汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理与检修技巧
汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理与检修技巧汽车发动机是汽车的核心部件，也是汽车能够行驶的重要驱动力源。
而汽车发动机中的曲柄连杆机构则被认为是发动机的“心脏”，直接影响着其工作效率和可靠性。
对于维修机械师而言，了解汽车发动机曲柄连杆机构的工作原理和检修技巧显得尤为重要。
一、曲柄连杆机构的工作原理1.曲轴我们需要了解到曲柄连杆机构中最重要的部件——曲轴构成及其工作原理。
曲轴是一根长条状的金属杆，其形状造型非常独特，每端都设有连杆销针孔和飞轮销槽。
曲轴的作用是将活塞通过连杆传递出来的往复运动转换成连续不断的旋转运动。
曲轴通过曲柄状的构造使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，而整个曲柄连杆机构的工作便是基于这个原理。
2.连杆连杆是曲柄连杆机构中的另一重要部分。
它与曲轴相连，并将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。
连杆由一个大头、一根杆体和一个小头所组成。
大头设有铜套，其套接在曲轴连杆销针孔上以便连接，而小头则是连杆和活塞销的外表面连接处。
对于传统的四行程发动机而言，高压气体从气门进入汽缸时，活塞开始向下缩短燃烧腔，通过连杆的作用将能量转移到曲轴上。
随着活塞的推动，曲轴将发动机转速分别传递到牵引轮、齿轮、让汽车行驶起来。
3.摇臂摇臂也是曲柄连杆机构中的一部分，其作用是将凸轮轴的旋转运动转换成活塞和气门的机械运动。
它们是被高度优化的杆状零件，通常用于活塞式内燃机的气门控制系统中。
摇臂林立，带有凸轮，当凸轮旋转时摇臂会收缩并推动气门，从而将燃料和氧气注入汽缸内。
二、曲柄连杆机构的检修技巧1.曲轴磨削曲轴经过一段时间的使用和磨损之后，可能会出现磨损或者磨减等情况。
为了保证曲轴的循环使用，需要进行曲轴磨削和磨减的操作。
曲轴磨削时需要对曲轴进行防护和切割处理。
操作完成后，曲轴需要进行特定的钻孔和清洗，以确保操作效果。
2.连杆组装曲柄连杆机构中的连杆需要进行组装，并且需要保证组装的精度和质量。
在组装过程中，需要检查锻造的连杆是否有裂痕，并通过煮沸检查来确定连杆是否具有高强度。
汽车构造(曲柄连杆机构)
裙部表面的保护
1）镀锡
油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。
2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存
机油润滑。
（4）活塞裙部形状
销座方向
裙部受侧压力的作用， 导致活塞发生变形 工作时向里变形
工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多， 所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形， 短轴在销座轴方向。
制造时 变形后
开槽活塞（汽油机）
二、活塞环
（一）气环
1.作用： （1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁； （3）辅助刮油、布油。
活塞环安装三隙
侧隙
背隙
端隙
气环的密封
气环的泵油作用
气环的泵油作用
气环断面形状：
（2）刮油油片环（轴普向通衬环环组径合向环衬）环
3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用 在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使 活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过 上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触 处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换 向。
（四）连杆
功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动
为曲轴的旋转运动。 组成：
二、气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷
很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
气缸盖的分解图
捷达轿车气缸盖总成
二、燃烧室
（三）气缸垫
1、功用：安装在气缸盖 和气缸体之间，保证 气缸盖与气缸体接触 面的密封，防止漏气、 漏水和漏油。
Pc
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
一、曲轴断裂
故障表现：曲轴断裂是一个非常严重的故障，常见于金属疲劳导致的断裂。
诊断与排查：
1. 检查曲轴是否有裂纹或损伤，特别是在曲柄与轴颈的连接处。
2. 确保曲轴的平衡达到标准，不平衡可能导致额外的应力。
3. 检查曲轴轴承和轴颈的磨损情况，过度磨损可能导致曲轴断裂。
二、连杆弯曲或断裂
故障表现：连杆弯曲可能会导致发动机振动或噪音，而连杆断裂则会导致发动机停止工作。
诊断与排查：
1. 检查连杆的直线度和弯曲度，确保其符合标准。
2. 检查连杆的轴承和衬套的磨损情况，过度磨损可能导致连杆断裂。
3. 检查连杆螺栓和螺母的紧固情况，确保其牢固。
三、活塞卡滞
故障表现：活塞卡滞会导致发动机运行不平稳，严重时可能导致发动机停机。
诊断与排查：
1. 检查活塞与缸套之间的间隙，确保其符合标准。
2. 检查活塞环的安装和磨损情况，确保其正常工作。
3. 检查机油的清洁度和粘度，不合适的机油可能导致活塞卡滞。
四、活塞环磨损
故障表现：活塞环磨损会导致发动机漏气和机油消耗增加。
诊断与排查：
1. 检查活塞环的磨损情况，特别是开口间隙和漏光度。
2. 检查活塞环的材料和硬度，确保其符合标准。
3. 检查缸套的磨损情况，过度磨损可能导致活塞环断裂。
五、缸体磨损
故障表现：缸体磨损会导致发动机漏气和压缩比下降。
诊断与排查：
1. 使用内窥镜检查缸体的磨损情况，特别是缸套和气缸壁。
《汽车构造》第二章曲柄连杆机构
3）按排列形式分
直列式（＜6缸），V型＞8缸），水平对置式 优缺点： 优缺点： 直列式：结构简单、长度、 高度较大（垂直、倾斜、 水平）。 V型：刚度大、缩短发动 机的长度、高度、质量。 水平对置式：高度最小、 使轿车和大客车总布置更 方便。
(c)水平对置式 水平对置式
(a)直列式 直列式
(b)V型 型
2.活塞的变形与防治措施 2.活塞的变形与防治措施
活 塞 受 力 情 况
采用的措施： 采用的措施：
（1）冷态下,将活塞裙部加工成断面为长轴垂直于活塞销的 椭圆。
采用的措施： 采用的措施：
（2）上小下大的阶梯形、近似圆锥形、阶梯型或 桶形（任何情况下都能得到良好润滑，但加工困难）。
采用的措施： 采用的措施：
扭曲环
锥面环
梯形环
桶面环
气环的泵油作用
活塞 汽 汽 活塞
缸
缸
2.油环 2.油环 种类 普通油环
上刮片
组合油环
示 意 图
刮片
油环的刮油作用
2.2.3 活塞销
作用： 作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受 的气体压力传递给连杆。 材料与工艺: 材料与工艺:优质低碳钢，表面淬火、精磨。
1.活塞销的形状 1.活塞销的形状
1.连杆的结构 1.连杆的结构
连杆主要由连杆 小头、连杆杆身、连 杆螺栓、连杆大头、 连杆轴瓦和连杆盖等 组成
2.1 机体组
机体是构成发动机的骨架，是 发动机各机构和各系统的安装基础， 其内、外安装着发动机的所有主要 零件和附件，承受各种载荷。因此， 机体必须要有足够的强度和刚度。 机体组由汽缸体、曲轴箱、 汽缸盖、汽缸垫和油底壳等固定机 件组成。
图2-1 机体组的组成部件 1—汽缸盖； 2—汽缸体； 3—汽缸垫； 4—汽缸体—曲轴箱； 5—油底壳
发动机曲柄连杆机构的组成
发动机曲柄连杆机构的组成发动机曲柄连杆机构是汽车发动机内部最重要的组成部件之一，有可能确保发动机在高压状况下正常运行。
本文将介绍发动机曲柄连杆机构的组成。
发动机曲柄连杆机构由曲柄轴、曲轴、曲柄、连杆、连杆支架、衬套、活塞环、曲柄轴承等部件组合而成。
曲柄轴是由钢制成，它是连接活塞和曲轴的核心部件。
曲柄轴一般为两种类型，一种是由钢材定型而成的，另一种是由铸铁制成的。
曲柄轴会把活塞顶部的活塞环形成的两个轴承支撑住，从而保证活塞的正常工作。
它们有时也用于确保发动机在高压状况下的均匀运转。
曲轴由钢制成，它的特点是曲率较大，比普通轴要大得多。
曲轴是一种双螺旋形结构，曲柄和曲轴之间的接触面由轴承承载，保证曲轴的正常使用。
曲柄是由钢铸造成的，它们是连接活塞和曲轴的关键部件。
曲柄的表面有多种形状，如齿形、椭圆形、环形等，在弯曲度上可以做出不同的要求，它们是用来激活活塞活动的重要组成部分。
连杆是曲柄和曲轴之间的联接部件，由钢材制成。
它的作用是传动曲柄，使其和曲轴之间的关系更加牢固。
连杆支架是一种支撑装置，它由钢材制成，把连杆和曲柄固定在一起，使其有足够的强度和稳定性，以便长期使用。
衬套是一种用于曲柄轴和曲轴之间的衬衣，它由橡胶或塑料组成，填充活塞内部的空隙，使活塞环和曲柄轴和曲轴之间能够保持有效的接触。
活塞环是用来定位曲柄和曲轴的重要部件，它是由金属制成的，它的内径和外径都有特定的尺寸，需要严格按照规定进行检查校准。
曲柄轴承是用来支撑曲轴和相应的活塞环的，它们由轴承钢制成，有时也会使用金属材料，以确保曲轴和曲柄轴的稳定性和准确性。
以上就是发动机曲柄连杆机构的组成部件。
它们组合在一起可以形成一个高强度、高精度连杆机构，保证发动机在高压状况下正常运行。
为了确保发动机曲柄连杆机构的可靠性和安全性，对于它们的组成部件应进行定期检查和维护。
参考文献[1]兰梅，汽车机械原理，北京：机械工业出版社，2015年。
[2]明，汽车车辆发动机，西安：西安交通大学出版社，2012年。
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识解读
汽车发动机曲柄连杆机构零部件知识发动机曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴1、机体组1-1、汽缸体是发动机机体组的重要组成部分，在气缸盖和油底壳之间，严格的来说，该部分要称为气缸体--曲轴箱！因为它上部是一个或若干个汽缸，下半部分是支承曲轴的曲轴箱！这两部分一般都铸造在一起，我们通常简称汽缸体。
因其工作条件高温高压、且活塞在其中往复运动，摩擦很大，所以气缸体必须能耐高温、耐腐蚀、耐磨损。
一般的说，为了满足以上要求可以采取以下几个措施：气缸体材料、加工精度、结构。
在冷却方面，气缸体一般有水冷、风冷。
像我们摩托车上的发动机就是风冷，一般汽车上的都是以水冷为主，但也装有风扇辅助降温1-2、汽缸垫气缸垫位于气缸盖与气缸体之间又称气缸床. 其功用是填补气缸体和气缸盖之间的微观孔隙,保证结合面处有良好的密封性,进而保证燃烧室的密封防止气缸漏气和水套漏水。
常见的金属---石棉气缸垫，这种石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮。
这种钢垫厚度为1.2~2mm，有很好的弹性和耐热性，能反复使用，但强度较差，厚度和质量也不均匀。
当发现以下现象时，就要考虑汽缸是否烧损：①汽缸盖与汽缸体接缝处有局部漏气现象，特别是排气管口附近常会出现此情况。
②工作时水箱冒水泡，气泡越多，说明漏气越严重。
不过这一现象当汽缸垫破损不太厉害时，往往不易察觉。
为此可在汽缸体与汽缸盖接缝处的周围抹些机油，然后观察接合处是否也有气泡冒出，如冒气泡就说明汽缸垫漏气。
通常情况下汽缸垫并没有破损，在此时，可以将汽缸垫在火焰上均匀地烤一下，由于加热之后石棉纸膨胀复原，在装回到机器上后就不再漏气了。
这种修理方法可以多次反复使用，从而延长汽缸垫的使用期限。
汽车发动机技术基础-曲柄连杆机构
气缸套有
干式气缸套 湿式气缸套
12、湿干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁直不接直与接冷与却冷 却水水接接触触，，气而缸和套气仅缸在体上的 、壁下面各直有接一接圆触环，地壁带厚和较气薄缸，体一接般触为，1壁～厚一 3般m为m5。～它9m具m有。整它体散式热气良缸好体，的冷优却点均，匀强，度加和工刚容度易都，较通好常，只但需加要工精比 较加复工杂内，表内面、，外而表与面水都接需 触要的进外行表精面加不工需，要拆加装工不，方拆便装，方散便热，不但良缺。点 是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象。应该 采取一些防漏措施。
工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体 接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同 时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作 用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它 要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
总体组成
1、机体组 2、活塞连杆组—— 3、曲轴飞轮组
结构特点——4、拖板式活塞或短活塞
有些活塞为了减轻重量，在裙部开孔或把裙部不受侧压力的两 边切去一部分，以减小惯性力，减小销座附近的热变形量，形成拖 板式活塞或短活塞，拖板式结构裙部弹性好，质量小，活塞与气缸 的配合间隙较小，适用于高速发动机。
结构特点——5、嵌入钢片
为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在 活塞裙部或销座内嵌入钢片。
第二章 曲柄连杆机构
概述
功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的 传动机构，用来传递力和改变运动方式。
曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋 转运动，对外输出动力。
而在其他三个行程（即进气、压缩、排气行程）中又把曲轴的 旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
汽车发动机曲柄连杆机构的维修要点
汽车发动机曲柄连杆机构的维修要点曲柄连杆机构是发动机中的重要组成部分，它负责将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，从而输出动力。
因此，曲柄连杆机构的维修是非常重要的。
本文将介绍曲柄连杆机构的维修要点，包括检查曲轴、连杆、活塞、活塞环、曲轴轴承、连杆轴承、机油泵、冷却系统和气门间隙等方面。
1. 检查曲轴在曲柄连杆机构中，曲轴是最重要的部件之一。
需要检查曲轴的轴颈是否磨损，以及曲轴的旋转是否顺畅。
如果发现异常，需要更换曲轴或修复磨损的轴颈。
2. 检查连杆连杆是连接曲轴和活塞的重要部件，需要检查连杆的磨损情况，特别是连杆轴承和连杆螺栓是否松动。
如果发现异常，需要更换连杆或修复磨损的部位。
3. 检查活塞活塞是曲柄连杆机构中的另一个重要部件，需要检查活塞的磨损情况，特别是活塞环槽和活塞裙部。
如果发现异常，需要更换活塞或修复磨损的部位。
4. 检查活塞环活塞环是密封燃烧室的重要部件，需要检查活塞环的磨损和弹力是否正常。
如果发现异常，需要更换活塞环。
5. 检查曲轴轴承曲轴轴承是支撑曲轴的重要部件，需要检查轴承的磨损和间隙是否正常。
如果发现异常，需要更换轴承或修复磨损的部位。
6. 检查连杆轴承连杆轴承是连接连杆和曲轴的重要部件，需要检查轴承的磨损和间隙是否正常。
如果发现异常，需要更换轴承或修复磨损的部位。
7. 检查机油泵机油泵是提供机油的重要部件，需要检查机油泵的工作是否正常，以及机油滤清器是否清洁。
如果发现异常，需要更换机油泵或修理滤清器。
8. 检查冷却系统冷却系统是保持发动机正常运转的重要系统之一，需要检查冷却液的流量和温度是否正常，以及冷却系统是否有泄漏。
如果发现异常，需要修理或更换相关部件。
9. 调整气门间隙气门间隙是影响发动机性能的重要参数之一，需要定期检查和调整气门间隙，以保证发动机的正常运转。
10. 更换磨损零件曲柄连杆机构中的一些零件会随着使用而逐渐磨损，如曲轴轴瓦、连杆轴瓦等。
当这些零件磨损严重时，会影响发动机的性能和寿命，因此需要及时更换。
简述汽车发动机配气机构及曲柄连杆机构的功用。
简述汽车发动机配气机构及曲柄连杆机构的
功用。
汽车发动机配气机构是指控制进、排气门的开闭和进、排气阀门的开启时机的一系列部件和装置。
它的主要功用包括：
1. 进、排气门的开闭控制：配气机构通过控制凸轮轴的旋转，传递动力给进、排气门，使其按照规定的时间和顺序进行开闭，实现汽缸内气体的进出。
2. 进、排气阀门开启时机的控制：配气机构通过凸轮轴和凸轮的设计，使进、排气阀门在适当的时机进行开启，以确保进、排气气流的正常循环，提高发动机的效能。
3. 进气量和排气量的控制：配气机构通过凸轮轴上的凸轮设计，可以控制进气门和排气门的开启时间和持续时间，从而控制发动机每个冲程中进、排气量的多少，以满足发动机的不同负荷要求。
曲柄连杆机构是发动机的关键部件之一，它的主要功用包括：
1. 将往复直线运动转化为旋转运动：曲柄连杆机构通过连杆和曲轴的连接，将活塞的上下往复运动转化为曲轴的旋转运动，从而带动汽缸的工作。
2. 转矩传递：曲柄连杆机构能够将活塞上下运动的力传递给曲轴，将活塞的压力转化为转动力矩，使发动机能够提供足够的动力。
3. 平衡振动：曲柄连杆机构的设计可以通过使连杆长度和连杆转动角度合理匹配，以平衡活塞运动时的惯性力和惯性力矩，减小发动机的振动和噪音。
总的来说，汽车发动机的配气机构和曲柄连杆机构是保证发动机正常工作和提供动力的重要部件，它们的协同工作可以确保进、排气气流的正常循环和动力的高效传递。
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构
汽车发动机的曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等部分组成。
1. 机体组：包括气缸体、气缸盖、气缸垫、气缸罩盖和油底壳等部分。
机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配机体，它把发动机的各个机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系。
2. 活塞连杆组：包括活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆轴瓦、连杆盖和连杆螺栓等部分。
活塞连杆组将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出转矩，以驱动汽车车轮转动，是发动机的传动件，把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。
3. 曲轴飞轮组：包括曲轴、飞轮、扭转减震器、曲轴主轴承、曲轴皮带轮和正时齿轮等部分。
曲轴飞轮组的作用是把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其他需要动力的机构输出扭矩，同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。
总之，曲柄连杆机构是发动机的核心部分，承担着将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的任务，从而为汽车提供动力。
《汽车发动机构造与维修》曲柄连杆机构检修
隧道式气缸体主轴承孔不分开，其特点是结构刚度最大，其质量也最大， 主轴承的同轴度易保证，但拆装比较麻烦，多用于主轴承采用滚动轴承的组 合式曲轴。
项目二 曲柄连杆机构检修
V型发动机将气缸排成二列，其气缸中心线的夹角γ＜1800，最常见的是600～900。 这种设计采用一根曲轴驱动两列气缸中的活塞运动，曲轴上每个连杆轴颈上连接两个连 杆，发动机必须有两个缸盖。V型结构缩短了发动机的长度，降低了发动机的高度，改 善了车辆外部空气动力学特性，且增加了气缸体的刚度，但发动机宽度增大，形状复杂， 加工困难，一般多用于气缸数多的大功率发动机上。
任务2.2 机体组的检修 子任务2.2.1 机体组零件认知
2、气缸的排列方式 发动机气缸排列方式有：直列式、V型、VR型、W型、水平对置式等。 直列式发动机的各个气缸排成一列，所有气缸共用一根曲轴和一个缸盖，气缸一般
垂直布置。直列式结构简单，易于制造，从而在一定程度上降低了成本，但长度和高度 较大，故有些发动机为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的。一般六缸以下发动机 多采用直列式。
行程最高，压缩行程次之，进气和排气行程较小，对机件影响不大，故这里 主要分析作功和压缩两行程中的气体作用力。
项目二 曲柄连杆机构检修
任务2.1 曲柄连杆机构认知 二、曲柄连杆机构受力分析
在作功冲程中，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。
教你如何正确检修汽车发动机曲柄连杆机构
教你如何正确检修汽车发动机曲柄连杆机构作为汽车的核心部件之一，发动机在发动机长时间使用之后，由于磨损、老化等原因，容易出现各种故障。
其中曲柄连杆机构是发动机中关键的零部件之一，也是发动机出现故障的较为常见的地方，对曲柄连杆机构进行检修是必要的。
但是，对于大多数一般用户来说，如何正确、安全地检修发动机曲柄连杆机构，又是一个难题。
本文就从以下几个方面详细介绍如何正确检修汽车发动机曲柄连杆机构的方法和步骤。
一、准备工作在开始之前，我们需要准备一些专业工具和设备，这些工具及设备包括以下内容：1.手电筒或拉线灯，用于提供充足的光源；2.起重设备，例如吊车、千斤顶、排气升降机或支架；3.扭力扳手，用于拆卸和安装机件时保证扭矩；4.测量仪器，例如外径卡尺、游标卡尺、百分表和量规等；5.清洁用品和刷子，用于清理旧件、清洗零件和松土。
准备工具和设备时，还需特别注意安全系数，例如吊车、千斤顶及其配件，应该是稳固可靠的，以确保工程安全。
二、机件检查在检修曲柄连杆机构之前，需要进行机件检查。
这个步骤非常重要，因为只有经过检查，我们才能清楚知道发动机的工作状态、零部件的损耗情况和经济性。
1.确认故障机件检查的第一步是确认故障。
经常出现的曲柄连杆机构故障主要有以下几种：（1）曲轴断裂或变形（2）连杆松动（3）连杆轴承磨损或破裂（4）活塞、活塞环损坏（5）以上零件故障导致机油泡沫或汽油夹杂2.拆卸发动机在确认故障之后，需要将发动机拆卸下来，方便我们进行检查和维修。
对于小型车，发动机拆卸的步骤如下：（1）断开油管、进气管、散热器和电缆等相关部件接口；（2）确定打开发动机盖和固定螺钉，并用起重设备将发动机吊升到适当的高度上；（3）拆卸发动机支撑和镶垫，将发动机正确拆卸。
三、维修零件在检查和分析故障的基础上，我们需要对损坏的零件进行处理和修理，以确保发动机的正常运行。
在准备进行修理工作时，我们需要特别严格、小心地进行操作。
1.对曲轴进行检查和修理曲轴可能存在的问题包括变形、断裂、弯曲等，如果出现这些问题，需要将曲轴磨平和修补。
汽车发动机之——第二章 机体组及曲柄连杆机构
2.3 活塞连杆组
气环断面形状：
形状
特点
矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应 用面广
扭曲环
断面不对称，受力不平衡，使活塞环 扭曲
锥面环
减少了环与气缸壁的接触面，提高了 表面接触压力，有利于磨合和密封。
梯形环 加工困难，精度要求高
示意图
桶面环 外圆为凸圆弧形
2.3 活塞连杆组
（2）油环：刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，并在汽缸壁
2.3 活塞连杆组
隔断由活塞顶传向第一 道活塞环的热流。
2.3 活塞连杆组
增加环 槽的耐 磨性。
增加活塞的 强度，提高 第一道环槽 的耐磨性。
2.3 活塞连杆组
（3）活塞裙部 位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括
销座孔。 作用：对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承
受侧向力，防止破坏油 膜。
2.2 机体组
• 在风冷汽缸的外壁铸制散热片，以增加散热面积， 增强散热能力。
2.2 机体组
• 二、汽缸盖 功用：密封汽缸的上部，与活塞、汽缸等共同构成燃
烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃汽，所以承受的热
负荷很大。
2.2 机体组
2.2 机体组
• 水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体
活塞顶与高温燃汽直接接触，使活塞顶的温度很高。 活塞在侧压力的作用下沿汽缸壁面高速滑动，由于润 滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。 •2 • 广泛采用铝合金，只在极少数汽车发动机上采用铸铁 或耐热钢。
2.3 活塞连杆组
•3
顶部：构成燃烧室， 承受气体压力。
头部:安装活塞环， 制作 较厚。
裙部：导向，传力。 承受侧压力销座孔 处制有加强筋。
《曲柄连杆机构》课件
可靠性原则
确保曲柄连杆机构在各种工况下都能稳定、 可靠地工作。
经济性原则
在满足功能和效率的前提下，尽可能降低曲 柄连杆机构的设计和制造成本。
曲柄连杆机构的优化方法
数学建模
建立曲柄连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析和优化设计。
拓扑优化
改变曲柄连杆机构的内部结构，以实现更好 的刚度和强度。
尺寸优化
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
REPORTING
按连杆数目分类
三杆曲柄连杆机构
包括一个曲柄、一个连杆和一根轴。 这种机构结构简单，常用于一些简单 的机械装置中。
四杆曲柄连杆机构
由四个构件组成，包括一个曲柄、一 个连杆、一根轴和一根导杆。这种机 构在汽车等复杂机械中应用广泛，可 以实现复杂的运动轨迹。
按曲轴的形式分类
直列式曲柄连杆机构
曲轴的各曲拐按直线排列，这种机构结构紧凑，适用于小缸径发动机。
对易损件如轴承、密封圈等进行定期更换 。
对曲柄连杆机构的参数进行定期检查和调 整，确保机构运行正常。
PART 05
曲柄连杆机构的发展趋势 与展望
曲柄连杆机构的新材料、新工艺、新技术
总结词
介绍曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面的创新和突破，以及这些创新对机构性能和 效率的影响。
详细描述
随着科技的不断发展，曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面也在不断创新和突破。例 如，采用高强度轻质材料可以减小机构的质量和惯性，提高其动态响应性能；采用先进 的表面处理技术可以提高机构的耐磨性和耐腐蚀性，延长其使用寿命；采用智能传感器
观察法
观察曲柄连杆机构的外观和运行状况 ，判断是否存在故障。
汽车发动机构造与维修-第三章曲柄连杆机构
第一节 机体组
二、气缸盖
二、气缸盖 气缸盖作用：用来密封气缸的上部，与 活塞、气缸等共同构成燃烧室。
气缸盖示意图 1－排气门 2－进气门 3－排气道 4－火花塞座 孔 5－进气门 6－凸轮轴座孔
第一节 机体组
二、气缸盖
别克气缸盖示意图 1－前凸轮轴盖 2－气缸盖螺栓 3－ 孔塞 4－气门导管 5－凸轮轴轴承 盖 6－火花塞座孔7－后凸轮轴轴承 盖 8－防冻塞 9－机油油道盖 10－ 排气管安装螺栓 11－节温器 12－ 气门 13－凸轮轴座孔
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
二、活塞环 活塞环按其主要功用可分为气环和油环两类。
活塞环三隙 1－活塞环工作状态2－活塞环自由状态3－工作面4 －内表面5－活塞6－活塞环7－气缸壁 Δ1－开口间隙Δ2－侧隙Δ3－背隙d－内径B－宽度 油环 气环
第二节 活塞连杆组
二、活塞环
1.气环 气环也叫压缩环，用来密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气 体窜入油底壳，以及将活塞头部的热量传给气缸壁，再由冷却水或空气 带走。另外还起到刮油、布油的辅助作用。
拔掉火花塞 拔掉分电器电插头
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
技术提示
在拆卸火花塞或喷油器前， 要用压缩空气吹净火花塞或喷 油器周围的赃物。在吹赃物的 过程中，眼睛要进行防护或躲 开，防止赃物进入眼睛中。在 装火花塞或喷油器时，不要忘 记安装密封垫，密封垫应更换 新件。要保证螺纹扣对正，扭 紧力矩合适。
飞轮上的转速信号轮 正时标记
第四节 曲柄连杆机构的维护
第四节 曲柄连杆机构的维护
一、气缸压缩压力的检验
一、气缸压缩压力的检验
拔掉喷油器电插头
汽车拖拉机学(第2版)课件：发动机曲柄连杆机构
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
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2024/10/10
图3-1机体组
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
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一、机体
1.机体的组成
气缸为活塞在其中运动、为其导向的 圆柱形空间。支承和固定气缸的整体 称为气缸体。形成曲轴及连杆大头运 动空腔的实体称为曲轴箱。曲轴箱一 般分为上、下曲轴箱两部分。 水冷式内燃机的上曲轴箱常与气缸体 为一体，以提高刚度，简化工艺，气 缸体与曲轴箱的组合体称为机体。
2024/10/10
《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
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4.燃烧室
（1）汽油机燃烧室 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。燃烧室形状对发 动机的工作影响很大，所以对燃烧室有两点基本要求：一是结构尽可能紧凑， 表面积要小，以减少热量损失及缩短火焰行程；其次是使混合气在压缩终了时 具有一定的涡流运动，以提高 混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃 烧汽油机常用燃烧室形状有楔形、盆形、半球形等几种。
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《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
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5.曲轴箱
它是指部分围住曲轴回转空间，有主轴承和安装用的箱形部件。曲轴 箱有通气口与大气相通，其下部与油底壳相连。 机体除了气缸和曲轴箱外，内部有许多水道和油道，外部还铸有发动 机号和生产商标记，可作为维修、配件选配和管理的依据。
6.曲轴箱强制通风系统
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《汽车拖拉机学》
发动机曲柄连杆机构
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第一节 机体组
三、气缸垫
1.气缸垫的功用
位于气缸盖与气缸体之间的气缸垫，用以保证缸盖和缸体结合面的 密封，防止燃气泄漏。
高职汽车构造课件第3章发动机之曲柄连杆机构
活塞裙部的变形
防止活塞的变形的结构措施
（1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 （2） 活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。 （3） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
（1）
（2）
（3）
偏置销座
1. 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～ 2mm。 2. 作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。 3. 原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气 体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止 点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是 平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在 气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力 大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。
• （3）气环的断面形状
图 气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环
• 矩形活塞环的泵油作用及危害
• 原因：（1）存在侧隙和背隙； （2） 环运动时在环槽中 靠上靠下。 现象：当活塞带着环下行（进气 行程）时，环靠在环槽的上方， 环从缸壁上刮下的润滑油充入环 槽下方；当活塞又带着环上行（ 压缩行程）时，环又靠在环槽的 下方，同时将油挤压到环槽上， 如此反复，就将润滑油泵到活塞 顶。 • 危害：（1）增加了润滑油的消 耗； （2） 火花塞沾油不跳火； （3） 燃烧室积炭增多，燃 烧性能变坏； （4） 环槽内形成积炭，挤 压活塞环而失去密封性； （5） 加剧了气缸的磨损。
•
3.气缸垫 1）作用： 保证气缸体与气缸盖间的密封，防 止漏水、漏气。 2） 构造 （1） 金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔 、油道口周围卷边加强，内填石棉 （常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热 ）。 （2） 金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板（图 e）为骨架，外覆石棉，只在缸口 、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：（见图e）由单 层或多层金属片（铜、铝或低碳钢 ）制成，用于某些强化发动机。 3） 安装注意： 金属皮的金属—石棉垫，缸口金属 卷边一面应朝向易修整接触面或硬 平面。因卷边一面会对与其接触的 平面造成压痕变形。
汽车发动机曲柄连杆机构的功用
汽车发动机曲柄连杆机构的功用
汽车发动机是现代汽车的主要部件之一，而在汽车发动机中，曲柄连杆机构是重要的组成部分。
它主要由曲柄、连杆、活塞、活塞环、曲轴上的连杆凸轮以及凸轮滑块组成。
曲柄连杆机构的功能是将发动机的气缸内的燃烧能量转换成机械能，从而将燃料转化为机械能，完成汽车的行驶。
曲柄连杆机构的主要作用是将气缸内的爆炸能量转换为机械能量。
当发动机点火时，发动机曲轴上的曲柄上的活塞会上下运动，而这个活塞上的连杆上的凸轮会随着活塞的上下运动而拉动连杆，使曲轴上的曲柄也随着连杆的运动而上下运动，从而将气缸内的一次爆炸的能量转换为曲柄的上下运动的机械能量。
曲柄连杆机构的另一个作用是将曲轴上的曲柄的运动转换为转动能量。
当曲柄上的活塞上下运动时，活塞上的凸轮会拉动连杆，使曲轴上的曲柄也上下运动，而曲轴上的连杆凸轮会将曲柄的上下运动转换为旋转动能，从而将爆炸能量转换为汽车发动机的转动能量。
此外，曲柄连杆机构还具有一定的稳定性，可以确保发动机的正常工作。
曲轴上的曲柄的连杆凸轮和凸轮滑块之间的间隙经过精密调整，可以防止连杆在发动机运转过程中的过度摩擦，从而确保发动机运行的稳定性。
总之，曲柄连杆机构是汽车发动机的关键组成部分，并起到了非常重要的作用。
它能够有效地将发动机气缸内的爆炸能量转化为机械能和转动能量，从而使汽车发动机正常运行。
同时，它还具有一定的
稳定性，可以确保发动机的正常工作。
因此，可以说，曲柄连杆机构的功能非常重要，在汽车发动机的结构和功能上发挥着至关重要的作用。
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汽车发动机的曲柄连杆机构
【概述】
曲柄连杆机构是汽车发动机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。
工作中，曲柄连杆机构在做功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。
通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。
可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
【组成】
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，即机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
机体组
机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装
基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种
载荷。
因此，机体必须要有足够的强度和刚度。
发动机的机体组
主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体
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部件相互之间
的准确位置关系。
气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。
在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。
一、气缸体的工作条件、要求及材料
（1）应具有足够的强度和刚度、耐磨损和耐腐蚀、适当冷却
•发动机中最大的零件
•承受拉、压、弯、扭等机械负荷
•承受高温燃气很大的热负荷
•发动机大部分零件安装在机体上
（2）力求结构紧凑、质量轻
•尽量减小整机的重量（发动机最大的零件）
•加强肋（减小质量、保证刚度与强度）
（3）机体材料
•一般高强度灰铸铁或球墨铸铁、合金铸铁
•为了减轻质量、加强散热采用铝合金
二、气缸体的分类
（一）按结构形式
根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为一般式、龙门式和隧道式三种形式。
（1）一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差
（2）龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
它的优点是强度和刚
度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
（3）隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。
其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。
（二）按冷却方式分
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对
气缸和气缸盖进行适当地冷却。
冷却方法有两种，
一种是水冷，另一种是风冷。
（1）水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。
（2）风冷发动机是以空气作为冷却介质的发动机。
它在气缸及缸盖的外壁铸造出一些散热片，并用冷却风扇使空气高速吹过散热片表面，带走发动机散出的热量, 使发动机冷却。
（三）按气缸的排列形式
现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多
缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外型尺
寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有
影响，并关系到汽车的总体布置。
按照气缸的排列方式不同，气缸体还可以分成单列式，V 型和对置式三种。
三、气缸套
气缸套主要分为干式气缸套和湿式气缸套两种。
（1）干式气缸套：即气缸套的外表面不直接与冷水接触。
主要用于中、小型
发动机。
（2）湿式气缸套：即气缸套的外表面与冷却水直接接触。
主要用于大负荷或铝合金气缸体的发动机。
曲轴箱（油底壳）
缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，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，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上
曲轴箱，故又称为油底壳图。
油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，
其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。
油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。
油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。
在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。
气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。
它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。
水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。
利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
一、气缸盖的结构
缸盖上装有进、排气门座，气门导管孔，用于
安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。
汽
油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机
的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。
顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所
以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。
二、燃烧室形式
气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室形状直接影响发动机的动力性、经济性和排放指标，所以对燃烧室有两个基本要求：（1）结构要紧凑，冷去面积要小，以减少热量损失，缩短火焰传播距离。
（2）充气效率高，混合气在压缩过程中具有一定的涡流运动，以提高混合气的混合质量为燃烧速度，保证混合气及时、完全地燃烧。
由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。
汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。
汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹部空间形成。
常见的
三种形式为半球形燃烧室、楔形燃烧室和盆形燃烧室。
（1）半球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。
这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故
充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动
机上被广泛地应用。
（2）锲形燃烧室
楔形燃烧室结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。
气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离
长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
（3）盆形燃烧室
盆形燃烧室，气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果
要比半球形燃烧室差。
捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。
三、气缸盖的安装
拆卸：从两边向中间分2~3次逐步拧松。
安装：从中间向两边分2~3次逐步拧紧。
气缸垫
气缸垫装于气缸体和气缸盖之间，其作用是保证气缸体和气缸盖之间的密封性，防止气缸漏气、水套漏水和润滑油泄漏。
气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。
目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫，由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。
有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。
活塞连杆组
活塞连杆组是发动机中的主要运动组件。
其作用是
将活塞的往复直线运动转变成曲轴的旋转运动以及将
作用在活塞顶上的气体压力转变为曲轴承的转矩。
活塞
连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组
成。
活塞
活塞的作用是与气缸盖和气缸壁共同组成燃烧室，承受气缸中燃烧气体的压力，并将通过活塞销传给连杆，以推动曲轴的旋转。
一、活塞的工作条件
活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。
活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。
活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
二、活塞的结构
活塞由活塞顶部、头部和裙部三大部分组成。
（1）活塞顶部
根据活塞顶部形状的不同可分为平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成形顶活塞。
（2）活塞头部
活塞环槽以上的部分称为活塞头部。
上面加工有若干道用来安装气环与油
全裙式裙部。