学习情境21曲柄连杆机构的装配与调整学习目标

拆 合金，气缸体为铸铁时，卷边应朝向气缸体（硬平面）。
卸 换用新的气缸垫时，有标记（“OPEN”、“TOP”——顶部的意思）的
与 一面朝向气缸盖，如图2-19所示。
装
配
16
2.1.4 活塞连杆组的构造与维修
模
活塞连杆组由活塞、活塞
块 2
环、活塞销、连杆组等机件
组成。桑塔纳2000GSi轿车
机 AJR发动机的活塞连杆组零
械 设
件如图2-21所示。
备
的
拆
卸
与
装
配
17
2.1.4 活塞连杆组的构造与维修 一、活塞
模
活塞的作用有两个：一是活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧
块 室；二是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。
2
1、活塞的构造
机 （1）活塞的基本结构
械
活塞由顶部、头部、裙部三部分组成，如图2-22所示。
设
龙门式气缸体其发动机的曲轴轴线高于气缸体下平面。其特点是结构刚度
备 和强度较好，密封简单可靠，维修方便，但工艺性较差，大中型发动机采用。
的
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，
拆 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
卸 合式曲轴。
与
装
配
5
2.1.3 机体组的构造与维修
设 （2）金属骨架——石棉垫。用编织的钢丝网或冲孔钢片为骨架，外覆石棉及橡胶粘结剂
备 压成垫片，只在缸口、油道口及水孔处用金属包边。这种缸垫弹性更好，但易粘结，只能 的 一次性使用。图2-18 桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机气缸垫 拆 （3）金属片式气缸垫。这种气缸垫多用在强化发动机上，轿车和赛车上采用较多。它需 卸 要在密封的气缸孔、水孔、油道口周围冲压出一定高度的凸纹，利用凸纹的弹性变形实现 与 密封。
模 3）气缸磨损的检验
块 2
在进行测量时，测量部位的选择很重要，气缸的测量位置如图2-11 所示，在气缸体上部距气缸上平面10mm处，气缸中部和气缸下部距
机 缸套下口10mm处的三个截面，按A、B两个方向分别测量气缸的直径。
械
设备的拆 Nhomakorabea卸
与
装
配
9
2.1.3 机体组的构造与维修
模 测量时，通常使用量缸表，其方法如下：
装 配
水冷式气缸周围和气缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套。气缸体和气缸盖上的 水套是相互连通的，利用水套中的冷却水流过高温零件的周围而将热量带走。
6
2.1.3 机体组的构造与维修
模 块 2
机 械 设 备 的 拆 卸 与 装 配
7
2.1.3 机体组的构造与维修
模 2、气缸体的维修
块 （1）气缸体变形的检修
配 有的发动机在环槽部位铸入用耐热材料制成的环槽护圈，以提高活塞使
用寿命，如图2-25所示。
20
2.1.4 活塞连杆组的构造与维修 一、活塞
模
活塞裙部是油环槽下端以下的部分，其作用是为活塞在气缸内作往
块 复运动导向和承受侧压力。
2
活塞裙部要有一定的长度和足够的面积，以保证可靠的导向和减磨。
机 裙部基本形状为一薄壁圆筒，圆筒完整的称为全裙式；许多高速发动机 械 为了减轻活塞质量，在活塞不受侧向力的两侧，即沿销座孔轴线方向的 设 裙部切去一部分，形成拖板式裙部，这种结构裙部弹性较好，可以减小
2
1）气缸体变形的检验
机
气缸体的翘曲变形可用平板作接触检验，也可用刀
械 形样板尺（或直尺）和厚薄规（塞尺）检测。用刀形样
设 板尺和厚薄规检测气缸体平面翘曲的方法如图2-9所示。
备 将等于或大于被测平面全长的刀形样板尺放到气缸体平
的 面上，沿气缸体平面的纵向、横向和对角线方向多处用
拆 厚薄规进行测量，求得其平面度误差。
模 （2）气缸与气缸套
块
气缸套有两种结构，即干式和湿式，如图2-8所示。
2
干式气缸套不直接与冷却水接触，干式缸套是被压入缸体孔中的，由于缸套自上而
下都支撑在缸体上，所以可以加工得很薄，壁厚一般为1～3mm。
机
湿式气缸套与冷却水直接接触，也是被压入缸体的。冷却水接触到缸套的中部，由
械 于它只在上部和下部有支撑，所以必须比干式缸套厚一点，一般壁厚为5～9mm。为
备 油孔，油环刮下的润滑油从回油孔回到油底壳。
的
活塞环槽的宽度和深度略大于活塞环的高度和厚度，以保证发动机
拆 卸 与 装
工作时，活塞环可在环槽内运动，以除去环槽内的积炭和保证密封。这 样，活塞环槽的磨损常常是影响发动机使用寿命的一个重要因素，特别 是第一道环槽温度高，使材料硬度下降，磨损更为严重。为了保护环槽，
装
配
15
2.1.3 机体组的构造与维修 三、气缸垫
模 2、气缸垫的维修
块 2
气缸垫常见损伤是烧蚀。部位一般在水道孔、油道孔与气缸孔之间， 导致油、水、气相互渗透，致使发动机不能正常工作。
机
气缸垫损坏后只能更换。
械 3、气缸垫的安装
设 备 的
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。如气缸 盖和气缸体同为铸铁时，卷边应朝向气缸盖（易修整）；当气缸盖为铝
设
备
的
拆
卸
与
装
配
18
2.1.4 活塞连杆组的构造与维修 一、活塞
模
活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状与燃烧室形式有关，一般有
块 平顶、凸顶和凹顶三种，如图2-23所示。
2
机 械 设 备 的 拆 卸 与 装 配
19
2.1.4 活塞连杆组的构造与维修 一、活塞
模
活塞头部是活塞环槽以上的部分，其作用是承受气体压力，并将力
块 ①气缸圆度的测量：
2
A、根据气缸直径的尺寸，选择合适的接杆，装入量缸表的下端，并使伸缩杆有1～
2mm的压缩量。
机 B、将量缸表的测杆伸入到气缸中的相应部位，微微摆动表杆，使测杆与气缸中心线垂直，
械 量缸表指示的最小读数即为正确的气缸直径。用量缸表在上部A向测量，旋转表盘使“0”
设 刻度对准大表针，然后将测杆在此截面上旋转900，此时表针所指刻度与“0”位刻度之 备 差的1/2即为该截面的圆度误差。 的 ②气缸圆柱度的测量：
模
曲柄连杆机构是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将
块 燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，使曲轴产生旋转运动而对外
2 输出动力。
曲柄连杆机构由三部分组成。
机 械
1、机体组
设
主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动件。
备 2、活塞连杆组
的
主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件。
设 了保证径向定位，气缸套外表面有两个凸出的圆环带，即上支承定位带和下支承密封带，
备 轴向定位利用上端凸缘实现。湿式缸套的顶部和底部必须采用密封件，以防止水从冷却
的 拆
系统中渗出。湿式缸套铸造方便，容易拆卸更换，冷却效果好，但气缸体刚度差，易出 现漏气漏水。
卸 与
大多数湿式缸套压入缸体后，其顶面高出气缸体上平面0.05～0.15mm。这样当紧 固气缸盖螺栓时，可将气缸盖衬垫压得更紧，以保证气缸更好地密封和气缸套更好地定 位。
拆
燃烧室容积的简易测量方法为：彻底清除燃烧室内的积炭和污垢，将修平的
卸 气缸盖放置在工作台上，用水平仪找好水平；将火花塞和进、排气门按规定装
与 配好，并保证不泄漏；用量杯加入80％的煤油和20％的机油的混合油至燃烧室，
装 记下量杯中液面变化的差值，总注入量即为燃烧室容积。如果活塞顶部有凹坑，
配 还应测量凹坑的容积。若燃烧室容积减少，应采用铣削方法，去掉燃烧室内金
备
的
拆
卸
与
装
配
13
2.1.3 机体组的构造与维修 二、气缸盖
模 2）气缸盖变形的修理
块
气缸盖平面度超出限值，应予以修理或更换。如桑塔纳2000GSi轿车AJR发
2
动机气缸盖的平面度最大不得超过0.1mm。其修理方法和气缸体平面度的修
复方法相同。
机 械 设 备 的
经过修理后的气缸盖，其缸盖高度不得低于规定值，如桑塔纳2000GSi轿车 AJR发动机气缸盖的高度不得低于133mm，如图2-16所示。同时还应检查燃 烧室容积，燃烧室容积一般不得小于标定容积的95％，同一缸盖各缸燃烧室容 积差不大于平均容积的1％～2％，否则更换缸盖。
拆 3、曲轴飞轮组
卸 与
主要包括曲轴、飞轮等机件。
装
配
2
2.1.2 曲柄连杆机构的作用和组成
模 块 2
机 械 设 备 的 拆 卸 与 装 配
图2-1 桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机曲柄连杆机构的组成
3
2.1.3 机体组的构造与维修 一、气缸体与曲轴箱
模 1、气缸体与曲轴箱的构造
块
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
2
件相互之间的准确位置关系。水冷式发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一
体，简称气缸体，如图2-4所示。
机 械 设 备 的
气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为气缸。 下半部为支承曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制 有主轴承座孔。为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前后壁和中间 隔板上钻有分油道。
表，将测杆放置于外径千分尺的两测头之间，旋转外径千分尺的活动测头，使量缸表的
大指针指向“0”，且小指针指向原来的位置（在气缸中所指示的位置）。此时，外径千
分尺的尺寸即为气缸的磨损尺寸。
10
2.1.3 机体组的构造与维修 二、气缸盖
模
气缸盖的作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起构成燃
块 烧室。
块 通过活塞销座、活塞销传给连杆；同时与活塞环一道实现气缸的密封；
2 将活塞顶部吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁。
机
活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。发动机活塞一般有2～
械 3道气环槽和1道油环槽，随着发动机高速化，气环数有减少的趋势。
设 气环槽一般具有同样的宽度，油环槽比气环槽宽度大，且槽底加工有回
拆 用量缸表在上部A向测量并找出正确的直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针。然 卸 后依次测出其他五个数值，取六个数值中最大差值的1/2作为该气缸的圆柱度误差。
与 ③气缸磨损尺寸的测量：
装 一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部。测量时，用量缸表在上部A向测量并找出正 配 确气缸直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针，并记住小表针所指位置。取出量缸
械 胶衬垫。
设
备
的
拆
卸
与
装
配
12
2.1.3 机体组的构造与维修 二、气缸盖
模 2、气缸盖的维修
块 （1）气缸盖变形的检修
2
气缸盖变形主要指与气缸体结合的下平面的平面度误差超限。
机 1）气缸盖变形的检验
械
如图2-15所示，将气缸盖翻过来，把刀形样板尺放到气缸盖下表面，用厚
设 薄规检查气缸盖的平面度。
拆
气缸体的上、下平面用以安装气缸盖和下曲轴箱，是气缸修理的加工基准。
卸
与
装
配
4
2.1.3 机体组的构造与维修
模 （1）气缸体的结构形式
块
气缸体有三种结构形式，即平分式、龙门式和隧道式，如图2-6所示。
2
平分式气缸体其发动机的曲轴轴线与气缸体下平面在同一平面上。其特点
机 械
是便于机械加工，但刚度较差，曲轴前后端的密封性较差，多用于中小型发 动机。
拆 卸
气缸盖材料一般采用优质灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸造。
与
装
配
11
2.1.3 机体组的构造与维修 二、气缸盖
模
气缸盖罩
块 2
气缸盖罩密封配气机构等零部件，防止灰尘污染润滑油或灰尘进入 加快气门传动机构的磨损。有的罩盖上有加机油口和曲轴箱通风管接口。
机
气缸盖罩用铝合金铸造或薄钢板冲压制成，与气缸盖结合面加上橡
学习情境2.1 曲柄连杆机构的装配与调整
学习目标
模 ●理解曲柄连杆机构的作用和组成
块
2 ●掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造
机 和装配连接关系
械 ●掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测
设 备
和维修方法
的 ●学会曲柄连杆机构的装配与调整
拆
卸
与
装
配
1
2.1.1 曲柄连杆机构的作用和组成
2
1、气缸盖的构造
机
气缸盖是发动机上最复杂的零件之一。气缸盖内部有与气缸体相通
械 的冷却水套；有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道；有燃烧室、
设 火花塞座孔或喷油器座孔；上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安
备 装凸轮轴的轴承座。如图2-12所示为桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机
的 气缸盖分解图。
属较厚的部分，调整合适为止。
14
2.1.3 机体组的构造与维修 三、气缸垫
模
气缸垫用来保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水。
块 1、气缸垫的构造
2
目前应用较多的有以下几种气缸垫。
（1）金属——石棉气缸垫。石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮，在缸口、
机 水孔和油道口周围采用卷边加固，以防被高温燃气烧坏。这种气缸垫有很好的弹性和耐热 械 性，能重复使用，但强度较差。
卸 2）气缸体变形的修理
与 气缸体变形后，可根据变形程度采取不同的修理方法。
装 平面度误差在整个平面上不大于0.05mm或仅有局部
配 不平时，可用刮刀刮平；平面度误差较大时可采用平面
磨床进行磨削加工修复，但加工量不能过大，约
0.24～0.50mm，否则会影响压缩比。
8
2.1.3 机体组的构造与维修