第二章 曲柄连杆机构.doc

第二章 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情况；掌握机体组中各个零件的作用、材料、结构特点；掌握连杆组中各个部件的作用、材料、结构特点；掌握曲轴飞轮组中各个部件作用、材料、结构特点；掌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须采取相应的措施一、 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，配气机构复杂；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，因为在热态下：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、装第二、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，因为受力大，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：是因为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配合间隙；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、残余应力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，φ max-φ min 除以 2；圆柱度：不同截面，φ max-φ min 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缸体出现严重破裂；③修理尺寸达到尽头；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：讲述量缸表的使用；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；脱顶：环端隙、侧隙太小，砂眼，温度高等；选配：成套选配，同一尺寸、同一厂牌；每一个修理尺寸级别中又分为若干组，直径相差 0.01~0.015mm修理尺寸级别代号打印在活塞的顶部2.活塞销：常温下是过盈配合，工作时变成间隙配合，可转动---磨损均匀。

发动机大修时应更换活塞销与座孔处的配合可通过铰销、镗销、滚压等办法来实现但进口汽车不提倡铰销或刮销，而是对活塞销、销座、连杆衬套采用分组选配（同时更换、以同一颜色为一组） 3.活塞环的选配：环的耗损主要是活塞环的磨损、弹性减弱和折断等由于高温、润滑条件差等原因，导致环磨损，弹力下降，端隙、侧隙增大一般活塞环的磨损要比气缸的大修极限快，故大修之间需更换一、二次活塞环为适应发动机修理的要求，环一般有六级加大的修理尺寸（七种环） 环的检验：弹性检验：活塞环弹性检验仪漏光检验：方法；要求：开口处左右 300 不得漏光漏光不得多于两处，且每处弧长的角度不大于 25 度总和不大于 450漏光缝隙不大于 0.03mm三隙检查：略4.连杆的检修：损伤：弯扭检测：连杆校验仪 （实训课中讲授） 修理：先校扭、后校弯八、曲轴飞轮组的检修1.曲轴：损伤：磨损：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 （由气体压力、活塞连杆组往复惯性力、离心力合成）擦伤、烧伤：杂质、缺油弯曲、扭曲：使用不当、修理不当、个别缸长期不工作影响到配气正时、点火正时）裂纹：应力集中所致（必须更换曲轴） 。

检测：裂纹：磁力探伤、浸油敲击法弯曲：修理：当曲轴有裂纹、隐伤或扭曲较大时或曲轴磨削的修理尺寸达到尽头时，必须更换曲轴曲轴的校正：冷压校正2.曲轴轴承：损伤：磨损、刮伤、烧伤、疲劳剥落选择轴承概括为：根据轴颈选轴承，轴承长宽符合 标准，背面光滑凸点好，弹性合适直接选配、不刮瓦、不加垫是现代曲轴轴承的修理特点轴承间隙（径向）的检查方法：1）手感；2）内外孔径之差；3）放软金属曲轴轴向间隙检查：百分表、塞尺3.飞轮的检修：损伤：齿圈的磨损和断齿检修：更换或换向 （加热至 300~400 度）安装后应注意飞轮后平面与曲轴轴线的垂直度，否则影响变速器的工作动平衡检查：动平衡机平衡的方法：钻孔或加装平衡片九、曲柄连杆机构常见异响的人工诊断方法：异响：是指汽车总成或机构在工作中产生的超过技术文件规定的不正常响声异响与发动机的转速、温度、负荷和润滑条件有关1.曲轴主轴承响：2.连杆轴承响：3.活塞销响：4.活塞敲缸响：5.活塞环响：十、实训二、三、四详见实训指导书。