第二章第3节曲柄连杆机构
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长度短、重量轻，加工容易，拆装方便；连杆轴承工作 可靠，寿命长。
选材：十字头机多用中碳钢，筒形机采用优质碳钢或合 金钢。
二冲程机中，连杆始终受压（大小方向周期变化）；
四冲程机中，连杆有时受压，有时受拉。
为一台二冲程柴油机的气体力Fg、往复 惯性力Fj以及其合力F随曲轴转角的 变化曲线。从中可以看出：活塞在上 止点（曲轴转角为0°）附近时，由 于惯性力的方向和气体力方向相反， 合力小于气体力，但仍是正值，即力 的方向向下，使连杆受压；活塞在下 止点(曲轴转角为180 °)附近时，因 为惯性力具有正值且较大，尽管气体 力较小，其合力仍比较大，使连杆受 压。当活塞在曲轴转角300附近时， 由于惯性力具有负值且大于气体力， 使合力出现负值，即力的方向向上， 使连杆受到拉伸，但拉力较小。在低 逮、增压柴油机中，由于惯性力较小 而气体力较大，一般合力都是正值， 使连杆始终受到压力的作用。对于四 冲程中、高速柴油机，在换气上止点 附近，由于气体力较小而惯性力较大， 一般合力都是负值，使连杆受到拉伸
小端一般与杆身锻在一起。顶部加厚， 提高抗弯能力，减小变形。保证润滑间 隙，提高工作可靠性。小端孔中压入青 铜衬套。
油膜形成。
采用全支承轴承。在轴颈全长上都设轴承承压 面，扩大承压面积。
（2）使轴承负荷分布均匀
采用弹性结构。 采用刚性结构。 反变形 法。 增大轴承面的贴合面积。对于分岔式 轴承
（3）保证良好的润滑和冷却
保证油压。铰链机构或套管机构，专设滑油升 压泵（对薄壁铝锡合金轴瓦）。
RTA十字头轴承滑油压力1.0～1.2Mpa. 合理开设布油槽和输油槽。槽太多，承压面削
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图2-24 十字 头的构造
3 1-活塞杆；
4
2-连杆小端轴 承盖；
3-十字头销；
5
4-滑块；
5-连杆小端轴 承座；
6 6-连杆杆身
（2）L-MC/MCE机型 导板与横隔板制为一体，提高刚度（RTA
机上使用螺栓bolt把在一起）。
向十字头输送滑油的是十字头销上托架 带动的套管，而非铰链。
螺栓：杆身上设定位环（减少拧紧力对螺栓的弯曲作 用）；为柔性螺栓（耐疲劳）；用专用工具（液压拉 伸器）安装；
外螺纹用外罩保护（安装工具并防松）。
图2-27 RTA-TB型柴油机连杆
的构造
1、6-连杆螺栓 螺母;
2、7-连杆螺栓;
3-小端轴承盖;
4、8-薄壁轴瓦；
5-连杆杆身;
9-大端轴承盖
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弱；槽太少，布油不均匀。轴向横槽不能开到 边缘，但也不能封闭滑油。
在轴承油槽端部开设小泄油槽保证冷却；油槽边 缘楔形斜面，且有适当角度和长度（防刮油及 油膜厚度）。
合适的轴承间隙。间隙太大油压不易建立；间 隙太小易抱轴。
（4）采用薄壁轴瓦。在钢背上浇注白合金 （高铝锡合金）。如LMC/MCE合金厚度 1.0-1.5mm.轴瓦加工精度高，不需拂刮， 互换性好、拆装方便。
工作特点：
轴承比压大，力大，尺寸受限。
难以形成足够的润滑油膜。摆动角速度 时大时小，且不断改变方向，使之处于 边界润滑状态。
单向受力。二冲程机十字头销始终压在 轴承下瓦上。
受力不均。部件变形、局部受力严重， 一般内侧受力较大，易发生故障。
提高可靠性措施： （1）降低轴承比压 限制pz. 加大轴颈直径，比压下降刚度提高，利于润滑
的作用。
2.连杆的构造
1）十字头式连杆（RTA型）
小端：十字头端。由轴承盖、轴承座、薄壁轴瓦和螺栓 组成。薄壁轴瓦提高耐磨性。
杆身：由锻钢制造。杆身与大端剖分（称船用大端）， 剖分面上装有压缩比调整垫片。
大端:曲柄销轴承.由轴承盖、轴承座、垫片及螺栓杆 组成。没有轴瓦，白合金直接浇铸在轴承盖及座上 （可增大轴颈，利于散热），在浇铸白合金处开有燕 尾槽（使其结合牢固）。
（5）提高十字头销颈表面光滑程度。
二、连杆connecting rod
1.连杆的工作条件和要求
作用：传递气体力和惯性力；连接活塞（十字头）与曲 轴；转变运动（往复回转）。
受力：气体力（具有冲击性）；惯性力；与piston pin/crosshead pin/crank pin产生摩擦。
要求：
耐疲劳、抗冲击，具有足够刚度和强度；
两种：一种是活塞杆穿过十字头上的孔用 螺帽固定，另一种利用活塞杆下部凸缘 和螺栓与十字头连接。第一种形式由于 活塞杆穿过十字头，连杆小端采用分岔 形式，使十字头轴承工作可靠性降低， 现在已基本不用。而第二种形式由于连 杆小端采用全支撑式结构，扩大了轴承 的承载面积，改善了轴承的受力状况， 使十字头轴承的工作可靠性大大提高。
十字头销、十字头滑块、导板
3.十字头组件的工作条来自百度文库：
十字头本体和轴承要承受周期性的气体爆发压 力；十字头滑块要承受侧椎力的作用。特别 是十字头轴承．由于单向受力及连杆只作摆 动，不易形成良好的润滑，工作条件更为恶 劣。
4.十字头的结构
单滑块结构、圆筒形滑块结构和双滑块结构。
5.十字头与活塞杆的连接方式
L-MC/MCE型 特点： 杆身与大小端合为一体。 杆身与大端不分开，称车用大端。 连杆小端刚性大，十字头销端短而粗，
采用全支撑（称刚性十字头轴承），承 载能力和可靠性增加。
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2）筒形活塞式连杆
（1）平切口式连杆：大端剖分面与连杆轴 线垂直。
由杆身、大端轴承盖、小端轴承衬套、 大端轴瓦、连杆螺栓组成。
第三节 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是柴油机的主要运动件， 主要包括曲轴和连杆．对于十字头式柴 油机还包括十字头组件。曲柄连杆机构 的主要作用是将活塞的往复运动转换成 回转运动，并输出动力。
一、十字头(crosshead)组件 1.作用： 连接活塞与连杆 传递气体力与惯性力 承受侧推力 导向 2.结构：见图 十字头本体、十字头轴承(连杆小端轴承)
活塞杆使用小螺栓把在活塞销上，而非 贯穿孔。
滑块上有导轨，而非小导板。
滑油进入十字头后，分三路：
一路去导板与滑块。
一路去活塞孔上行冷却活塞顶再从活 塞杆流出（环行通道）。
一路润滑连杆小端轴承后，从连杆内 下行润滑曲柄销轴承。
他们均流回曲柄箱。
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3）十字头轴承工作分析和提高可靠性措施
选材：十字头机多用中碳钢，筒形机采用优质碳钢或合 金钢。
二冲程机中，连杆始终受压（大小方向周期变化）；
四冲程机中，连杆有时受压，有时受拉。
为一台二冲程柴油机的气体力Fg、往复 惯性力Fj以及其合力F随曲轴转角的 变化曲线。从中可以看出：活塞在上 止点（曲轴转角为0°）附近时，由 于惯性力的方向和气体力方向相反， 合力小于气体力，但仍是正值，即力 的方向向下，使连杆受压；活塞在下 止点(曲轴转角为180 °)附近时，因 为惯性力具有正值且较大，尽管气体 力较小，其合力仍比较大，使连杆受 压。当活塞在曲轴转角300附近时， 由于惯性力具有负值且大于气体力， 使合力出现负值，即力的方向向上， 使连杆受到拉伸，但拉力较小。在低 逮、增压柴油机中，由于惯性力较小 而气体力较大，一般合力都是正值， 使连杆始终受到压力的作用。对于四 冲程中、高速柴油机，在换气上止点 附近，由于气体力较小而惯性力较大， 一般合力都是负值，使连杆受到拉伸
小端一般与杆身锻在一起。顶部加厚， 提高抗弯能力，减小变形。保证润滑间 隙，提高工作可靠性。小端孔中压入青 铜衬套。
油膜形成。
采用全支承轴承。在轴颈全长上都设轴承承压 面，扩大承压面积。
（2）使轴承负荷分布均匀
采用弹性结构。 采用刚性结构。 反变形 法。 增大轴承面的贴合面积。对于分岔式 轴承
（3）保证良好的润滑和冷却
保证油压。铰链机构或套管机构，专设滑油升 压泵（对薄壁铝锡合金轴瓦）。
RTA十字头轴承滑油压力1.0～1.2Mpa. 合理开设布油槽和输油槽。槽太多，承压面削
No Image
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2
图2-24 十字 头的构造
3 1-活塞杆；
4
2-连杆小端轴 承盖；
3-十字头销；
5
4-滑块；
5-连杆小端轴 承座；
6 6-连杆杆身
（2）L-MC/MCE机型 导板与横隔板制为一体，提高刚度（RTA
机上使用螺栓bolt把在一起）。
向十字头输送滑油的是十字头销上托架 带动的套管，而非铰链。
螺栓：杆身上设定位环（减少拧紧力对螺栓的弯曲作 用）；为柔性螺栓（耐疲劳）；用专用工具（液压拉 伸器）安装；
外螺纹用外罩保护（安装工具并防松）。
图2-27 RTA-TB型柴油机连杆
的构造
1、6-连杆螺栓 螺母;
2、7-连杆螺栓;
3-小端轴承盖;
4、8-薄壁轴瓦；
5-连杆杆身;
9-大端轴承盖
No Image
弱；槽太少，布油不均匀。轴向横槽不能开到 边缘，但也不能封闭滑油。
在轴承油槽端部开设小泄油槽保证冷却；油槽边 缘楔形斜面，且有适当角度和长度（防刮油及 油膜厚度）。
合适的轴承间隙。间隙太大油压不易建立；间 隙太小易抱轴。
（4）采用薄壁轴瓦。在钢背上浇注白合金 （高铝锡合金）。如LMC/MCE合金厚度 1.0-1.5mm.轴瓦加工精度高，不需拂刮， 互换性好、拆装方便。
工作特点：
轴承比压大，力大，尺寸受限。
难以形成足够的润滑油膜。摆动角速度 时大时小，且不断改变方向，使之处于 边界润滑状态。
单向受力。二冲程机十字头销始终压在 轴承下瓦上。
受力不均。部件变形、局部受力严重， 一般内侧受力较大，易发生故障。
提高可靠性措施： （1）降低轴承比压 限制pz. 加大轴颈直径，比压下降刚度提高，利于润滑
的作用。
2.连杆的构造
1）十字头式连杆（RTA型）
小端：十字头端。由轴承盖、轴承座、薄壁轴瓦和螺栓 组成。薄壁轴瓦提高耐磨性。
杆身：由锻钢制造。杆身与大端剖分（称船用大端）， 剖分面上装有压缩比调整垫片。
大端:曲柄销轴承.由轴承盖、轴承座、垫片及螺栓杆 组成。没有轴瓦，白合金直接浇铸在轴承盖及座上 （可增大轴颈，利于散热），在浇铸白合金处开有燕 尾槽（使其结合牢固）。
（5）提高十字头销颈表面光滑程度。
二、连杆connecting rod
1.连杆的工作条件和要求
作用：传递气体力和惯性力；连接活塞（十字头）与曲 轴；转变运动（往复回转）。
受力：气体力（具有冲击性）；惯性力；与piston pin/crosshead pin/crank pin产生摩擦。
要求：
耐疲劳、抗冲击，具有足够刚度和强度；
两种：一种是活塞杆穿过十字头上的孔用 螺帽固定，另一种利用活塞杆下部凸缘 和螺栓与十字头连接。第一种形式由于 活塞杆穿过十字头，连杆小端采用分岔 形式，使十字头轴承工作可靠性降低， 现在已基本不用。而第二种形式由于连 杆小端采用全支撑式结构，扩大了轴承 的承载面积，改善了轴承的受力状况， 使十字头轴承的工作可靠性大大提高。
十字头销、十字头滑块、导板
3.十字头组件的工作条来自百度文库：
十字头本体和轴承要承受周期性的气体爆发压 力；十字头滑块要承受侧椎力的作用。特别 是十字头轴承．由于单向受力及连杆只作摆 动，不易形成良好的润滑，工作条件更为恶 劣。
4.十字头的结构
单滑块结构、圆筒形滑块结构和双滑块结构。
5.十字头与活塞杆的连接方式
L-MC/MCE型 特点： 杆身与大小端合为一体。 杆身与大端不分开，称车用大端。 连杆小端刚性大，十字头销端短而粗，
采用全支撑（称刚性十字头轴承），承 载能力和可靠性增加。
No Image
2）筒形活塞式连杆
（1）平切口式连杆：大端剖分面与连杆轴 线垂直。
由杆身、大端轴承盖、小端轴承衬套、 大端轴瓦、连杆螺栓组成。
第三节 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是柴油机的主要运动件， 主要包括曲轴和连杆．对于十字头式柴 油机还包括十字头组件。曲柄连杆机构 的主要作用是将活塞的往复运动转换成 回转运动，并输出动力。
一、十字头(crosshead)组件 1.作用： 连接活塞与连杆 传递气体力与惯性力 承受侧推力 导向 2.结构：见图 十字头本体、十字头轴承(连杆小端轴承)
活塞杆使用小螺栓把在活塞销上，而非 贯穿孔。
滑块上有导轨，而非小导板。
滑油进入十字头后，分三路：
一路去导板与滑块。
一路去活塞孔上行冷却活塞顶再从活 塞杆流出（环行通道）。
一路润滑连杆小端轴承后，从连杆内 下行润滑曲柄销轴承。
他们均流回曲柄箱。
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3）十字头轴承工作分析和提高可靠性措施