部制成各种不同的形状，它的选用与燃烧室形式有关。汽油机活塞顶部多采用如关。汽油机活塞顶部多采用如图图2-15所示的几种形式。所示的几种形式。(2)活塞头部活塞头部是最下边一道活塞环槽以上的部分。
21、其主要作用是活塞头部活塞头部是最下边一道活塞环槽以上的部分。其主要作用是:承受气体压力，并传给连杆承受气体压力，并传给连杆;与活塞环一起实现对气缸的密封与活塞环一起实现对气缸的密封;将活塞将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。(3)活塞裙部自油环槽下端面起至活塞底面的部分称为活塞裙部，其作用活塞裙部自油环槽下端面起至活塞底面的部分称为活塞裙部，其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向和承受侧压力。是为活塞在气缸内做往复运动导向和承受侧压力。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修二、活塞环二、活塞环 1.活塞环的作用与工作条件活塞
22、环的作用与工作条件 (1)活塞环的作用活塞环按其主要作用可分气环和油环两类。活塞环的作用活塞环按其主要作用可分气环和油环两类。气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的气体气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的气体窜入曲轴箱，同时还将活塞头部的热量传给气缸，再由冷却水或空气窜入曲轴箱，同时还将活塞头部的热量传给气缸，再由冷却水或空气带走。另外，气环还起刮油、布油的辅助作用。带走。另外，气环还起刮油、布油的辅助作用。油环的功用是用来将气缸壁上多余的机油刮回油底壳，并在气缸油环的功用是用来将气缸壁上多余的机油刮回油底壳，并在气缸壁上均匀地布油，这样既可以防止机油窜入燃烧室，又可
23、以减小活塞、壁上均匀地布油，这样既可以防止机油窜入燃烧室，又可以减小活塞、活塞环与气缸的摩擦力和磨损。此外，油环也兼起密封作用活塞环与气缸的摩擦力和磨损。此外，油环也兼起密封作用下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修(2)活塞环的工作条件活塞环是在高温、高压、高速和润滑困难的条件下活塞环的工作条件活塞环是在高温、高压、高速和润滑困难的条件下工作的。它的运动情况也很复杂，不仅有与环槽侧面的上下撞击，还工作的。它的运动情况也很复杂，不仅有与环槽侧面的上下撞击，还与缸壁有高速的滑动摩擦，以及由于活塞环的径向张缩运动而产生的与缸壁有高速的滑动摩擦，以及由于活塞环的径向张缩
24、运动而产生的与环槽侧面的摩擦。因此，活塞环是发动机中寿命最短的零件之一。与环槽侧面的摩擦。因此，活塞环是发动机中寿命最短的零件之一。当活塞环磨损至失效时，将出现发动机起动困难，功率下降，曲轴箱当活塞环磨损至失效时，将出现发动机起动困难，功率下降，曲轴箱压力升高，机油消耗增加，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积压力升高，机油消耗增加，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积炭等不良状况。炭等不良状况。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 2.活塞环的结构活塞环的结构 发动机工作时，活塞和活塞环都会发生热膨胀，并且活塞环随活发动机工作时，活塞和活塞环都会发生热膨胀，并
25、且活塞环随活塞在气缸内做往复运动时，有径向张缩变形现象。因此，活塞环在气塞在气缸内做往复运动时，有径向张缩变形现象。因此，活塞环在气缸内应有开口间隙，与活塞环槽间应有侧隙与背隙，如缸内应有开口间隙，与活塞环槽间应有侧隙与背隙，如图图2-17所示。所示。三、活塞销三、活塞销 1.活塞销的作用和工作条件活塞销的作用和工作条件 活塞销的功用是连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力活塞销的功用是连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。传给连杆。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件较差活塞销在高温下承受很大
26、的周期性冲击载荷，润滑条件较差(一一般靠飞溅润滑般靠飞溅润滑)，因而要求有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽，因而要求有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小。为此，活塞销通常制成空心圆柱体。可能小。为此，活塞销通常制成空心圆柱体。活塞销一般用低碳钢或低碳合金钢制造，先经表面渗碳处理，以活塞销一般用低碳钢或低碳合金钢制造，先经表面渗碳处理，以提高表面硬度，并保证心部具有一定的冲击韧性提高表面硬度，并保证心部具有一定的冲击韧性;然后进行精磨和抛然后进行精磨和抛光。光。活塞销的内孔形状有圆柱形、两段截锥形和两段截锥与一段圆柱活塞销的内孔形状有圆柱形、两段截锥形和两段截锥与一段圆柱的组合形等。圆柱
27、形孔易加工，但活塞销的质量较大的组合形等。圆柱形孔易加工，但活塞销的质量较大;两段截锥形的两段截锥形的活塞销质量较小，又接近等强度梁的要求活塞销质量较小，又接近等强度梁的要求(活塞销所承受的弯矩在中活塞销所承受的弯矩在中部最大，距中部越远处越小部最大，距中部越远处越小)，但孔的加工较复杂，但孔的加工较复杂;组合形则介于两者组合形则介于两者之间。之间。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 2.活塞销的分类活塞销的分类 活塞销与活塞销座孔和连杆小头的连接方式，一般有以下两种形式活塞销与活塞销座孔和连杆小头的连接方式，一般有以下两种形式:(1)全浮式在发动机正常工作温
28、度时，活塞销能在连杆衬套和活塞销座全浮式在发动机正常工作温度时，活塞销能在连杆衬套和活塞销座孔中自由转动，因而增大了实际接触面积，减小了磨损且使磨损均匀，孔中自由转动，因而增大了实际接触面积，减小了磨损且使磨损均匀，所以被广泛采用，如所以被广泛采用，如图图2-23(a)所示。所示。装配时，应先将活塞在温度为装配时，应先将活塞在温度为70 90的水或油中加热，然后的水或油中加热，然后将销装入。为防止销因轴向窜动而刮伤气缸壁，在活塞销座两端用卜将销装入。为防止销因轴向窜动而刮伤气缸壁，在活塞销座两端用卜环加以轴向定位。环加以轴向定位。(2)半浮式半浮式连接就是销与座孔或连杆小头两处，一处固定，一处
29、半浮式半浮式连接就是销与座孔或连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头的固定方式，如浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头的固定方式，如图图2-23(b)所示。所示。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修四、连杆四、连杆 1.连杆的组成与作用连杆的组成与作用 连杆组件由杆身、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等部分组成。连杆组件由杆身、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等部分组成。连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。轴的旋转运动。连杆承受活塞销传来的气体作用力及
30、其本身摆动和活塞往复运动连杆承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞往复运动时的惯性力。这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受时的惯性力。这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小的条件下有足够的刚度和强度。的条件下有足够的刚度和强度。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 2.连杆的结构连杆的结构 连杆由小头、杆身和大头连杆由小头、杆身和大头(包括连杆盖包括连杆盖)三部分组成。三部分组成。小头小头:连杆小头与活塞销相连，工作
31、时小头与活塞销之间有相对转动连杆小头与活塞销相连，工作时小头与活塞销之间有相对转动(全浮式全浮式)，因此小头孔中一般有减磨的青铜衬套。为润滑活塞销与衬，因此小头孔中一般有减磨的青铜衬套。为润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上钻有集油槽，用来收集发动机运转而被激溅到上套，在小头和衬套上钻有集油槽，用来收集发动机运转而被激溅到上面的机油，以便润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，则在连杆面的机油，以便润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，则在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道。杆身内钻有纵向的压力油通道。杆身杆身:连杆杆身通常制成连杆杆身通常制成“工工”字形断面，以求在强度和刚度足够的字形断面，以求在强度
32、和刚度足够的前提下减小质量。前提下减小质量。大头大头:连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，除了个别小型汽油机的连杆连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，除了个别小型汽油机的连杆采用整体式大头外，连杆大头一般都制成分开式，被分开的部分称为采用整体式大头外，连杆大头一般都制成分开式，被分开的部分称为连杆盖，用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。连杆盖，用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 3.连杆螺栓及其锁止连杆螺栓及其锁止 连杆螺栓是一个要承受很大冲击力载荷的重要零件，当其发生连杆螺栓是一个要承受很大冲击力载荷的重要零件，当其发生损坏时，将给发动机
33、带来极其严重的后果。因此一般采用韧性较高的损坏时，将给发动机带来极其严重的后果。因此一般采用韧性较高的优质合金钢或优质碳素钢锻制或冷墩成形。连杆大头在安装时，必须优质合金钢或优质碳素钢锻制或冷墩成形。连杆大头在安装时，必须紧固可靠。连杆螺栓必须按原厂规定的力矩，分紧固可靠。连杆螺栓必须按原厂规定的力矩，分23次均匀地拧紧。次均匀地拧紧。为了可靠起见，还必须采用锁止装置，如防松胶、开口销、双螺母、为了可靠起见，还必须采用锁止装置，如防松胶、开口销、双螺母、自锁螺母及其螺纹表面镀铜等，以防工作时自动松动。自锁螺母及其螺纹表面镀铜等，以防工作时自动松动。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三
34、节活塞连杆组构造与检修4.连杆轴承连杆轴承 (1)连杆轴承的作用连杆轴承的作用:连杆轴承也称连杆轴瓦连杆轴承也称连杆轴瓦(俗称小瓦俗称小瓦)，装在连杆大头，装在连杆大头内，用以保护连杆轴颈和连杆大头孔。其在工作时承受着较大的交变内，用以保护连杆轴颈和连杆大头孔。其在工作时承受着较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。为此，要求轴载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。为此，要求轴承具有足够的强度、良好的减磨性和耐腐蚀性。承具有足够的强度、良好的减磨性和耐腐蚀性。(2)分开式薄壁轴承分开式薄壁轴承:现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成现代发动机所用的连杆轴承是由
35、钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承。的分开式薄壁轴承。五、活塞连杆组的检修五、活塞连杆组的检修 1.活塞的磨损和选配活塞的磨损和选配 (1)活塞的正常磨损活塞的磨损主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨活塞的正常磨损活塞的磨损主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损等。损和活塞销座孔的磨损等。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 (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。对气缸进行修复，并且要根据气缸的修理尺寸选配活塞。2.活
36、塞环的损伤和选配活塞环的损伤和选配(1)活塞环的常见损伤活塞环的常见损伤主要是活塞环的磨损、弹性减弱活塞环的常见损伤活塞环的常见损伤主要是活塞环的磨损、弹性减弱和折断等。和折断等。(2)活塞环的选配在发动机大修时，活塞环是被当做易损件更换的。活塞活塞环的选配在发动机大修时，活塞环是被当做易损件更换的。活塞环设有修理尺寸，但不因气缸和活塞的分组而分组。环设有修理尺寸，但不因气缸和活塞的分组而分组。下一页上一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修3.活塞销的选配活塞销的选配 发动机正常工作时，全浮式活塞销与活塞销座和连杆衬套存在微发动机正常工作时，全浮式活塞销与活塞销座和连杆衬
37、套存在微小的间隙。因此，活塞销可以在销座和连杆衬套内自由转动，使得活小的间隙。因此，活塞销可以在销座和连杆衬套内自由转动，使得活塞销的径向磨损比较均匀，磨损速率也较低。塞销的径向磨损比较均匀，磨损速率也较低。由于活塞销在发动机工作时，承受较大的冲击载荷，当活塞销与由于活塞销在发动机工作时，承受较大的冲击载荷，当活塞销与活塞销座和连杆衬套的配合间隙超过一定数值时，就会由于配合的松活塞销座和连杆衬套的配合间隙超过一定数值时，就会由于配合的松旷而发生异响。旷而发生异响。发动机大修时，一般应选择标准尺寸的活塞销，以便为小修留有发动机大修时，一般应选择标准尺寸的活塞销，以便为小修留有余地。余地。下一页上
38、一页返回第三节活塞连杆组构造与检修第三节活塞连杆组构造与检修 4.连杆组的检修连杆组的检修 连杆组的检修主要有连杆变形的检验、连杆小端衬套的压装与铰连杆组的检修主要有连杆变形的检验、连杆小端衬套的压装与铰削和连杆大端与下盖结合平面损伤的修理等。削和连杆大端与下盖结合平面损伤的修理等。连杆变形的检验在连杆校正仪上进行。在更换活塞销的同时，必连杆变形的检验在连杆校正仪上进行。在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。上一页返回第四节第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解型发动机曲柄连杆机构分解和组装和组装一、气缸盖一、气缸盖1.气缸盖的拆卸气缸盖的拆卸
39、拆下同步带上护罩，拧下气门室罩的螺母。拆下同步带上护罩，拧下气门室罩的螺母。取下压条、支架、同步带护罩和气门室罩。取下压条、支架、同步带护罩和气门室罩。拔下在水温传感器上的插头。拔下在水温传感器上的插头。拔下机油温度传感器的插头。拔下机油温度传感器的插头。拔下氧传感器的插头。拔下氧传感器的插头。旋下同步带后护罩的螺检。旋下同步带后护罩的螺检。拔出火花塞插头，并放置在一边。拔出火花塞插头，并放置在一边。按照按照图图2-26所示，从所示，从110的顺序松开气缸盖螺检。的顺序松开气缸盖螺检。将气缸盖与气缸垫一起拆下。将气缸盖与气缸垫一起拆下。下一页返回第四节第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解型发动
40、机曲柄连杆机构分解和组装和组装2.气缸盖的安装气缸盖的安装按照与拆卸相反的顺序安装气缸盖，但应注意以下几点事项。按照与拆卸相反的顺序安装气缸盖，但应注意以下几点事项。在安装气缸盖之前，要将曲轴转动到第一缸的压缩行程上止点位置。在安装气缸盖之前，要将曲轴转动到第一缸的压缩行程上止点位置。安装气缸垫时，有标号安装气缸垫时，有标号(配件号配件号)的一面必须可见。的一面必须可见。更换气缸盖紧固螺检，不能重复使用已经按照拧紧力矩拧紧过的螺检。更换气缸盖紧固螺检，不能重复使用已经按照拧紧力矩拧紧过的螺检。按照如按照如图图2-27的顺序以的顺序以40 N m的力矩拧紧气缸盖螺检，然后用的力矩拧紧气缸盖螺检，
41、然后用扳手再拧紧扳手再拧紧18000更换损坏的气缸垫。更换损坏的气缸垫。对角拧紧气门室罩与气缸盖的紧固螺母，拧紧力矩为对角拧紧气门室罩与气缸盖的紧固螺母，拧紧力矩为10 N m下一页上一页返回第四节第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解型发动机曲柄连杆机构分解和组装和组装二、曲轴、活塞二、曲轴、活塞1.曲轴和活塞的拆卸和安装曲轴和活塞的拆卸和安装曲轴、活塞分解如曲轴、活塞分解如图图2-28和和图图2-29所示。所示。2.连杆轴向间隙的检查连杆轴向间隙的检查 如如图图2-30所示，检查连杆的轴向间隙。连杆的轴向间隙为所示，检查连杆的轴向间隙。连杆的轴向间隙为0.10 0.35 mm，磨损极限值为，
42、磨损极限值为0.40 mm。测量径向间隙时，将塑料间隙。测量径向间隙时，将塑料间隙规横放在连杆盖的轴瓦全宽上，拧紧连杆盖螺栓，拆下连杆盖，用塞规横放在连杆盖的轴瓦全宽上，拧紧连杆盖螺栓，拆下连杆盖，用塞尺测量压扁的塑料间隙规的宽度，即连杆径向间隙值。连杆的径向间尺测量压扁的塑料间隙规的宽度，即连杆径向间隙值。连杆的径向间隙为隙为0.010.05mm，磨损极限值为，磨损极限值为0.12 mm，在测量连杆径向间隙时，在测量连杆径向间隙时不要转动曲轴。不要转动曲轴。下一页上一页返回第四节第四节AJR型发动机曲柄连杆机构分解型发动机曲柄连杆机构分解和组装和组装三、飞轮三、飞轮1.飞轮的拆卸飞轮的拆卸
43、用专用工具用专用工具10-201 A固定飞轮，以旋松和拧紧飞轮固定螺检。固定飞轮，以旋松和拧紧飞轮固定螺检。折却后更换所有固定螺检。折却后更换所有固定螺检。2.飞轮的安装飞轮的安装 飞轮可按与拆卸相反的顺序进行安装，飞轮与曲轴固定螺栓拧紧飞轮可按与拆卸相反的顺序进行安装，飞轮与曲轴固定螺栓拧紧力矩为力矩为60 Nm+90(1/4圈圈)。上一页返回第五节曲轴飞轮组的构造和检修第五节曲轴飞轮组的构造和检修 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、正时齿轮和曲轴曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、正时齿轮和曲轴带轮等组成，如带轮等组成，如图图2-31所示。所示。一、曲轴一、曲轴 1.曲轴的作用与
44、工作条件曲轴的作用与工作条件 曲轴的主要功用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩并对曲轴的主要功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，另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构和其他各种辅助装外输出，另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构和其他各种辅助装置。置。曲轴在工作时，要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离曲轴在工作时，要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以及它们产生的转矩和弯矩的共同作用。在上述载荷的作用下，心力，以及它们产生的转矩和弯矩的共同作用。在上述载荷的作用下，会引起扭转振动和弯曲振动而产生附加应力会引起扭转振动和弯曲振动而产生附加应力;转速和负荷经常变
45、化，转速和负荷经常变化，导致轴颈处有时不易形成良好的油膜，而它与轴承的相对滑动速度又导致轴颈处有时不易形成良好的油膜，而它与轴承的相对滑动速度又很高很高;在紧急制动等情况下，曲轴还会产生轴向窜动。在紧急制动等情况下，曲轴还会产生轴向窜动。下一页返回第五节曲轴飞轮组的构造和检修第五节曲轴飞轮组的构造和检修2.曲轴的结构与平衡曲轴的结构与平衡 (1)曲轴的结构曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴的结构曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重和后端凸缘等，一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成一平衡重和后端凸缘等，一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。曲轴
46、的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列发动机曲个曲拐。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列发动机曲轴的曲拐数等于气缸数轴的曲拐数等于气缸数;V形发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。形发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。主轴颈是曲轴的支承部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，主轴颈是曲轴的支承部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴，显然全支承曲轴的主轴颈总比连杆轴颈数多一个称为全支承曲轴，显然全支承曲轴的主轴颈总比连杆轴颈数多一个;主轴颈少于连杆轴颈者，称为非全支承曲轴。全支承曲轴的优点是可主轴颈少于连杆轴颈者，称为非全支承曲轴。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度，
47、且主轴承的负荷较小。故它在汽油机和柴油机中以提高曲轴的刚度，且主轴承的负荷较小。故它在汽油机和柴油机中广泛采用。广泛采用。连杆大端为整体式的某些小型汽油发动机或采用滚动轴承作为连杆大端为整体式的某些小型汽油发动机或采用滚动轴承作为曲轴主轴承的柴油发动机，必须采用组合式曲轴，即曲轴的各部分分曲轴主轴承的柴油发动机，必须采用组合式曲轴，即曲轴的各部分分段加工后组合成整个曲轴，如段加工后组合成整个曲轴，如图图2-32所示。所示。下一页上一页返回第五节曲轴飞轮组的构造和检修第五节曲轴飞轮组的构造和检修(2)曲轴的平衡为了平衡连杆大端、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其曲轴的平衡为了平衡连杆大端、连杆轴颈
48、和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时还为了平衡部分往复惯性力，使发动机运转平稳，须对曲力矩，有时还为了平衡部分往复惯性力，使发动机运转平稳，须对曲轴进行平衡。轴进行平衡。3.曲轴前后端的密封和轴向定位曲轴前后端的密封和轴向定位 (1)曲轴前端的密封曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮、驱动风曲轴前端的密封曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的正时齿轮、驱动风扇和水泵的带轮及止推片等，如扇和水泵的带轮及止推片等，如图图2-34所示。所示。(2)曲轴后端的密封曲轴后端有安装飞轮用的凸缘。为了防止机油向后曲轴后端的密封曲轴后端有安装飞轮用的凸缘。为了防止机油向后漏出，常采用甩油盘、油封漏出，常采用甩油盘、油封(
49、自紧油封或填料油封自紧油封或填料油封)和回油螺纹等封油和回油螺纹等封油装置。回油螺纹的工作原理如装置。回油螺纹的工作原理如图图2-35所示。所示。下一页上一页返回第五节曲轴飞轮组的构造和检修第五节曲轴飞轮组的构造和检修(3)曲轴的轴向定位发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴曲轴的轴向定位发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力及其他力的作用，从而有轴向窜动的可能。因曲轴的窜动将破坏向力及其他力的作用，从而有轴向窜动的可能。因曲轴的窜动将破坏曲柄连杆机构一些零件的正确位置，故必须用止推片加以限制。在曲曲柄连杆机构一些零件的正确位置，故必须用止推片加以限制。在曲轴受热膨胀时，其
50、应能自由伸长，所以曲轴上只能有一个地方设置轴轴受热膨胀时，其应能自由伸长，所以曲轴上只能有一个地方设置轴向定位装置。向定位装置。4.曲拐的布置曲拐的布置 曲轴的形状和各曲拐的相对位置曲轴的形状和各曲拐的相对位置(即曲拐的布置即曲拐的布置)，取决于缸数、，取决于缸数、气缸的排列形式气缸的排列形式(单列、单列、V形形)和各缸工作顺序。在安排多缸发动机的和各缸工作顺序。在安排多缸发动机的工作顺序时，应注意使连续做功的两缸相距尽可能远些，以减轻主轴工作顺序时，应注意使连续做功的两缸相距尽可能远些，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气干涉而影响充气量。做功间隔应承的载荷，同时避免可能发生的进气干涉
