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1、第二章第二章 曲柄连杆机构的构造与维修曲柄连杆机构的构造与维修图图 曲柄连杆机构曲柄连杆机构1-1-气缸套；气缸套；2-2-气缸体；气缸体；3-3-活塞；活塞；4-4-活塞销；活塞销；5-5-连杆；连杆；6-6-曲轴主轴颈；曲轴主轴颈；7-7-曲轴；曲轴；8-8-连杆轴颈；连杆轴颈；9-9-曲柄；曲柄；10-10-飞轮飞轮 一、组成一、组成 气缸体（气缸体气缸体（气缸体曲轴箱）曲轴箱） 、油底壳、气缸套油底壳、气缸套、气缸盖、气缸、气缸盖、气缸盖罩和主轴承盖盖罩和主轴承盖等构件组成。等构件组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油底壳油底壳油道和水道油道和水道 一、组成一
2、、组成 气缸体（气缸体气缸体（气缸体曲轴箱）、油底壳、曲轴箱）、油底壳、 气缸套、气缸盖、气缸盖罩和主轴承盖等构件组成。气缸套、气缸盖、气缸盖罩和主轴承盖等构件组成。 二、机体二、机体 1.1.机体的构造机体的构造 2.2.机体的材料机体的材料 以以高强度灰铸铁和铝合金高强度灰铸铁和铝合金为主为主, ,轿车多采用铝合金机体。轿车多采用铝合金机体。 铝合金机体的优点铝合金机体的优点: : 与铝活塞的膨胀系数相同；与铝活塞的膨胀系数相同； 重量轻；重量轻； 导热性能佳；导热性能佳； 可减少冷却液的容量，尺寸可减少冷却液的容量，尺寸小。小。 3.3.机体的类型机体的类型 按气缸的排列方式分按气缸的排
3、列方式分 直列式直列式 结构简单、加工容易，但发动机长度结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。和高度较大。 3.3.机体的类型机体的类型 按气缸的排列方式分按气缸的排列方式分 V V型式型式缩短了机体缩短了机体的长度和高的长度和高度，增加了度，增加了刚度，减轻刚度，减轻了发动机的了发动机的重量；形状重量；形状复杂，加工复杂，加工困难。困难。 按冷却方式分按冷却方式分 水冷式水冷式 风冷式风冷式高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机对置气缸式发动机风冷式发动机 3.3.机体的类型机体的类型 按气缸的结构形式分按气缸的结构形式分名称名称结构结构特点特点示意图示意图整体整体式式无气缸套无气缸套
4、。气缸中气缸中心距小，心距小，尺寸小、尺寸小、重量轻。重量轻。机体刚度大、机体刚度大、工艺性好。工艺性好。但制造成本较但制造成本较高。高。干缸干缸套套外壁不直外壁不直接与冷却接与冷却水接触。水接触。壁厚壁厚13mm。强度和刚度都强度和刚度都较大，加工复较大，加工复杂，拆装不便杂，拆装不便，散热不良，散热不良13mm 按气缸的结构形式分按气缸的结构形式分 (F)(F)名称名称结构结构特点特点示意图示意图湿缸湿缸套套外壁直接与外壁直接与冷却水接触冷却水接触。壁厚。壁厚59mm。定位：径向由定位：径向由两个环形带定两个环形带定位，轴向用凸位，轴向用凸缘定位。密封缘定位。密封： 由缸套下由缸套下部的部
5、的1 1 3 3个个耐油橡胶密封耐油橡胶密封圈密封圈密封。散热良好散热良好、冷却均、冷却均匀、加工匀、加工容易。容易。 强度和刚强度和刚度不如干度不如干缸套，易缸套，易漏水。漏水。0.050.15mmAB 4.4.按曲轴箱的结构形式分按曲轴箱的结构形式分名称名称性能性能应用应用隧道隧道式式结构紧凑、结构紧凑、刚度和强度刚度和强度好。难加工好。难加工、工艺性差、工艺性差、曲轴拆卸、曲轴拆卸不方便。不方便。负荷较负荷较大的柴大的柴油机上油机上 。 4.4.按曲轴箱的结构形式分按曲轴箱的结构形式分名称名称性能性能应用应用龙门龙门式式强度和刚度强度和刚度较好。工艺较好。工艺性差、结构性差、结构笨重、加
6、工笨重、加工困难。困难。捷达轿捷达轿车、富车、富康轿车康轿车、桑塔、桑塔纳轿车纳轿车 4.4.按曲轴箱的结构形式分按曲轴箱的结构形式分名称名称性能性能应用应用 一一般式般式（平（平分式分式）机体高度小机体高度小、重量轻、重量轻、结构紧凑，结构紧凑，便于加工拆便于加工拆卸。刚度和卸。刚度和强度差。强度差。492Q汽汽油机，油机，90系列系列柴油机柴油机。 4.4.按曲轴箱的结构形式分按曲轴箱的结构形式分 平底式（一般式气缸）平底式（一般式气缸） 龙门式（机体的底平面下沉到曲轴轴线以下）龙门式（机体的底平面下沉到曲轴轴线以下） 隧道式（主轴承座孔为整体式）隧道式（主轴承座孔为整体式） 三、气缸盖三
7、、气缸盖 1.1.作用作用 密封汽缸并构成燃烧室密封汽缸并构成燃烧室 2.2.结构结构 有进、排气道；气门导管孔、水套、润滑油油道等结有进、排气道；气门导管孔、水套、润滑油油道等结构。汽油机有火花塞孔、柴油机有喷孔。构。汽油机有火花塞孔、柴油机有喷孔。 3.3.类型类型 整体式、分块式、单体式三种。整体式、分块式、单体式三种。 4.4.材料材料 优质灰铸铁、合金铸铁及铝合金三种。优质灰铸铁、合金铸铁及铝合金三种。气缸垫气缸垫气气缸缸盖盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫 轿车的轿车的气缸气缸盖盖 四、汽油机的燃烧室四、汽油机的燃烧室名称名称 特点特点示意图示意图应用应用半球半球形形结构紧凑、火焰结构紧凑
8、、火焰行程段、燃烧速行程段、燃烧速率高、热损失小率高、热损失小、热效率高、热效率高桑塔桑塔纳纳 夏夏利利 富康富康楔形楔形结构简单、紧凑结构简单、紧凑、散热面积小、散热面积小、热损失少；火花热损失少；火花塞置于燃烧室最塞置于燃烧室最高处，火焰传播高处，火焰传播距离长距离长切诺切诺基基 四、汽油机的燃烧室四、汽油机的燃烧室 说明：气缸盖必须按合理的顺序与规定的力矩分多次拧紧说明：气缸盖必须按合理的顺序与规定的力矩分多次拧紧。名称名称 特点特点示意图示意图应用应用盆形盆形工艺性好、成工艺性好、成本低、进排气本低、进排气效果不如半球效果不如半球形燃烧室形燃烧室捷达捷达 奥迪奥迪屋脊屋脊式式 结构紧凑
9、、火结构紧凑、火焰行程短、燃焰行程短、燃烧速率高、热烧速率高、热损失小、热效损失小、热效率高率高欧宝V6.奔驰320E富士EJ20 五五、气缸垫（缸床）、气缸垫（缸床） 1.1.作用：起密封作用，防漏水、漏气及漏油。作用：起密封作用，防漏水、漏气及漏油。 2.2.要求：足够的刚度和强度；耐热、耐腐蚀；具有要求：足够的刚度和强度；耐热、耐腐蚀；具有弹性；寿命长、可多次使用。弹性；寿命长、可多次使用。 五五、气缸垫（缸床）、气缸垫（缸床） 3.3.类型类型 金属金属-石棉垫石棉垫 铜皮铜皮-石棉垫石棉垫 金属骨架金属骨架-石棉垫石棉垫 扎孔钢板扎孔钢板-石棉垫石棉垫 五、气缸垫（缸床）五、气缸垫（
10、缸床） 3.3.类型类型 金属金属-石棉垫石棉垫 铜皮铜皮-石棉垫石棉垫 特点：弹性好、耐特点：弹性好、耐 热耐压；可多次使热耐压；可多次使 用，厚度为用，厚度为1.2 1.2 2mm2mm。 安装要求：按标记安安装要求：按标记安装。装。 金属金属-复合材料垫复合材料垫 即在钢板芯的两边粘覆耐压与耐腐蚀的复合材料，即在钢板芯的两边粘覆耐压与耐腐蚀的复合材料，周边用不锈钢皮包边。结构如图示。周边用不锈钢皮包边。结构如图示。 纯金属垫纯金属垫 冷扎钢片垫冷扎钢片垫 铜、铝纯金属垫铜、铝纯金属垫 铜、铝纯金属垫在冷却铜、铝纯金属垫在冷却 水孔边加橡胶圈密封。水孔边加橡胶圈密封。 六、油底壳六、油底壳
11、 用以储存润滑油、封闭机体或曲轴箱。用以储存润滑油、封闭机体或曲轴箱。七、汽缸体、汽缸盖的检修七、汽缸体、汽缸盖的检修 1 1汽缸体与汽缸盖的损伤汽缸体与汽缸盖的损伤 （1 1）裂纹）裂纹 原因：原因：F曲轴高速转动时产生振动，在汽缸体薄弱部位发生裂纹；曲轴高速转动时产生振动，在汽缸体薄弱部位发生裂纹；F激冷或水垢散热不良，使水道壁产生裂纹；激冷或水垢散热不良，使水道壁产生裂纹；F在水道冻裂；镶套时，过盈量过大造成局部裂纹；在水道冻裂；镶套时，过盈量过大造成局部裂纹；F装配时螺栓拧紧力矩过大。装配时螺栓拧紧力矩过大。 （2 2）变形）变形 汽缸盖变形主要是指与汽缸体的接合平面翘曲变形。汽缸盖变
12、形主要是指与汽缸体的接合平面翘曲变形。 原因：原因：螺栓拧紧力矩过大或不均，或不按顺序拧紧以螺栓拧紧力矩过大或不均，或不按顺序拧紧以及在高温下拆卸汽缸盖等；及在高温下拆卸汽缸盖等； 汽缸体上、下平面在螺纹孔口周围凸起；汽缸体上、下平面在螺纹孔口周围凸起； 曲轴轴承座孔同轴度偏差增大。曲轴轴承座孔同轴度偏差增大。 （3 3）磨损）磨损 汽缸长期使用磨损后，其尺寸和形状将会改变。汽缸汽缸长期使用磨损后，其尺寸和形状将会改变。汽缸磨损程度是决定发动机是否需要大修的主要依据。磨损程度是决定发动机是否需要大修的主要依据。 掌握汽缸磨损规律，分析汽缸磨损原因，提高检测和掌握汽缸磨损规律，分析汽缸磨损原因，
13、提高检测和维修质量，并在使用中减轻汽缸磨损，是延长发动机维修质量，并在使用中减轻汽缸磨损，是延长发动机使用寿命的重要措施。使用寿命的重要措施。汽缸磨损规律汽缸磨损规律 汽缸磨损的原因汽缸磨损的原因 活塞环换向，此时活塞环的背压最大，使其接触活塞环换向，此时活塞环的背压最大，使其接触面间的油膜形成更困难；面间的油膜形成更困难； 因爆发燃烧的压力、温度最高，破坏油膜，腐蚀因爆发燃烧的压力、温度最高，破坏油膜，腐蚀；进气中的灰尘在此处附着量较多，磨料磨损；进气中的灰尘在此处附着量较多，磨料磨损； 活塞在此处所承受的侧向力大，容易破坏油膜，活塞在此处所承受的侧向力大，容易破坏油膜，加剧此部位的粘着磨损
14、。加剧此部位的粘着磨损。 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （1 1）气缸体与气缸盖裂纹的检修）气缸体与气缸盖裂纹的检修 气缸体裂纹的检查一般采用水压试验法。试验时，气缸体裂纹的检查一般采用水压试验法。试验时，应用专用的盖板封住气缸体水道口，用水压机将水应用专用的盖板封住气缸体水道口，用水压机将水压入缸体水道中，要求在压入缸体水道中，要求在0.3MPa0.3MPa0.4MPa0.4MPa的压力下的压力下，保持约，保持约5min5min，应没有任何渗漏现象。，应没有任何渗漏现象。 当镶换气缸套当镶换气缸套( (干式干式) )时，要进行一次水压试验。气时，要进行一次水压试验。气缸体
15、在焊接修理后，也应进行水压试验。缸体在焊接修理后，也应进行水压试验。 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （1 1）气缸体与气缸盖裂纹的检修）气缸体与气缸盖裂纹的检修 气缸体裂纹的修理方法有黏结法、焊接法等几种。气缸体裂纹的修理方法有黏结法、焊接法等几种。 在修理中，应根据裂纹的大小、裂纹的部位、损伤在修理中，应根据裂纹的大小、裂纹的部位、损伤的程度以及技术能力、设备条件等情况，灵活而适的程度以及技术能力、设备条件等情况，灵活而适当地选择。当地选择。 气缸盖出现裂纹一般应予以更换。气缸盖出现裂纹一般应予以更换。 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （2 2）汽缸体与
16、汽缸盖变形的检修）汽缸体与汽缸盖变形的检修平面度要求：平面度要求：每每(50(5050)mm50)mm的范围内均应不大于的范围内均应不大于0.05mm0.05mm。全长不大于全长不大于600mm600mm的汽缸体，其平面度误差不大于的汽缸体，其平面度误差不大于0.15mm0.15mm；大于大于600mm600mm的铸铁汽缸体，其平面度误差不大于的铸铁汽缸体，其平面度误差不大于0.25mm0.25mm；大于大于600mm600mm的铝合金汽缸体，其平面度误差不大于的铝合金汽缸体，其平面度误差不大于0.35mm0.35mm。 气缸体上平面平面度的检测气缸体上平面平面度的检测r 2. 2.汽缸体与汽
17、缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （3 3）汽缸磨损的测量）汽缸磨损的测量 确定汽缸磨损后的圆度、圆柱确定汽缸磨损后的圆度、圆柱度，根据汽缸的磨损程度，确定发度，根据汽缸的磨损程度，确定发动机是否需要进行大修，以及确定动机是否需要进行大修，以及确定修理尺寸。修理尺寸。 测量汽缸磨损通常使用量缸表测量汽缸磨损通常使用量缸表。 测量方法测量方法 1)1)根据汽缸直径的尺寸，选择合根据汽缸直径的尺寸，选择合适的接杆，装入量缸表的下端。适的接杆，装入量缸表的下端。 2) 2) 将外径千分尺校准到被测汽将外径千分尺校准到被测汽缸的标准尺寸，再将量缸表校准缸的标准尺寸，再将量缸表校准到外径千分尺的尺寸，并使
18、伸缩到外径千分尺的尺寸，并使伸缩杆有杆有1 12mm2mm的压缩行程，旋转表的压缩行程，旋转表盘使表针对准零位。盘使表针对准零位。r 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （3 3）汽缸磨损的测量）汽缸磨损的测量 3) 3) 测量第一道活塞环在上止点位置时所对应的汽缸壁。测量第一道活塞环在上止点位置时所对应的汽缸壁。 4)4)量缸表下移，测量汽缸中部和下部的磨损。汽缸下部量缸表下移，测量汽缸中部和下部的磨损。汽缸下部为距离汽缸下边缘为距离汽缸下边缘10mm10mm20mm20mm左右处。左右处。r 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （3 3）汽缸磨损的测量）汽缸磨损
19、的测量 圆度误差圆度误差 同一横截面上磨损的不均匀性。用同一横截面上同一横截面上磨损的不均匀性。用同一横截面上不同方向测得的最大与最小直径差值之半作为圆度误差。不同方向测得的最大与最小直径差值之半作为圆度误差。 圆柱度误差圆柱度误差 沿汽缸轴线的轴向截面上磨损的不均匀性。其沿汽缸轴线的轴向截面上磨损的不均匀性。其数值是被测汽缸表面任意方向所测得的最大与最小直径差值数值是被测汽缸表面任意方向所测得的最大与最小直径差值之半。之半。 汽缸圆度公差汽缸圆度公差 汽油机为汽油机为0.05mm0.05mm，柴油机为，柴油机为0.065mm0.065mm。 汽汽缸圆柱度公差：缸圆柱度公差：汽油机为汽油机为0
20、.20mm0.20mm，柴油机为，柴油机为0.25mm0.25mm。r2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （3 3）汽缸磨损的测量）汽缸磨损的测量2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修（4 4）汽缸的修理）汽缸的修理 1 1）汽缸的镗削）汽缸的镗削 通过汽缸镗削加工，恢复汽缸应有的正确圆度、圆柱度和表通过汽缸镗削加工，恢复汽缸应有的正确圆度、圆柱度和表面粗糙度，并保证各缸中心线与曲轴主轴承座孔中心线在同面粗糙度，并保证各缸中心线与曲轴主轴承座孔中心线在同一平面内并互相垂直。一平面内并互相垂直。 缸镗削后的质量要求是：圆柱度公差不超过缸镗削后的质量要求是：圆柱度公差不超过
21、0.01mm0.01mm，表面粗，表面粗糙度糙度RaRa不超过不超过1.6m1.6m。 2)2)汽缸的磨削汽缸的磨削 汽缸磨削的目的是去除镗削刀痕，降低表面粗糙度，提高汽汽缸磨削的目的是去除镗削刀痕，降低表面粗糙度，提高汽缸表面加工质量，达到汽缸加工的最终尺寸要求。缸表面加工质量，达到汽缸加工的最终尺寸要求。 部分车型发动机活塞与汽缸的配合间隙与活塞测量部位部分车型发动机活塞与汽缸的配合间隙与活塞测量部位 发动机型号发动机型号缸径（缸径（mmmm）配合间隙（配合间隙（mmmm）测量部位测量部位桑塔纳桑塔纳YP1.6YP1.679.5079.500.03-0.050.03-0.05与活塞销孔中心
22、线成与活塞销孔中心线成9090，活塞裙部，活塞裙部下端下端15mm15mm桑塔纳桑塔纳JV1.8JV1.881810.03-0.060.03-0.06与活塞销孔中心线成与活塞销孔中心线成9090，活塞裙部，活塞裙部下端下端15mm15mm捷达捷达81810.03-0.050.03-0.05距活塞下端距活塞下端15mm15mm富康富康75750.04-0.060.04-0.06距活塞下端距活塞下端15mm15mmJeepJeep四缸四缸98.4098.400.023-0.0430.023-0.043与活塞销孔中心线成与活塞销孔中心线成9090处处夏利夏利TJ376TJ37676760.03-0.
23、120.03-0.12距活塞裙部下端距活塞裙部下端15mm15mm大发大发TJ110TJ11070700.045-0.0650.045-0.065距活塞下端距活塞下端15mm15mm标致标致XN14XN1488880.06-0.080.06-0.08与活塞销孔中心线成与活塞销孔中心线成9090，活塞裙部，活塞裙部下端下端15mm15mmBJ492BJ492系列系列92920.012-0.0240.012-0.024距活塞裙部下端距活塞裙部下端20mm20mm解放解放CA6102CA6102101.56101.560.015-0.0350.015-0.035距活塞裙部下端距活塞裙部下端13-15
24、mm13-15mm东风东风EQ6102EQ61021001000.05-0.070.05-0.07距活塞裙部下端距活塞裙部下端20mm20mm2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修（4 4）汽缸的修理）汽缸的修理1 1）气缸的修理标准气缸的修理标准前后两个气缸中任意一个气缸圆度误差达到前后两个气缸中任意一个气缸圆度误差达到0.050.063，或圆柱度误，或圆柱度误差达到差达到0.1750.250时需要大修。时需要大修。 镗缸镗缸0.25mm为一级，轿车通常最高为四级，而货车最高为六级，第一级为一级，轿车通常最高为四级，而货车最高为六级，第一级不修，从第二级开始镗。不修，从第二级开始镗
25、。 桑塔纳轿车发动机气缸修理尺寸分为三级，从标准直径加大桑塔纳轿车发动机气缸修理尺寸分为三级，从标准直径加大0.25mm、0.50mm、1.00mm。解放解放CA6102发动机气缸修理尺寸分为四级，从标准直径加大发动机气缸修理尺寸分为四级，从标准直径加大0.25mm、0.50mm、0.75mm、1.00mm。 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修（4 4）汽缸的修理）汽缸的修理 2 2）汽缸汽缸修理尺寸的计算修理尺寸的计算汽缸汽缸修理尺寸修理尺寸（ D Dx x ）磨损最大磨损最大汽缸汽缸最大直径最大直径（ D Dmaxmax ）加工余量加工余量（X X） 注：加工余量通常为注：加
26、工余量通常为0.100.100.200.20。 例：已测得桑塔钠例：已测得桑塔钠JVJV发动机的气缸最大磨损后直径为发动机的气缸最大磨损后直径为81.32 81.32 mmmm，加工余量为，加工余量为0.15 mm 0.15 mm ，确定其气缸修理尺寸。，确定其气缸修理尺寸。 因为：因为： D Dx x = D = Dmaxmax + X + X = 81.32 + 0.15 = 81.47 mm = 81.32 + 0.15 = 81.47 mm JVJV发动机（发动机（1.8L1.8L）的标准直径是）的标准直径是81.0181.01，所以修理尺寸定位二，所以修理尺寸定位二级（级（ 0.50
27、mm ） 修理尺寸：修理尺寸：81.51 mm81.51 mm。 3 3）气缸镗削量的计算）气缸镗削量的计算 镗削量镗削量活塞最大直径活塞最大直径气缸最小直径配合间隙磨缸余量气缸最小直径配合间隙磨缸余量 注：磨缸余量通常为注：磨缸余量通常为0.030.030.050.05。 如如CA6102CA6102汽车发动机气缸最小磨损处直径为汽车发动机气缸最小磨损处直径为101.95101.95，并通过，并通过计算确定采用第四级修理级别为计算确定采用第四级修理级别为1.001.00，其活塞裙部最大直，其活塞裙部最大直径为径为102.60102.60。如气缸壁配合间隙选为。如气缸壁配合间隙选为0.0350
28、.035，磨缸余量为，磨缸余量为0 00404，其镗削量为：，其镗削量为： 锉削量锉削量102.60102.60101.95101.950.0350.0350.040.040.7350.735（mmmm） 镗削量为镗削量为0.7350.735。2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修（4 4）汽缸的修理）汽缸的修理F对主轴承座孔外观进行初步检验，检查有无磨损、拉对主轴承座孔外观进行初步检验，检查有无磨损、拉伤及裂纹。伤及裂纹。F将主轴承盖装上并按规定扭矩拧紧螺栓。将主轴承盖装上并按规定扭矩拧紧螺栓。F主轴承座孔圆度及圆柱度的检测。用内径量表沿圆周主轴承座孔圆度及圆柱度的检测。用内径量表
29、沿圆周测量两点，沿轴线方向测量两处。测量两点，沿轴线方向测量两处。 2.2.汽缸体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （5 5）气缸体主轴承座孔的检验）气缸体主轴承座孔的检验F计算公式为：计算公式为：F圆柱度圆柱度(DmaxDmin)/2(DmaxDmin)/2， DmaxDmax和和DminDmin分别为全部测量值中的最大和最小直径。分别为全部测量值中的最大和最小直径。F检验标准：主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁气缸体检验标准：主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁气缸体不大于不大于0.01mm0.01mm，对于铝合金气缸体不大于，对于铝合金气缸体不大于0.015mm0.015mm。 2.2.汽缸
30、体与汽缸盖的检修汽缸体与汽缸盖的检修 （5 5）气缸体主轴承座孔的检验）气缸体主轴承座孔的检验 一、组成一、组成 由以下部分组成：由以下部分组成： 1.1.活塞；活塞；2.2.连杆；连杆；3.3.活塞销；活塞销；4.4.活塞环。活塞环。 1.1.工作条件工作条件 在高温、高压和高速下工作。在高温、高压和高速下工作。 Tmax 2500KTmax 2500K，Pmax=Pmax=（3 36 6）MpaMpa或或Pmax=Pmax=（6 69 9）MpaMpa。 2.2.要求要求 足够的强度与刚度；导热性好、耐热耐压耐磨（三耐一好）；足够的强度与刚度；导热性好、耐热耐压耐磨（三耐一好）；质量轻、与
31、机体的膨胀系数相一致。质量轻、与机体的膨胀系数相一致。二、活塞二、活塞 二、活塞二、活塞 3.3.材料材料 最佳为铝合金如共晶硅铝合金。最佳为铝合金如共晶硅铝合金。 4.4.结构结构 从上到下分为：顶部、头部和裙部三部分。从上到下分为：顶部、头部和裙部三部分。 4.4.结构结构 顶部顶部 受压、受热受压、受热 形状：形状： 平顶平顶 凸顶凸顶 凹顶凹顶 头部（环槽部）头部（环槽部） 作用：作用： A.A.承受气压；承受气压； B.B.密封气缸（与气环一同）；密封气缸（与气环一同）； C.C.传热。传热。 结构：设有气环与油环，以及结构：设有气环与油环，以及隔热槽等。隔热槽等。 汽油机：多用二道
32、气环，一道汽油机：多用二道气环，一道油环。油环。 柴油机：多用三道气环，一道柴油机：多用三道气环，一道油环。油环。 油环底部开有回油孔或横向切油环底部开有回油孔或横向切槽，以便回油。槽，以便回油。头头部部 裙部裙部 油环槽以下部分油环槽以下部分 作用：起导向及承受侧压力的作用，两侧面为承压面作用：起导向及承受侧压力的作用，两侧面为承压面。类型类型全裙式全裙式半拖板式半拖板式拖板式拖板式n问题：为什么要制成拖板式活塞？或称为拖鞋式活塞？问题：为什么要制成拖板式活塞？或称为拖鞋式活塞？承压面 裙部裙部 油环槽以下部分油环槽以下部分 作用：起导向及承受侧压力的作用，两侧面为承压面。作用：起导向及承受
33、侧压力的作用，两侧面为承压面。承压面5.5.活塞的变形与采取的结构措施活塞的变形与采取的结构措施热变形及其对策热变形及其对策侧压力、气体力及热变形的综合作用侧压力、气体力及热变形的综合作用 三、活塞销三、活塞销 1.1.作用作用 连接与传动连接与传动 2.2.结构类型：组合形、圆柱形和结构类型：组合形、圆柱形和两段截锥形三种。两段截锥形三种。 3.3.材料材料 低碳钢表面渗碳淬火。低碳钢表面渗碳淬火。 如：如： 20cr 20CrMnTi20cr 20CrMnTi 4.4.支承方式支承方式 A.A.全浮式全浮式 冷态时，销与座孔之间为过渡配合。热态时冷态时，销与座孔之间为过渡配合。热态时，销与
34、座孔、连杆之间为动配合，可转动，称为全浮式。，销与座孔、连杆之间为动配合，可转动，称为全浮式。 优点：磨损均匀、寿命长。优点：磨损均匀、寿命长。 轴向定位：用卡簧限制销的轴向移动，但有足够大的轴向轴向定位：用卡簧限制销的轴向移动，但有足够大的轴向间隙，以防热膨胀后冷过程中将卡簧顶出。间隙，以防热膨胀后冷过程中将卡簧顶出。 4.4.支承方式支承方式 B.B.半浮式半浮式 销与座为动配合，销与连杆小头固定连接（过销与座为动配合，销与连杆小头固定连接（过盈配合或螺栓紧固）。盈配合或螺栓紧固）。 特点：结构简单，零件少。适用于轻型高速发动机。特点：结构简单，零件少。适用于轻型高速发动机。 四、活塞环四
35、、活塞环 1.1.作用作用 气环以密封与传热为主，刮油与布油为辅气环以密封与传热为主，刮油与布油为辅。 2.2.工作条件工作条件 在高温、高压、在高温、高压、高速及润滑不良的条件下工作。高速及润滑不良的条件下工作。图图 气环的作用气环的作用 油环的刮油作用油环的刮油作用 四、活塞环四、活塞环r3.3.材料材料 多为多为优质合金铸铁优质合金铸铁，表面，表面喷镀处理喷镀处理。一道一道r气环多孔镀铬气环多孔镀铬，其余，其余镀锡或磷化。镀锡或磷化。 四、活塞环四、活塞环 4.4.气环气环 密封原理密封原理 A.A.气环间隙气环间隙 端隙端隙1=0.25 1=0.25 0.50 0.50 侧隙侧隙2=0
36、.04 2=0.04 0.10mm0.10mm 背隙背隙3=0.50 3=0.50 1.0mm1.0mm1 12 23 3 密封原理密封原理 B.B.密封面及其形成密封面及其形成 PaPa-第一密封面上的压力第一密封面上的压力 PbPb-第一密封面上的压力第一密封面上的压力 密封原理密封原理 各环间隙处的气体压力递减关系各环间隙处的气体压力递减关系 说明：经过层层迷宫和多重阻力，漏出的气体量非常有限。说明：经过层层迷宫和多重阻力，漏出的气体量非常有限。 100%P100%P 70%P70%P 22%P22%P 7.6%P7.6%P 气环的切口形式气环的切口形式 说明：活塞环安装时，各道环切口要
37、相互错开，以形成迷宫说明：活塞环安装时，各道环切口要相互错开，以形成迷宫式的密封结构。式的密封结构。名称名称 特点特点示意图示意图直切口直切口直切口工艺性好，多用直切口工艺性好，多用。1=0.25 1=0.25 0.50 斜切口斜切口斜切口斜切口 的切口斜角为的切口斜角为3030或或4545。 1=0.25 1=0.25 0.50 阶梯形阶梯形切口切口 阶梯形切口阶梯形切口 密封性好，密封性好，但工艺性差。但工艺性差。 气环的泵油现象气环的泵油现象 现象现象 原因原因 由于气环在环槽中的上下跳动，将集油从下由于气环在环槽中的上下跳动，将集油从下 带到活塞顶部，产生了泵油现象。而以矩形环的泵带到
38、活塞顶部，产生了泵油现象。而以矩形环的泵 油作用最严重。油作用最严重。气环的泵油作用演示 气环的断面形状气环的断面形状形状形状结构与特点结构与特点示意图示意图矩形矩形环环结构简单、工艺性好、接触结构简单、工艺性好、接触面积大、散热快面积大、散热快锥面锥面环环锥面角锥面角. . 、构成鸟嘴形，减少了环与气构成鸟嘴形，减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密接触压力，有利于磨合和密封。封。优点：密封好，向下有刮油优点：密封好，向下有刮油作用，向上易形成油楔。作用，向上易形成油楔。安装：安装：鸟嘴向下，不可装反鸟嘴向下，不可装反。 气环的断面形状气环的断面
39、形状形状形状结构与特点结构与特点示意图示意图扭曲环扭曲环结构：断面不对称，受力不平结构：断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲。衡，使活塞环扭曲。特点：特点：1.1.由于扭曲效应，使环由于扭曲效应，使环在环槽内上下窜动量很小，消在环槽内上下窜动量很小，消除了泵油现象；除了泵油现象；2.2.与锥形环有相似的油楔效应与锥形环有相似的油楔效应和刮油作用。和刮油作用。梯形环梯形环加工困难，精度要求高。有挤加工困难，精度要求高。有挤压环槽内的积碳作用（自洁作压环槽内的积碳作用（自洁作用）延长使用寿命。多用于柴用）延长使用寿命。多用于柴油机。油机。内切扭曲环外切扭曲环 气环的断面形状气环的断面形状 扭曲环分
40、析工作时，断扭曲环分析工作时，断面会发生扭曲变形的活塞环面会发生扭曲变形的活塞环。 A.A.断面扭转原理分析断面扭转原理分析 B.B.类型（正扭曲环）类型（正扭曲环） 有有内切扭曲环和外切扭曲环内切扭曲环和外切扭曲环两种。两种。 C.C.工作情况说明工作情况说明 D.D.注意事项注意事项 安装时，应安装时，应内切口向上，外内切口向上，外切口向下。切口向下。 气环的断面形状气环的断面形状形状形状结构与特点结构与特点示意图示意图桶面桶面环环结构：圆为凸圆弧形结构：圆为凸圆弧形。特点：适应汽缸表面特点：适应汽缸表面形状的性能好，向上形状的性能好，向上向下均可形成油楔，向下均可形成油楔，磨损小。磨损小
41、。 5.5.油环油环以刮油为主，密封为辅。以刮油为主，密封为辅。 （1 1）整体式油环）整体式油环 特点：油环结构简单，加工容易，成本低。特点：油环结构简单，加工容易，成本低。 （a a）普通整体式油环；（）普通整体式油环；（b b）带）带撑簧的撑簧的整体式油环整体式油环 5.5.油环油环以刮油为主，密封为辅。以刮油为主，密封为辅。 （2 2）组合式油环）组合式油环 刮油刮油片片轴向衬轴向衬环环径向径向衬环衬环刮油刮油片片 图图 组合式油环组合式油环 多道活塞环切口的错位安装方法：多道活塞环切口的错位安装方法： 以首道环为基础，各道活塞环以首道环为基础，各道活塞环互错互错120120，而且，首
42、，而且，首道环的切口相活塞销轴轴线夹角约道环的切口相活塞销轴轴线夹角约为为30 30 。 五、连杆组五、连杆组 1.1.要求要求 有足够的强度与刚度。有足够的强度与刚度。 材料与热处理：材料与热处理： 多用中碳钢摸锻，调质处理。如：多用中碳钢摸锻，调质处理。如：40Cr40Cr 2.2.结构结构 由杆身、大小头、油孔、集油孔或集油槽、连杆螺栓、连由杆身、大小头、油孔、集油孔或集油槽、连杆螺栓、连杆轴瓦及连杆衬套等构件组成。杆轴瓦及连杆衬套等构件组成。 三、连杆组三、连杆组 2.2.结构结构 杆身杆身-工字梁形。工字梁形。 小头小头-全浮式联接时，装有青全浮式联接时，装有青铜套、设集油孔或集油槽
43、。铜套、设集油孔或集油槽。 半浮式联接时，与活塞销过盈配半浮式联接时，与活塞销过盈配合或用螺栓紧固。合或用螺栓紧固。 2.2.结构结构 大头大头-与曲轴销配合，采用剖分结构。与曲轴销配合，采用剖分结构。 剖分结构类型：剖分结构类型： A.A.平切口式平切口式（汽油机用）；（汽油机用）；定位方法：定位方法：采用采用配合螺栓定位配合螺栓定位。 注意：注意：盖与连杆杆身采用配对加工，不得互换，而且有方盖与连杆杆身采用配对加工，不得互换，而且有方向标记，不得错向。向标记，不得错向。平平分分式式 2.2.结构结构 剖分结构类型：剖分结构类型： B.B.斜切口式（斜切口式（柴油机用）柴油机用） 斜切口有以
44、下几种定位方法：斜切口有以下几种定位方法： A.A.止口定位；止口定位； B.B.锯齿定位；锯齿定位；C.C.定位销定位；定位套筒定位定位销定位；定位套筒定位。斜分式斜分式 4.4.连杆螺栓连杆螺栓 采用高强度配合螺栓，材料多用采用高强度配合螺栓，材料多用40Cr 40Cr 、35CrMo35CrMo调质及调质及发黑处理。发黑处理。 拧紧拧紧 按规定力矩分多次拧紧。如按规定力矩分多次拧紧。如AJRAJR或或JVJV发动机发动机M8M8螺螺栓，拧紧力矩为栓，拧紧力矩为30N.M30N.M；BJ492BJ492发动机为发动机为40N.M40N.M。 5.V5.V型发动机连杆的布置形式型发动机连杆的
45、布置形式 A.A.并列式并列式 B.B.主副连杆式主副连杆式 C.C.叉形连杆式叉形连杆式并列式并列式主副式主副式叉式叉式r（一）活塞的选配（一）活塞的选配r汽缸按修理尺寸镗缸或更换缸套，活塞烧蚀、拉伤、活塞汽缸按修理尺寸镗缸或更换缸套，活塞烧蚀、拉伤、活塞环槽严重磨损时需更换活塞。活塞裙部尺寸是镗缸的依据。环槽严重磨损时需更换活塞。活塞裙部尺寸是镗缸的依据。r1.1.根据汽缸修理尺寸选配活塞，注意以下要点：根据汽缸修理尺寸选配活塞，注意以下要点：r1 1）选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞的修理）选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞的修理尺寸与缸套同级。尺寸与缸套同级。r2 2
46、）活塞、缸套应成套选配，即同一台发动机必须选用同一）活塞、缸套应成套选配，即同一台发动机必须选用同一厂牌的汽缸套与活塞。厂牌的汽缸套与活塞。r3 3）同一组活塞直径差）同一组活塞直径差0.015mm0.015mm，质量差质量差48g48g，销座涂色标记相同。，销座涂色标记相同。r4 4）必须测试选配活塞的配缸间隙）必须测试选配活塞的配缸间隙是否符合要求。是否符合要求。r（一）（一）活塞的选配活塞的选配r 发动机活塞与缸壁的的配合间隙正确与否发动机活塞与缸壁的的配合间隙正确与否, ,直接直接关系到发动机维护质量和使用寿命。关系到发动机维护质量和使用寿命。r活塞与缸壁的间隙通常在活塞与缸壁的间隙通
47、常在0.0250.0250.060.06之间。之间。AJRAJR发动机的配缸间隙为发动机的配缸间隙为0.030.030.06mm0.06mm。r2.2.检测活塞配缸间隙检测活塞配缸间隙 r（1 1）采用百分表和千分尺检测配缸间隙）采用百分表和千分尺检测配缸间隙r缸径与活塞直径之差为配缸间隙。缸径与活塞直径之差为配缸间隙。（一）活塞的选配（一）活塞的选配2.2.检测活塞配缸间隙检测活塞配缸间隙 （2 2）采用厚薄规）采用厚薄规检测配缸间隙检测配缸间隙 方法：活塞拆去活塞环，将活塞倒置入汽缸，将厚薄规方法：活塞拆去活塞环，将活塞倒置入汽缸，将厚薄规汽缸承压面，用弹簧称按规定的拉力，轻轻将塞尺拉出时
48、，汽缸承压面，用弹簧称按规定的拉力，轻轻将塞尺拉出时，塞尺的刻度即为配合间隙。塞尺的刻度即为配合间隙。 活塞的修理尺寸级别：活塞的修理尺寸级别： 活塞的修理尺寸级别一般分为活塞的修理尺寸级别一般分为+0.25mm+0.25mm、+0.50mm+0.50mm、+0.75mm+0.75mm、+1.00mm+1.00mm等四级，有的只有等四级，有的只有1 12 2个级别。个级别。 在每一个修理尺寸级别中又分为若干组，通常分为在每一个修理尺寸级别中又分为若干组，通常分为3 36 6组不组不等，相邻两组的直径差为等，相邻两组的直径差为0.010mm0.010mm0.015mm0.015mm。 薄型汽缸套
49、，活塞不设置修理尺寸，只区分标准系列活塞和薄型汽缸套，活塞不设置修理尺寸，只区分标准系列活塞和维修系列活塞，每一系列活塞中也有若干组供选配。维修系列活塞，每一系列活塞中也有若干组供选配。 活塞的修理尺寸级别代号常打印在活塞顶部。活塞的修理尺寸级别代号常打印在活塞顶部。（一）活塞的选配（一）活塞的选配 部分发动机活塞的分组与汽缸直径 发动机型号分组活塞尺寸（mm）缸套尺寸(mm)配合间隙（mm）备注桑塔纳发动机（1.8L）基本尺寸一二三80.9881.2381.4881.9881.0181.2681.5182.010.03测量活塞时，距活塞裙部边缘15mm处测量五十玲4JB1发动机基本尺寸一二9
50、393.04092.98593.02493.00593.04093.02193.06093.0410.0250.0454JB1发动机配套在江玲、庆玲、蓝箭或解放CA1040汽车上日产P06发动机SML124.815124.835124.835124.855125.00125.02125.02125.03125.03125.050.1850.205S或L解放CA6102发动机ABCD101.54101.56101.56101.58101.58101.60101.60101.62101.56101.58101.58101.60101.60101.62101.62101.640.020.04 活塞的