曲柄连杆机构构造装配

连 杆
曲 轴
飞 轮
扭 转 减 振
受力分析
曲柄连杆机构受的力 主要有气压力P，往复惯 性力Pj，旋转离心力Pc和 摩擦力F。
P F Pj
PC
2.1 曲柄连杆机构概述
3.摩擦力: 曲柄连杆机构中互相接触表面作相对运动时，存在摩擦力。
摩擦力大小与摩擦系数、正压力有关，方向与活塞运动方向相
反。
2.2 活塞连杆组构造和维修
三、曲拐的布置
直立四缸 1 3 4 2 （1 2 4 3） 直立六缸 1 5 3 6 2 4 （1 4 2 6 3 5）
全支承曲轴、非全支承曲轴图
2.4 曲轴飞轮组构造和维修
四、多缸发动机曲拐的布置
1.直列四缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置。 曲轴曲拐对称布置于同一平面内，作功间隔720°/4=180°，各缸的
曲柄连杆机构构造与维修
2.1曲柄连杆机构概述
– 功用
把燃气作用在活塞顶上的力转化为曲轴的转矩， 向工作机械输出机械能。
※ 曲轴飞轮组：主要包括曲轴和飞轮等。
曲柄连杆机构
气缸体与曲轴箱组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气 缸 体
曲 轴 箱
气 缸 盖
气 缸 套
气 缸 衬 垫
油 底 壳
活 塞
活 塞 环
活 塞 销
一、功用
连接活塞和连杆小端，将活塞承受的气压力传给连杆
二、结构
厚壁管状体
三、连接方式
全浮式：销与连杆小端、活塞销座之间有一定的配合间隙。 半浮式：销与活塞销座，连杆小端处，一处固定，一处浮动。
活塞销连接方式图
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.4 连杆
一、连杆组件：
连杆体 连杆盖 连杆螺栓 连杆轴瓦
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
2.原因 （1）活塞销与连杆铜套磨损过甚而松旷。 （2）机油压力过低，机油飞溅不足，润滑条件差。
（3）活塞销锁环脱落，使活塞销自由窜动。
（4）活塞销与活塞销座孔配合松旷。
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
3.故障诊断排除
（1）抖动节气门试验
发动机怠速运转，然后由怠速向低速急抖节气门，响声能随转速的 变化而变化。每抖一次节气门，如能听到清脆而连贯的“嗒、嗒、嗒” 的响声，则有可能是活塞销响。 （2）断火试验 将发动机稳定在响声较强的转速上，逐缸进行断火试验。当某缸断 火后响声明显减弱或消失，在复火的瞬间又能立即出现或连续出现两个
四、 气环的密封原理
1.漏气路线: 环面和气缸壁间 环与环槽的面间 开口端隙处 2.第一密封面: 自由状态下活塞环大于缸径，装入气缸后产生一定弹力与缸壁压紧， 第一密封面建立。 3.第二密封面: 在作功和压缩行程中，气体压力使活塞环紧压在环槽的下侧，形成 第二密封面。
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.1
1.作用 • 承受气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞传给连杆，以 推动曲轴旋转。 • 活塞顶部与气缸盖，气缸壁共同组成燃烧室。 2.工作条件
活塞
一、作用、工作条件与要求:
• 高温
• 高压 • 承受呈周期性变化的气压力和惯性力
2.2 活塞连杆组构造和维修
3.要求
• 要有足够的强度和刚度 • 质量要尽量小，保持较小惯性力 • 热膨胀系数要小 • 导热性要好 • 耐磨 • 和气缸壁间要保持最小的间隙
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
三、活塞销响
1.现象 （1）怠速和中速时响声比较明显、清脆，为有节奏的“嗒、嗒”声。 （2）发动机的转速变化时，响声的周期也随着变化。 （3）发动机温度升高后，响声不减弱。 （4）该缸“断火”后，响声减弱或消失；恢复该缸工作时的瞬间，会
出现明显的响声或连续两个响声。
（1）发动机怠速时，在气缸的上部发出清晰的“嗒嗒嗒”敲击声。 （2）冷车时响声明显，热车时响声减弱或消失。 平衡重 连杆轴颈 曲轴轴颈
前端轴
后端轴
曲柄
曲拐
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
2.原因
（1）活塞与气缸壁的间隙过大，活塞在气缸内摆动，导致撞击气缸壁
而发出响声。 （2）活塞销与连杆衬套装配过紧。
减少活塞和活塞环与气缸的磨损
2.2 活塞连杆组构造和维修
二、活塞环的间隙
开口间隙
侧隙 背隙
2.2 活塞连杆组构造和维修
三、活塞环的安装
三道活塞环：各环错开120° 四道活塞环：一道和二道互错开180°
二道和三道互错开90°
三道和四Βιβλιοθήκη Baidu错开180°
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.4.4 曲轴飞轮组的检修
一、曲轴的检修
1.曲轴的常见损伤
轴颈磨损 曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位有一定的规
律性。
弯扭变形 所谓曲轴弯曲是指主轴颈的同轴度误差大于0.05mm。
裂纹
曲轴的裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处以及油孔处。
2.4 曲轴飞轮组构造和维修
2.曲轴的检修
工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3。
2.直列六缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置。
各缸的工作顺序为1-5-3-6-2-4，曲拐均匀布置在互成120°的三个
平面内，作功间隔角为720°/6=120°。
直列四缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置图
直列四缸四冲程发动机工作循环表图
直列六缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置图
2.2 活塞连杆组构造和维修
六、活塞的安装方向
活塞顶面上有方向标记：如箭头，缺口等，安装须注意。
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.2 活塞环
一、分类与功用
1.分类: 油环
气环
2.气环功用: 保证活塞与气缸壁的密封 防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱 将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁由冷却水或空气带走 3.油环的作用: 刮除气缸壁多余机油，铺涂均匀油膜，防止机油串入气缸燃烧
活塞裙部的磨损
活塞销座孔磨损等
活塞环槽的磨损较大，以第一道环槽的磨损最为严重，各环槽由上
而下逐渐减轻。
2.活塞的异常损坏 活塞刮伤
顶部烧蚀等
根据气缸的修理尺寸选配活塞。
2.2 活塞连杆组构造和维修
3.活塞选配
（1）选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。 活塞裙部的尺寸是镗磨气缸的依据，即气缸的修理尺寸是哪一级， 也要选用哪一级修理尺寸的活塞。 只有在选用同一分组活塞后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨
二、连杆体构成:
小端
杆身 大端
连杆组件图
2.2 活塞连杆组构造和维修
三、定位方式：
连杆螺栓定位 锯齿形定位
套销定位
止口定位
四、连杆的安装：
配对安装 标记安装
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.5 活塞连杆组的检修
一、活塞的选配
1.活塞的正常磨损 活塞环槽的磨损
（3）活塞顶碰到气缸衬垫。
（4）连杆变形。
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
3.故障诊断与排除
（1）用听诊器在气缸体上部听诊，声响明显。 （2）响声在冷车时明显，热车时减弱或消失。 （3）该缸“断火”后，响声减弱或消失，表明是该缸活塞响声。 （4）为进一步证明某缸敲缸，可向怀疑发响的气缸内注入少量机油，
五、活塞环的泵油作用
泵油图
2.2 活塞连杆组构造和维修
六、气环的类型
矩形环
锥形环 扭曲环
梯形环
桶面环
七、扭曲环的安装
内圆切槽向上，外圆切槽向下。 内上切口一般装于第一道环槽，外切口装于背压力较小的第二、三 环槽，不可装反。
活塞环类型图
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.2.3 活塞销
气缸。
（2）同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。 （3）在选配的成套活塞中，尺寸差和质量差应符合要求。
2.2 活塞连杆组构造和维修
二、活塞环的选配
1.活塞环的常见损伤
活塞环的磨损 弹性减弱
折断等
注意：在两次大修间隔之间的某次二级维护，当气缸的圆柱度达到
0.09～0.11mm时，则需要更换活塞环一次。
间隙过小，将会因活塞膨胀而拉缸，卡死等现象；
间隙过大，将出现敲缸，窜气，泵油等故障。 2.变形主要原因：热膨胀
2.2 活塞连杆组构造和维修
3.采取措施 活塞加工成冷态下其裙部断面为长轴垂直与活塞销方向的椭圆
活塞将销座附近的裙部外表制成下陷0.5～1.0mm
油冷活塞 偏置销座等
2.选配活塞销的原则是：同一台发动机应选用同一厂牌、同一修理尺
寸的成组活塞销。
2.2 活塞连杆组构造和维修
四、连杆组的检修
连杆组的检修项目主要有：
连杆变形的检验
连杆小端衬套的压装铰削 连杆大端与下盖结合平面损伤修理等
2.3 曲轴飞轮组构造和维修
2.3.1 概述
一、组成：
曲轴
飞轮 扭转减震器 带轮 正时齿轮 二、功用： 将气压力转变扭矩对外输出
检验项目主要是：
（1）裂纹的检验 （2）变形的检验
（3）磨损的检验
曲轴轴颈磨损的检修先检视轴颈有无磨痕和损伤，再测量主轴颈和 连杆轴颈的圆度误差和圆柱度误差。
对曲轴短轴颈的磨损以检验圆度误差为主，对长轴颈则必须检验圆
度和圆柱度误差。
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
一、活塞敲缸响
1.现象
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
2.原因
（1）连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断。 （2）轴承合金烧毁或脱落。 （3）连杆轴承与轴颈磨损过甚，而使径向间隙过大。 （4）轴颈失圆，使轴与轴承间接触不良而造成的早期损坏。 （5）轴承接触面积太小，单位面积上压力过大。 （6）机油压力太低或机油变质。
活塞连杆组的组成图
活塞的基本结构图
2.2 活塞连杆组构造和维修
二、材料
现代汽车发动机广泛采用的活塞材料是铝合金，个别汽车的
柴油机用高级铸铁或耐热钢制造活塞。
三、组成
头部（顶部与环槽部） 裙部 活塞销座
2.2 活塞连杆组构造和维修
四、活塞的结构
1.活塞顶部形状 汽油机：平顶、凹顶、凸顶。 柴油机常用形状：凹坑。 2.环槽部 活塞的环槽部切有若干环槽、用以安装活塞环、是活塞的防漏部分。
使机油附于气缸壁和活塞之间，再起动发动机察听。若敲击声减轻或消
失，但运转短时间后又出现，则判断是该缸活塞敲缸响，这是由于活塞 与气缸壁间隙过大所致。
2.5曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
二、连杆轴承响
1.现象 （1）在突然加速时，有明显连续“铛铛”敲击声。 （2）响声在怠速时较小，中速时较为明显。
2.5 曲柄连杆机构常见异响的诊断与排除
3.诊断与排除
（1）在机油加油口处听诊，发动机由低速加速时，发出明显连续的敲击声。
（2）单缸“断火”时响声减弱或消失，复火时响声恢复，表明该连杆轴承 间隙过大或轴承合金层脱落。 （3）机油压力明显降低。 （4）如果确诊了有响声的连杆轴承，则应拆下油底壳进行检查。
2.2 活塞连杆组构造和维修
2.要求：
与气缸、活塞的修理尺寸一致； 具有规定的弹力，以保证气缸的密封性； 环的漏光度、端隙、侧隙和背隙应符合原厂规定。
活塞环开口间隙检查图
活塞环侧隙检查图
2.2 活塞连杆组构造和维修
三、活塞销的选配
1.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。
活塞顶部的环槽装有压缩环（气环），一般为2～3道；下面的环槽装
有油环1～2道。
2.2 活塞连杆组构造和维修
3.裙部
活塞运动导向
承受侧压力
4.活塞销座 将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆
2.2 活塞连杆组构造和维修
五、活塞的变形及相应结构措施
1.活塞和气缸之间必须保持一定的间隙 导向作用的间隙尤为严格；
直列六缸四冲程发动机工作循环表图
2.4 曲轴飞轮组构造和维修
2.4.3 飞轮
一、功能：
存储和释放能量，提高发动机运转的均匀性和克服短暂的超负荷能力。
二、构造：
外缘有齿圈，有一缸上止点记号，点火提前角刻线或供油提前角刻线。
飞轮
正时齿轮 皮带轮 扭转减振器 起动爪 曲轴
主轴瓦
飞轮组图
2.4 曲轴飞轮组构造和维修
曲轴飞轮组图
2.3 曲轴飞轮组构造和维修
2.3.2 曲轴
一、整体式曲轴构造：
前端轴 主轴颈 连杆轴颈 平衡块
曲柄
后端轴
2.4 曲轴飞轮组构造和维修
二、曲轴支承形式
全支承曲轴：每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈，主轴颈数大于连 杆轴颈数。 非全支承曲轴：主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。
响声，则可断定为此缸活塞销响。如果响声严重，并且转速越高，响声
越大，此时在较大的转速下进行断火试验，往往响声不消失且变得杂乱， 这一般是由于配合间隙增大的缘故。 以上两种方法如能配合使用，即在抖动节气门的同时，反复进行断 火试验，响声会被听得更清楚。