《發動機》-學習情境三

學習情境三曲柄連桿機構2.能夠正確敘述曲柄連桿機構主要機件的受力情況和工作原理。3.能夠正確描述曲柄連桿機構的裝配要求。三、相關理論知識(一)曲柄連桿機構的概述1.曲柄連桿機構的功用與組成曲柄連桿機構的功用，是把燃氣作用在活塞頂上的力轉變為曲軸的轉矩，以向工作機械輸出機械能。曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組組成。

(1)機體組上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構機體組包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸襯墊、油底殼等機件。如圖3.1所示。(2)活塞連桿組活塞連桿組包括活塞、活塞環、活塞銷和連桿等機件。如圖3.2所示。(3)曲軸飛輪組曲軸飛輪組包括曲軸、飛輪和扭轉減振器等機件。如圖3.3所示。

2.曲柄連桿機構的工作條件發動機做功時，氣缸內的最高溫度可達2500K以上，最高壓力可達5~9MPa，現代汽車發動機的最高轉速可達3000~6000r/min，即活塞每秒鐘要完成約100~200個沖程，可見其線速度是很大的。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構此外，與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的機件(如氣缸、氣缸蓋、活塞組等)還將受到化學腐蝕。因此，曲柄連桿機構的工作條件的特點是高溫、高壓、高速和化學腐蝕。3.曲柄連桿機構受力分析曲柄連桿機構受的力主要有氣體作用力、往復慣性力、旋轉離心力和摩擦力。

(1)氣體作用力在每個工作循環的四個沖程中，氣體壓力始終存在。但由于進氣、排氣兩沖程中氣體壓力較小，對機件影響不大，故這里主要介紹做功和壓縮兩個沖程中的氣體作用力。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構氣體壓力P的集中力PP分解為NP和SP,NP稱側壓力，它使活塞的一個側面壓向氣缸壁，造成該側磨損嚴重;SP經連桿傳給曲柄銷，分解為RP和TP，RP使曲軸主軸頸處受壓，TP為軸向產生轉矩的力。如圖3.4所示。(2)往復慣性力對于往復慣性力Pj，活塞在上半沖程時，慣性力都向上，下半沖程時，慣性力都向下。在上、下止點活塞運動方向改變，速度為零，加速度最大，慣性力也最大;在沖程中部附近，活塞運動速度最大，加速度為零，慣性力也等于零。如圖3.5所示。(3)旋轉離心力上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構旋轉機件的圓周運動產生離心慣性力，方向背離曲軸中心向外。離心力加速軸承與軸頸的磨損，也引起發動機振動而傳到機體外。

(4)摩擦力摩擦力是指相互運動件之間的摩擦力，它是造成配合表面磨損的根源。上述各種力作用在曲柄連桿機構和機體的各有關零件上，使它們受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉等不同形式的載荷。為了保證工作可靠，減少磨損，在結構上必須采取相應的措施。(二)機體組1.氣缸體上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構水冷發動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體(簡稱缸體)，如圖3.6所示。氣缸體不僅承受高溫、高壓的氣體作用力，而且是發動機的各個機構和系統的裝配基體，因而要求氣缸體具有足夠的剛度和強度。為減輕發動機的質量，還要求氣缸體的結構緊湊、質量輕。根據氣缸體與油底殼安裝平面位置的不同，其具體結構形式分為三種，如圖3.7所示。

2.氣缸套氣缸套(簡稱缸套)有干式和濕式兩種形式。

(1)干式缸套上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構如圖3.8(a)所示，干式缸套不直接與冷卻水接觸，壁厚一般為1~3mm，其特點是不易漏氣漏水，不存在穴蝕，缸體結構剛度大，但修理更換不便，散熱效果較差。干式缸套被廣泛用于小型發動機。

(2)濕式缸套如圖3.8(b)所示，濕式缸套直接與冷卻水接觸，壁厚一般為5~9mm。缸套的軸向定位利用上端的凸緣A。缸套的外表面有兩個保證徑向定位的凸出的圓環帶B和C，分別稱為上支承定位帶和下支承密封帶。為了密封氣體和冷卻水，有的缸套凸緣A下面還裝有紫銅墊片。缸套的上支承定位帶直徑略大，與氣缸套座孔配合較緊密。下支承密封帶與座孔配合較松，通常采用1~3道橡膠密封圈來封水。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構常見的密封結構形式有兩種:一種是將密封圈的環槽開在缸套上，將具有一定彈性的橡膠密封圈4裝入環槽內;另一種是將安置密封圈的環槽開在氣缸體上，這種結構對缸套的削弱較小，但缸體的工藝性較差。缸套裝入座孔后，通常缸套頂面略高出氣缸體上平面0.05~0.15mm。當緊固氣缸蓋螺栓時，可將氣缸蓋襯墊壓得更緊，以保證氣缸的密封性，防止冷卻水和氣缸內的高壓氣體竄漏。濕式缸套的優點是在氣缸體上沒有封閉的水套，鑄造方便，容易拆卸更換，冷卻效果也較好;缺點是缸體剛度差，易于漏氣、漏水，缸套易穴蝕。濕式缸套被廣泛應用于汽車柴油機上。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

3.氣缸的排列形式氣缸排列形式，顧名思義，是指多氣缸內燃機各個氣缸排布的形式，簡單地說，就是一臺發動機上氣缸所排出的隊列形式。目前主流發動機氣缸排列形式:L:直列;V;V形排列其他非主流的氣缸排列方式:W;W形排列;H:水平對置發動機;R:轉子發動機

(1)直列發動機直列發動機，一般縮寫為L，比如L4就代表著直列4缸的意思。。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的發動機上。這種布局的發動機的所有氣缸均是按同一角度并排成一個平面，并且只使用了一個氣缸蓋，同時其缸體和曲軸的結構也要相對簡單，好比氣缸們站成了一列縱隊，如圖3.9所示。具體來說，我們常見的大致有L3,L4,L5,L6形四款(數字代表氣缸數量)。這種布局發動機的優勢在于尺寸緊湊，穩定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少，當然也意味著制造成本更低。同時，采用直列式氣缸布局的發動機體積也比較緊湊，可以適應更靈活的布局，也方便于布置增壓器類的裝置。但其主要缺點在于發動機本身的功率較低，并不適合配備6缸以上的車型。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(2)V形發動機所謂V形發動機，簡單的說就是將所有氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定夾角布置在一起(左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°)，使兩組氣缸形成一個夾角的平面，從側面看氣缸呈v形(通常的夾角為60°)，故稱v形發動機，如圖3.10所示。概括的說:發動機氣缸采用V形布局，可以在結構層面上克服一些傳統直列布局的劣勢;但同樣，精密的設計讓制造工藝更復雜，同時由于機體的寬度較大，也不方便安裝其他輔助裝置。

(3)W形發動機上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構許多人以為就像V形發動機的氣缸呈V形排列那樣，W形發動機的氣缸排列形式也一定是呈W形，其實不然，它只是近似W形排列，嚴格說來還應屬V形發動機，至少是V形發動機的一個變種，如圖3.11所示。

W形發動機是德國大眾專屬發動機技術。將V形發動機的每側氣缸再進行小角度的錯開，就成了W形發動機。或者說W形發動機的氣缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形，兩組V形發動機共用一根曲軸。W形與V形發動機相比可將發動機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節省發動機所占的空間，同時重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發動機艙更滿。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

W形發動機最大的問題是發動機由一個整體被分割為兩個部分，在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題，大眾在W形發動機上設計了兩個反向轉動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內部相互抵消。目前應用W形發動機的只有大眾以及其旗下其他品牌的車輛，比如老帕薩特的W8，大眾輝騰、賓利歐陸和奧迪A8的W12(圖3.12)以及布加迪的W16。(4)水平對置發動機在上面介紹氣缸V形排列發動機的時候已經提過，V形布局形成的夾角通常為60°(左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°)，而水平對置發動機的氣缸夾角180°。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構但是水平對置發動機的制造成本和工藝難度相當高，所以目前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠商在使用。如圖3.13所示。優點:水平對置發動機的最大優點是重心低。缺點:那為什么其他廠家沒有研發水平對置發動機呢?除了因為水平對置結構較為復雜外，還有如機油潤滑等問題很難解決。橫置的氣缸因為重力的原因，會使機油流到底部，使一邊氣缸得不到充分的潤滑。顯然保時捷和斯巴魯都很好的解決了眾多技術難題，但高精度的制造要求也帶來了更高的養護成本，并且由于機體較寬并不利于布局。(5)轉子發動機上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構相比常見的L形、V形氣缸布局形式，可能很多朋友會對三角轉子發動機感到陌生。轉子發動機又稱為米勒循環發動機，由德國人菲加士·汪克爾發明，之后這項技術由馬自達公司收購。我們都知道:傳統的活塞往復運動式發動機，工作時活塞在氣缸里做往復直線運動，而為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄連桿機構。轉子發動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，因此具有較大優勢。如圖3.14所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構工作原理:在三角轉子轉動時，以三角轉子中心為圓心的內齒圈與以輸出軸中心為圓心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉動，內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2。上述運動關系使得三角轉子頂點的運動軌跡(即氣缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉子把氣缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉子自轉一周，發動機點火做功三次。而轉子發動機的轉子每旋轉一圈就做功一次。如圖3.15所示。與一般的四沖程發動機每旋轉兩圈才做功一次相比，轉子發動機具有高功率容積比(發動機容積較小就能輸出較多動力)的優點。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構另外，由于轉子發動機的軸向運轉特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速。整個發動機只有兩個轉動部件，與一般的四沖程發動機具有進、排氣門等二十多個活動部件相比結構大大簡化，故障的可能性也大大減小。除了以上的優點外，轉子發動機的優點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。相應缺點是轉子發動機在使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，增加油耗。另外其獨特的機械結構也造成這類發動機較難維修。(6)VR發動機VR發動機是大眾的專屬產品，1991年，大眾公司開發了一種15°夾角的V62.8L發動機，稱做VR6，并安裝在第三代高爾夫車上。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構這種發動機結構緊湊，寬度接近于直列發動機，長度不比直列4缸發動機長多少。

VR發動機的氣缸夾角非常小，兩列氣缸接近平行，氣缸蓋上火花塞的孔幾乎并在一條直線上。VR發動機的特點就是體積特別小，所以非常適用于大眾車系的前置發動機平臺。因為大眾的前置發動機前輪驅動底盤都是縱置式的設計，而且發動機在前軸之前，所以發動機不能過長，否則難以布置前懸掛。這款發動機非常緊湊，雖然是V缸機，但由于兩列氣缸相距很近，所以只需要一個氣缸蓋就可以搞定，比90°和60°夾角的V6成本低很多(因為普通V缸機必須加工兩個氣缸蓋。如果是DOHC的V缸機還需要加工4根凸輪軸，所以成本很高)。如圖3.16所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構在基于VR發動機的基礎上，大眾還研發出了W12發動機。4.氣缸蓋(1)氣缸蓋氣缸蓋(簡稱缸蓋)的主要功用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室，如圖3.17所示。氣缸蓋內部有冷卻水套，其端面上的冷卻水孔與氣缸體上端面的冷卻水孔相通，以利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分。發動機的氣缸蓋上應有進、排氣門座及氣門導管孔和進、排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上設有火花塞孔，有些電控發動機的氣缸蓋和柴油機的氣缸蓋上設有安裝噴油器的座孔。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構在多缸發動機的一列中，只覆蓋一個氣缸的氣缸蓋，稱為單體氣缸蓋;能覆蓋部分(兩個以上)氣缸的氣缸蓋稱為塊狀氣缸蓋;能覆蓋全部氣缸的氣缸蓋則稱為整體氣缸蓋。采用整體氣缸蓋可以縮短氣缸中心距和發動機的總長度;其缺點是剛性較差，在受熱和受力后容易變形，從而影響密封，損壞時須整個更換。此種形式的氣缸蓋多用于發動機缸徑小于105mm的汽油發動機上。缸徑較大的汽油機或柴油機常采用單體氣缸蓋或塊狀氣缸蓋。(2)汽油機的燃燒室當活塞位于上止點時，活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室。在汽油機氣缸蓋底面通常鑄有形狀各異的凹坑，習慣上稱這些凹坑為燃燒室。在汽油機上廣泛應用的燃燒室有:上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構①浴盆形燃燒室。結構簡單，氣門與氣缸軸線平行，進氣道彎度較大。壓縮沖程終了時能產生擠氣渦流。②楔形燃燒室。結構比較緊湊，氣門相對氣缸軸線傾斜，進氣道比較平直，進氣阻力小。壓縮沖程終了時能產生擠氣渦流。③半球形燃燒室。結構最緊湊，燃燒室表面積與其容積之比(面容比)最小。進排氣門呈兩列傾斜布置，氣門直徑較大，氣道較平直。火焰傳播距離較短，不能產生擠氣渦流。④多球形燃燒室。由兩個以上半球形凹坑組成的，其結構緊湊，面容比小，火焰傳播距離短，氣門直徑較大，氣道比較平直，且能產生擠氣渦流。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構⑤篷形燃燒室。是近年來在高性能多氣門轎車發動機上廣泛應用的燃燒室。如圖3.18所示。

(3)柴油機的分隔式燃燒室的兩種類型①渦流室燃燒室，其主、副燃燒室之間的連接通道與副燃燒室切向連接，在壓縮沖程中，空氣從主燃燒室經連接通道進入副燃燒室，在其中形成強烈的有組織的壓縮渦流，因此稱副燃燒室為渦流室。燃油順氣流方向噴射。②預燃室燃燒室，其主、副燃燒室之間的連接通道不與副燃燒室切向連接，且截面積較小。在壓縮沖程中，空氣在副燃燒室內形成強烈的無組織的紊流。燃油迎著氣流方向噴射，并在副燃燒室頂部預先發火燃燒，故稱副燃燒室為預燃室。如圖3.19所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

5.氣缸蓋襯墊氣缸蓋襯墊如圖3.20所示，它安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是防止發動機機油和冷卻液及高溫、高壓氣體泄漏。氣缸蓋襯墊是易損件，通常是一次性使用的。目前發動機上采用的氣缸蓋襯墊有多層薄金屬襯墊、金屬-復合材料氣缸蓋襯墊和金屬-石棉氣缸蓋襯墊3種。氣缸蓋襯墊的水孔和燃燒室周圍另用金屬鑲邊，以防被高溫燃氣燒壞。前兩種的氣缸蓋襯墊多在轎車上使用。金屬-石棉氣缸蓋襯墊的石棉中間夾金屬絲或金屬屑，外覆銅皮或鋼皮，這種襯墊的壓緊厚度為1.2~2mm。安裝氣缸蓋襯墊時，應根據標記或文字進行安裝，否則易被沖壞。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

6.油底殼油底殼的主要功用是儲存機油并封閉曲軸箱，如圖3.21所示。油底殼受力很小，為了保證行車中氣流對機油的冷卻，一般采用薄鋼板沖壓而成。為了保證在汽車爬坡發動機縱向傾斜時機油泵能正常吸到機油，油底殼后部一般做得比較深。油底殼內部設有穩油擋板，以防止汽車振動時油面波動過大。油底殼底部裝有磁性的放油塞，能吸集機油中的金屬屑，以減少發動機運動零件的磨損。(三)活塞連桿組1.活塞上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構(1)活塞的作用活塞的主要作用是承受氣缸中氣體壓力所造成的作用力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(做功沖程)。活塞頂部還與氣缸蓋和氣缸壁共同組成燃燒室。

(2)工作條件及要求活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構活塞直接與高溫氣體接觸，瞬時溫度可達2500K以上，因此，受熱嚴重而散熱條件又很差，所以活塞工作時溫度很高，頂部高達600~700K，且溫度分布很不均勻;活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是做功沖程壓力最大(汽油機高達3~5MPa，柴油機高達6~9MPa)，這就使得活塞產生沖擊，并承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動，且速度在不斷地變化，這就產生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。活塞在這種惡劣的條件下工作，會產生變形并加速磨損，還會產生附加載荷和熱應力，同時受到燃氣的化學腐蝕作用。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構因此，對活塞的要求有:①要有足夠的剛度和強度，傳力可靠;②導熱性好，耐高壓、耐高溫、耐磨損;③質量小，重量輕，盡可能減小往復慣性力。鋁合金材料基本上滿足上面的要求，因此，活塞一般都采用高強度鋁合金制造，但在一些低速柴油機上采用高級鑄鐵或耐熱鋼。2.活塞的結構如圖3.22所示，活塞的基本構造可分為頂部、頭部和裙部三部分。

(1)活塞頂部上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關，都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部形狀可分為四大類:平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。如圖3.23所示。平頂活塞頂部是一個平面，結構簡單，制造容易，受熱面積小，頂部應力分布較為均勻，一般用在汽油機上，柴油機很少采用。凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強度高，起導向作用，有利于改善換氣過程，二沖程汽油機常采用凸頂活塞。凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒，有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑，等等。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(2)活塞頭部活塞頭部指第一道活塞環槽到活塞銷孔以上部分。它有數道環槽，用以安裝活塞環，起密封作用，又稱為防漏部。柴油機壓縮比高，一般有四道環槽，上部三道安裝氣環，下部安裝油環。汽油機一般有三道環槽，其中有兩道氣環槽和一道油環槽，在油環槽底面上鉆有許多徑向小孔，使被油環從氣缸壁上刮下的機油經過這些小孔流回油底殼。第一道環槽工作條件最惡劣，一般應離頂部較遠些。活塞頂部吸收的熱量主要也是經過防漏部通過活塞環傳給氣缸壁，再由冷卻水傳出去。總之，活塞頭部的作用除了用來安裝活塞環外，還有密封作用和傳熱作用，與活塞環一起密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內，同時還將70%一80%的熱量通過活塞環傳給氣缸壁。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(3)活塞裙部活塞裙部指從油環槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔。活塞裙部對活塞在氣缸內的往復運動起導向作用，并承受側壓力。裙部的長短取決于側壓力的大小和活塞直徑。所謂側壓力是指在壓縮沖程和做功沖程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮沖程和做功沖程氣體的側壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，做功沖程中的側壓力也大大高于壓縮沖程中的側壓力，活塞裙部承受側壓力的兩個側面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上，如圖3.24所示。結構特點:上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構①預先做成橢圓形，如圖3.25所示。②活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應是上部大、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。如圖3.26所示。③為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽，為了補償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。槽的形狀有“T”形或“II”形。橫槽一般開在最下一道環槽的下面、裙部上邊緣銷座的兩側(也有開在油環槽之中的)，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構豎槽會使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態時又具有補償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱為膨脹槽。裙部開豎槽后，會使其開槽的一側剛度變小，在裝配時應使其位于做功沖程中承受側壓力較小的一側。柴油機活塞受力大，裙部一般不開槽。如圖3.27所示。④有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結構裙部彈性好，質量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發動機。如圖3.28所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構⑤為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機活塞在活塞裙部或銷座內嵌入鋼片。恒范鋼片式活塞的結構特點是:由于恒范鋼為含鎳33%~36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。如圖3.29所示。

3.活塞銷座有的汽油機上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向做功沖程中受主側壓力的一方偏移1~2mm。這種結構可使活塞在從壓縮沖程到做功沖程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構在安裝時，這種活塞銷偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會增大，使裙部受損。如圖3.30所示。4.活塞銷(1)功用(2)工作條件活塞銷承受著很大的周期性的沖擊載荷，為此，要求活塞銷要有足夠的強度和剛度，特別是剛度最為重要。另外要求活塞銷盡量的輕，以減小運動質量的慣性力。(3)結構形狀活塞銷的結構形狀有圓柱形、組合形、兩段截錐形，如圖3.31所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構圓柱形孔結構簡單，加工容易，但從受力角度分析，中間部分應力最大，兩端較小，所以這種結構質量較大，往復慣性力大。為了減小質量，從而減小往復慣性力，活塞銷做成兩段截錐形孔，接近等強度梁，但孔的加工較復雜。組合形孔的結構介于二者之間。5.活塞銷與活塞銷座的連接形式(1)全浮式活塞銷活塞銷與活塞銷座的連接現代大多采用全浮式連接，即在發動機運轉過程中，活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套孔內，還可以在銷座孔內緩慢的轉動，以使活塞銷各部分的磨損比較均勻。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構在采用鋁活塞時，由于銷座的熱膨脹量大于鋼質活塞銷，為了保證工作熱狀態下銷與銷座的正常工作間隙(0.01~0.02mm)，在冷態裝配時，銷與銷座孔采用過渡配合。在裝配時應把活塞放在70℃~80℃的油中加熱，然后把銷用手輕推入銷孔中。為了防止活塞銷軸向竄動而刮傷氣缸壁，在活塞銷座孔兩端用卡環嵌在銷座環槽中加以軸向定位。

(2)半浮式活塞銷半浮式連接就是銷與銷座孔和連桿小頭兩處中，一處固定，一處浮動。這種連接方式是銷座孔內無卡簧，小頭處無襯套，省去了襯套的作業內容，適用于輕型高速發動機。如圖3.32所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構6.活塞環活塞環是具有彈性的開口環，分為氣環和油環。如圖3.33所示。(1)氣環的功用1)密封。防止氣缸內的氣體竄入油底殼。2)傳熱。將活塞頭部的熱量傳給氣缸壁。3)輔助刮油、布油。(2)油環的作用1)布油。向氣缸壁上分布潤滑油。2)刮油。將氣缸壁上多余的潤滑油刮下來上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構(3)活塞環的工作條件及材料1)工作條件。高溫、高壓、高速、潤滑困難。2)平均壽命。6萬千米。

3)材料與表面處理。多采用優質灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制造。組合油環可采用彈簧鋼片制作。其外表面進行多孔鍍鉻或噴鑰(尤其是第一環)，其他可采用鍍錫、磷化或硫化處理。新的趨向是三面鍍鉻。

(4)氣環的密封原理活塞環在自由狀態其外廓尺寸比氣缸直徑大。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構①當活塞環裝入氣缸后，在其自身的彈力作用下環的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一密封面，氣缸內的高壓氣體不可能通過第一密封面泄漏。②進入側隙中的高壓氣體使環的下側面與環槽的下側面貼緊形成第二密封面，高壓氣體也不可能通過第二密封面泄漏，如圖3.34所示。

(5)活塞的泵油作用由于側隙和背隙的存在，當發動機工作時，活塞環便產生了泵油的作用，有利于潤滑。但同時也帶來了一些副作用，如圖3.35所示。①增加了潤滑油的消耗。②使火花塞因為沾油而不能產生電火花。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構③燃燒室內積炭增多。(6)氣環的斷面形狀(如圖3.36所示)1)矩形環。矩形環結構簡單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。如圖3.37所示。2)錐形環。特點:錐角一般為30°~60°，與缸壁線接觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜，如圖3.38所示。3)扭曲環。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構將矩形環內圓上方或外圓下方切成臺階或倒角而成，如圖3.39所示。扭曲環特點:①具有錐形環的特點。②減小了泵油作用。③做功沖程環不再扭曲，兩個密封面達到完全接觸，利于散熱。扭曲環安裝:內上切扭曲環裝入第一道環槽，外下切扭曲環裝入第二、三道環槽;注意斷面形狀和方向，內切口朝上，外切口朝下，不能裝反。4)桶形環。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構桶形環特點:①環的外圓面為凸圓弧形。②環面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負荷;環上下運動時，均能形成楔形油膜。如圖3.40所示。

5)梯形環。當活塞在側壓力作用下左、右換向時，梯形環的側隙和背隙將不斷變化，使膠狀油焦不斷從環槽中被擠出。梯形環用于熱負荷較大的柴油機的第一道環。如圖3.41所示。7.連桿(1)功用上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構連桿的作用是連接活塞與曲軸。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。

(2)工作條件連桿工作時，承受活塞頂部氣體壓力和慣性力的作用，而這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。這就要求連桿強度高、剛度大、重量輕。連桿一般都采用中碳鋼或合金鋼經模鍛或輥鍛而成，然后經機加工和熱處理，連桿分為三個部分:即連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭(包括連桿蓋)。連桿小頭與活塞銷相連。如圖3.42所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(3)構造對全浮式活塞銷，由于工作時小頭孔與活塞銷之間有相對運動，所以常常在連桿小頭孔中壓入減磨的青銅襯套。為了潤滑活塞銷與襯套，在小頭和襯套上銑有油槽或鉆有油孔以收集發動機運轉時飛濺上來的潤滑油并用以潤滑。有的發動機連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內鉆有縱向的壓力油通道。半浮式活塞銷是與連桿小頭緊配合的，所以小頭孔內不需要襯套，也不需要潤滑。連桿桿身通常做成“工”字形斷面，抗彎強度好，重量輕，大圓弧過渡，且上小下大，采用壓力法潤滑的連桿，桿身中部都制有連通大、小頭的油道，如圖3.43所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開式兩種。一般都采用分開式，分開式又分為平分和斜分兩種。平切口—分面與連桿桿身軸線垂直，汽油機多采用這種連桿。因為，一般汽油機連桿大頭的橫向尺寸都小于氣缸直徑，可以方便地通過氣缸進行拆裝，故常采用平切口連桿。斜切口—分面與連桿桿身軸線成30°~60°夾角。柴油機多采用這種連桿。因為，柴油機壓縮比大，受力較大，曲軸的連桿軸頸較粗，相應的連桿大頭尺寸往往超過了氣缸直徑，為了使連桿大頭能通過氣缸，便于拆裝，一般都采用斜切口，最常見的是45°夾角。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構把連桿大頭分開可取下的部分叫連桿蓋，連桿與連桿蓋配對加工，加工后，在它們同一側打上配對記號，安裝時不得互相調換或變更方向。為此，在結構上采取了定位措施:平切口連桿蓋與連桿的定位多采用連桿螺栓定位，利用連桿螺栓中部精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分與經過精加工的螺栓孔來保證定位準確;斜切口連桿常用的定位方法有鋸齒定位、圓銷定位、套筒定位和止口定位。連桿蓋和連桿大頭用連桿螺栓連在一起，連桿螺栓在工作中承受很大的沖擊力，若折斷或松脫，將造成嚴重事故。為此，連桿螺栓都采用優質合金鋼，并經過精加工和熱處理特制而成。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時，要用扭力扳手分2~3次交替均勻地擰緊到規定的扭矩，擰緊后還應可靠的鎖緊。連桿螺栓損壞后絕不能用其他螺栓來代替。如圖3.44所示。

(4)連桿軸瓦為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質軟、容易保持油膜、磨合性好、摩擦阻力小、不易磨損等特點。耐磨合金常采用的有巴氏合金、銅鋁合金、高錫鋁合金。連桿軸瓦的背面有很高的光潔度。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構半個軸瓦在自由狀態下不是半圓形，當它們裝入連桿大頭孔內時，又有過盈，故能均勻地緊貼在大頭孔壁上，具有很好的承受載荷和導熱的能力，并可以提高工作可靠性和延長使用壽命。連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動或轉動。有的軸瓦上還制有油孔，安裝時應與連桿上相應的油孔對齊。如圖3.45所示。(四)曲軸飛輪組1.曲軸曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提高耐磨性和耐疲勞強度，軸頸表面經高頻淬火或氮化處理，并經精磨加工，以達到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。如圖3.46所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(1)功用曲軸與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變為旋轉的動力，傳給底盤的傳動機構。同時，驅動配氣機構和其他輔助裝置，如風扇、水泵、發電機等。(2)工作條件曲軸承受氣體壓力、慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復雜，并且承受交變負荷的沖擊作用。同時，曲軸又是高速旋轉件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。

(3)結構上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構曲軸一般由主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐，直列式發動機曲軸的曲拐數目等于氣缸數;V形發動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。

2.曲軸的支承形式主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數目不僅與發動機氣缸數目有關，還取決于曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。如圖3.47所示。

(1)全支承曲軸上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構曲軸的主軸頸數比氣缸數目多一個，即每一個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸。四缸發動機全支承曲軸有五個主軸頸。這種支承，曲軸的強度和剛度都比較好，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損。柴油機和大部分汽油機多采用這種形式。

(2)非全支承曲軸曲軸的主軸頸數比氣缸數目少或與氣缸數目相等，這種支承方式叫非全支承曲軸。雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長度，使發動機的總體長度有所減小。有些汽油機承受載荷較小，可以采用這種曲軸形式。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構曲軸的連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，通過曲柄與主軸頸相連，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。直列發動機的連桿軸頸數目和氣缸數相等;V形發動機的連桿軸頸數等于氣缸數的一半。曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉平穩。曲軸前端裝有正時齒輪、驅動風扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機油向后竄漏。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構3.發火次序(即各個氣缸做功沖程的交替次序)曲軸的形狀和曲拐相對位置(即曲拐的布置)取決于氣缸數、氣缸排列和發動機的發火順序。安排多缸發動機的發火順序應注意使連續做功的兩缸相距盡可能遠，以減輕主軸承的載荷，同時避免可能發生的進氣重疊現象。做功間隔應力求均勻，也就是說發動機在完成一個工作循環的曲軸轉角內，每個氣缸都應發火做功一次，而且各缸發火的間隔時間以曲軸轉角表示，稱為發火間隔角。四沖程發動機完成一個工作循環曲軸轉兩圈，其轉角為720°,在曲軸轉角720°內發動機的每個氣缸應該點火做功一次。且點火間隔角是均勻的，因此四沖程發動機的點火間隔角為720°/z(z為氣缸數目)，即曲軸每轉720°/z，就應有一缸做功，以保證發動機運轉平穩。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構(1)四缸四沖程發動機的發火順序和曲拐布置(如圖3.48所示)四缸四沖程發動機的發火間隔角為720°/4=180°，曲軸每轉半圈(180°)做功一次，四個缸的做功沖程是交替進行的，并在720°內完成，因此，可使曲軸獲得均勻的轉速，工作平穩柔和。對于每一個氣缸來說，其工作過程和單缸機的工作過程完全相同，只不過是要求它按照一定的順序工作，即為發動機的工作順序，也叫作發動機的發火順序。可見，多缸發動機的工作順序(發火順序)就是各缸完成同名沖程的次序。四缸發動機四個曲拐布置在同一平面內。1,4缸在上，2,3缸在下，互相錯開180°，其發火順序的排列只有兩種可能，即為1—3—4—2或為1—2—4—3，發動機的1—3—4—2工作循環表見表3.1。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(2)四沖程直列六缸發動機的發火順序和曲拐布置四沖程直列六缸發動機發火間隔角為720°/6=120°，六個曲拐分別布置在三個平面內，一種發火順序是1-5-3-6-2-4，國產汽車的直列六缸發動機都用這種。另一種發火順序是1-4-2-6-3-5。如圖3.49所示。

(3)四沖程V形八缸發動機的發火順序四沖程V形八缸發動機的發火間隔角為720°/8=90°,V形發動機左右兩列中對應的一對連桿共用一個曲拐，所以V形八缸發動機只有四個曲拐。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構曲拐布置可以與四缸發動機相同，四個曲拐布置在同一平面內，也可以布置在兩個互相錯開90°的平面內，使發動機得到更好地平衡。發火順序為1-8-4-3-6-5-7-2。如圖3.50所示。4.飛輪(1)功用飛輪是用來貯存做功沖程的能量，用于克服進氣、壓縮和排氣沖程的阻力和其他阻力，使曲軸能均勻地旋轉。飛輪外緣壓有的齒圈與起動機電機的驅動齒輪嚙合，供起動發動機用;汽車離合器也裝在飛輪上，利用飛輪后端面作為驅動件的摩擦面，用來對外傳遞動力。(2)工作條件上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構飛輪是高速旋轉件，因此，要進行精確地平衡校準，平衡性能要好，達到靜平衡和動平衡。飛輪是一個很重的鑄鐵圓盤，用螺栓固定在曲軸后端的接盤上，具有很大的轉動慣量。飛輪輪緣上鑲有齒圈，齒圈與飛輪緊密配合，有一定的過盈量。

(3)結構在飛輪輪緣上作有記號(刻線或銷孔)供找壓縮上止點用(四缸發動機為1缸或4缸壓縮上止點;六缸發動機為1缸或6缸壓縮上止點)。當飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好是壓縮上止點。奧迪100飛輪上有“0”標記。如圖3.51所示。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構飛輪與曲軸在制造時一起進行過動平衡實驗，在拆裝時為了不破壞它們之間的平衡關系，飛輪與曲軸之間應有嚴格不變的相對位置。通常用定位銷和不對稱布置的螺栓來定位。5.曲軸扭轉減振器曲軸是一種扭轉彈性系統，其本身具有一定的自振頻率。在發動機工作過程中，經連桿傳給連桿軸頸的作用力的大小和方向都是周期性變化的，所以曲軸各個曲拐的旋轉速度也是忽快忽慢呈周期性變化。安裝在曲軸后端的飛輪轉動慣量最大，可以認為是勻速旋轉，由此造成曲軸各曲拐的轉動比飛輪時快時慢，這種現象稱之為曲軸的扭轉振動。當振動強烈時甚至會扭斷曲軸。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構扭轉減振器的功用就是吸收曲軸扭轉振動的能量，消減扭轉振動，避免發生強烈的共振及引起的嚴重后果。一般低速發動機不易達到臨界轉速。但曲軸剛度小、旋轉質量大、缸數多及轉速高的發動機，由于自振頻率低，強迫振動頻率高，容易達到臨界轉速而發生強烈的共振。因而加裝扭轉減振器就很有必要。四、項目實施(一)曲柄連桿機構的拆裝(以桑塔納發動機拆裝為例)1.拆卸工藝上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構①首先拆卸附件，用細長的內六角扳手拆卸機油濾清器;用開口扳手(13)(括號內為工具上的標注，下同)拆卸分電器，拆卸發電機及支架、起動機、空調壓縮機、水泵(拆卸附件無先后順序要求)。②用細長內六角扳手拆卸進、排氣歧管，拆卸順序為從兩端到中間。③用細長內六角扳手拆下曲軸前端皮帶輪大螺栓周圍的4個小螺栓，將皮帶輪拆下，并拆下防護罩。④用套筒(17)旋松張緊輪緊固螺母，拆下齒形皮帶與中間軸齒帶輪，從氣缸體上抽出中間軸。⑤用套筒(10)拆下氣缸蓋罩蓋上的螺栓，依次拆下加強條、氣缸蓋罩蓋、擋油盤、襯墊、擋板。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構⑥用內六角扳手(T55)分3次拆下氣缸蓋螺栓，順序如圖3.52所示;將氣缸蓋拆下后，放在氣缸蓋架上。⑦拆下氣缸墊。⑧搖轉拆裝架，將發動機水平放置，用細長套筒分兩次拆下油底殼螺栓;拆下油底殼及橡膠密封墊。⑨用套筒(13)拆下機油泵及集濾器。⑩轉動曲軸，使其中兩缸的活塞處于下止點位置，用套筒(14)拆下連桿螺栓上的螺母;拆下連桿軸承蓋，用銅棒頂出活塞;將連桿軸承蓋蓋在連桿體上，擰上螺母，按照1,2、3、4缸的順序擺放在零件盤上。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構⑩搖轉拆裝架，將發動機倒置，用專用工具固定曲軸，或將銅棒從曲軸下方插入氣缸體固定曲軸;用套筒(17)按對角線旋下固定飛輪的6個螺栓，拆下飛輪;用套筒(19)拆下曲軸前端的大螺栓，拆下齒帶輪;用套筒(10)拆下前、后端蓋螺栓;拆下前、后端蓋及襯墊。⑩用套筒(17)拆卸曲軸主軸承蓋螺栓，其順序是從兩端對稱地向中間拆卸;拆下主軸承蓋并依次擺放;將曲軸抬下，豎直放置。2.安裝工藝1)搖轉拆裝架。將發動機倒置。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

2)裝配主軸承。在氣缸體主軸承座孔及主軸承蓋座孔上涂抹潤滑油，將帶周向油槽和油孔的主軸承裝到氣缸體主軸承座孔和第3道主軸承蓋上，將不帶周向油槽和油孔的主軸承裝到第1,2,4,5道主軸承蓋上。3)裝配曲軸。在主軸承座孔表面涂潤滑油，將曲軸置于氣缸體的主軸承上，將主軸承蓋上的朝前標記朝向前方，根據其上的數字標記裝配各道主軸承蓋。在第3道主軸承蓋兩側安裝止推片，有減磨層的一側朝向主軸承蓋，并確保各軸承蓋入座。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構沿曲軸軸向前后撬動曲軸，以65N·m的力矩，從第3道主軸承蓋開始，依次向兩側擰緊各道主軸承蓋螺栓。每緊固一道主軸承蓋，旋轉曲軸2圈或2圈以上。檢查曲軸的徑向間隙、軸向間隙和轉動力矩，檢查方法如下:①檢查曲軸徑向間隙。將曲軸軸頸和主軸承蓋內的主軸承擦拭干凈，在主軸頸上放置一根塑料間隙條，按規定標記裝副軸承蓋，并按規定力矩擰緊主軸承蓋螺栓(注意:此時不能轉動曲軸)。再拆下主軸承蓋，用塑料間隙規測量間隙條的寬度，測量間隙規寬度對應的間隙值即為曲軸的徑向間隙。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構②檢查曲軸軸向間隙。徑向間隙檢查完畢后，將主軸承蓋擰緊，將百分表觸頭頂在曲軸端部，沿曲軸軸向前后撬動曲軸檢查。③檢查曲軸轉動力矩。主軸承裝復后，應能用手轉動曲軸。4)裝配曲軸兩端的油封、襯墊和前、后端蓋，并用專用工具把油封壓入油封凸緣。安裝時，還應注意與油底殼的裝配關系。5)安裝飛輪。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構桑塔納發動機飛輪與曲軸的周向定位采用的是不等距的螺紋孔，將飛輪上的螺紋孔與曲軸上的螺紋孔對正后，按對角線擰緊飛輪螺栓，其最終擰緊力矩為75N·m。6)安裝曲軸齒帶輪。將齒帶輪上的凸塊對正曲軸上的槽安裝，固定曲軸齒帶輪的大螺栓。在擰入之前應在螺紋處涂以粘結劑，其最終擰緊力矩為200N·m。7)搖轉拆裝架。使氣缸體處于水平位置。8)安裝連桿軸承。在連桿軸承座孔上涂潤滑油，裝配經選配合格的連桿軸承，并對正油孔和定位凸塊。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構旋轉曲軸，將待裝活塞的連桿軸頸轉至下止點位置，將不裝活塞環的活塞連桿組從氣缸頂部裝入氣缸，將連桿蓋上的朝前標記朝向前方安裝連桿軸承蓋，并按規定力矩分幾次擰緊連桿螺栓，其最終擰緊力矩為30N·m+1/2圈。然后，進行下列檢查:①檢查連桿軸承軸向間隙。用厚薄規測量連桿大端端面與曲柄之間的間隙，要求此間隙值不超過0.37mm。②檢查活塞是否“偏缸”。順時針搖轉曲軸，從活塞頂部查看活塞在氣缸中運動時有無前后傾斜現象(稱為“偏缸”)。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構若有傾斜現象，其偏缸值(即活塞頂部前后方向與氣缸壁之間的間隙值之差)應不超過0.10mm(可使用厚薄規測量)。偏缸值超出規定值時，應查明原因并予以消除。

9)拆下各缸活塞連桿組。10)安裝活塞環。安裝活塞環時應注意，第1道壓縮環為鍍鉻環，第2道壓縮環上的“TOP”標記應朝向活塞頂部。用汽油清洗干凈活塞連桿組，向活塞環開口處加入潤滑油，并將活塞環轉動數圈;按如下方法擺放活塞環開口位置:左手豎直拿住活塞，活塞的朝前標記面對操作者，將第1道環的開口放在活塞銷右側與活塞銷軸線成45°處，第2道環的開口與第1道環開口位置成180°夾角。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構11)裝配活塞連桿組。在氣缸壁表面涂潤滑油，旋轉曲軸，將待裝活塞的連桿軸頸轉至下止點位置;用活塞環夾子夾緊活塞環，使活塞、連桿的朝前記號朝向前方，將對應氣缸的活塞連桿組穿過氣缸(另一側需要有人用手接住連桿大頭，以防止連桿大頭漏到曲軸下方);用銅棒將活塞推入氣缸;將連桿蓋上的朝前標記朝向前方，安裝連桿蓋;擰緊連桿螺栓上的螺母，其最終擰緊力矩為30N·m+1/2圈。桑塔納發動機的連桿螺栓為預應力螺栓，在活塞連桿組裝配完畢后，須在螺栓頭部打上標記，下次修理時必須更換連桿螺栓。

12)安裝中間軸。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構13)安裝機油泵總成和油底殼。14)安裝氣缸墊搖轉拆裝架，使發動機正置，將新的氣缸墊置于氣缸體上，使“OPEN-TOP”標記朝上。15)安裝氣缸蓋轉動曲軸，使活塞離開上止點位置，將氣缸蓋置于氣缸體上，按圖3.53所示的順序分4次擰緊氣缸蓋螺栓，第1次扭矩為40N·m，第2次扭矩為60N·m,第3次扭矩為75N·m，第4次轉動1/4圈(90°)。16)分別安裝擋油盤、襯墊、氣缸蓋罩和加強條。氣缸蓋罩固定螺栓的最終擰緊力矩為10N·m。17)安裝水泵及皮帶輪。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

18)安裝齒形帶。19)安裝進、排氣歧管，安裝進、排氣歧管襯墊，翻邊的一面應朝向氣缸蓋;緊固進、排氣歧管螺栓，擰緊順序是從兩邊到中間，最終擰緊力矩為25N·m。20)安裝其他附件。(二)活塞的選配1.活塞的常見損傷活塞的磨損主要是活塞環槽的磨損、活塞裙部的磨損和活塞銷座孔的磨損等。環槽的磨損將引起活塞環與環槽側隙的增大，密封性降低。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構一般以第一道環槽的磨損最為嚴重，各環槽由上而下逐漸減輕。其原因是由于燃燒室高壓燃氣的作用和活塞高速往返運動，使活塞環對環槽的沖擊增大。當活塞與氣缸的配合間隙過大時，會造成發動機竄油，發動機工作時甚至會出現異響。活塞銷座孔的磨損是活塞在工作時受氣體壓力和往復慣性力的作用，使活塞銷座孔產生上下方向的橢圓形磨損。若磨損使活塞銷座孔與活塞銷的配合松曠，在工作中也會出現異響。活塞的異常損壞主要有活塞裙部刮傷和頂部燒蝕等。活塞頂部的燒蝕是發動機長期超負荷或在爆燃條件下工作導致的。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

2.活塞的檢驗方法活塞檢驗主要是裙部直徑、活塞環槽高度和活塞銷座孔尺寸的測量。(1)活塞裙部直徑的檢測可采用兩種方法:一種方法是用千分尺測量活塞裙部規定的測量位置。將在此位置測得的數據與氣缸磨損最大部位的測量值相減，并用所得差值與配缸間隙值相比較，即可確定該活塞可否使用。另一種是采用測量配缸間隙的方法來確定活塞可否使用:將活塞倒置于相關的氣缸中，銷座孔平行于曲軸方向，在活塞受側壓力最大的一面，用塞尺(寬13mm，長200mm)垂直插入氣缸壁與活塞裙部之間(與活塞一起放入)。以30N的力能拉動(感覺有輕微阻力時)即為合適。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

(2)活塞環槽的測量安裝氣環的環槽，用標準氣環裝入其內，用塞尺測量其側隙，即可確定其是否符合要求。在測量梯形環槽時，要把活塞裝入清潔的氣缸中，并使環的一半壓在缸套內，一半露在外部，將塞尺插入側隙測量，如果測得的值大于規定的極限值，則表明環槽磨損過多。油環槽和銷座孔的測量可用千分尺直接測量。對于因磨損過多而超過裝配間隙極限值的活塞，應更換，選用新活塞。

3.活塞的選配當氣缸的磨損超過規定值及活塞發生異常損壞時，必須對氣缸進行修復，并且要根據氣缸的修理尺寸選配活塞。選配活塞時注意以下幾點:上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構(1)選用同一修理尺寸和同一分組尺寸的活塞(2)同一發動機必須選用同一廠牌的活塞(3)在選配的成套活塞中，尺寸差和質量差應符合要求新型汽車的活塞與氣缸的配合都采用選配法，在氣缸的技術要求確定的前提下，重點是選配相應的活塞。活塞的分組適用于標準直徑的活塞，也適用于修理尺寸的活塞。在維修過程中，若活塞與氣缸套都換用新件，則必須進行分組;若氣缸的磨損較小只需要更換活塞時，則應選用同一級別中活塞直徑最大的一組。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構(三)正時皮帶的拆卸(以1ZR-FE發動機為例)1)首先拆卸附件，拆卸附件無先后順序要求。2)拆卸氣缸蓋罩分總成。①拆下13個螺栓、密封墊圈和氣缸蓋罩。②從凸輪軸軸承蓋上拆下3個襯墊。

3)拆卸氣缸蓋罩襯墊。4)將1號氣缸設置到TDC/壓縮。①轉動曲軸皮帶輪，直到其凹槽與正時鏈條蓋上的正時標記“0”對準。②如圖3.54所示，檢查并確認凸輪軸正時齒輪和鏈輪上的各正時標記和位于1號和2號軸承蓋上的各正時標記對準。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構如果沒有對準，則轉動曲軸1圈(360°)，如上所述對準正時標記。5)拆卸曲軸皮帶輪。①用SST固定皮帶輪就位并松開皮帶輪螺栓。②用SST拆下曲軸皮帶輪和皮帶輪螺栓。6)拆卸1號鏈條張緊器總成。拆下2個螺母、托架、張緊器和襯墊。7)拆卸正時鏈條蓋分總成。①拆下螺栓和傳感器。②拆下4個螺栓和機油濾清器支架。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構③拆下2個O形圈。④拆下19個螺栓。⑤用螺絲刀撬動正時鏈條蓋和氣缸蓋或氣缸體之間的部位，拆下正時鏈條蓋。⑥拆下3個O形圈。⑦拆下3個螺栓和水泵。⑧拆下襯墊。8)拆卸正時鏈條蓋油封。用螺絲刀和錘拆下油封。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構9)拆卸鏈條張緊器導板。10)拆卸1號鏈條振動阻尼器。拆下2個螺栓和1號鏈條振動阻尼器。11)拆卸鏈條分總成。①用扳手固定住凸輪軸的六角頭部分，并逆時針旋轉凸輪軸正時齒輪總成，以松開凸輪軸正時齒輪之間的鏈條。②鏈條松開時，將鏈條從凸輪軸正時齒輪總成上松開，并將其放置在凸輪軸正時齒輪總成上。③順時針轉動凸輪軸，使其回到原來位置，并拆下鏈條。12)拆卸2號鏈條振動阻尼器。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構拆下2個螺栓和2號鏈條振動阻尼器。13)拆卸曲軸正時鏈輪。14)拆卸2號鏈條分總成。①暫時緊固曲軸皮帶輪螺栓。②順時針轉動曲軸90°，以便將機油泵驅動軸鏈輪的調節孔與機油泵槽對準。③拆下曲軸皮帶輪螺栓。④將一個直徑為3mm的桿插入機油泵驅動軸鏈輪的調節孔，以便將齒輪鎖定就位，然后拆下螺母。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構15)拆卸進、排氣凸輪軸正時齒輪總成。固定凸輪軸的六角頭部分的同時，拆下凸緣螺栓，然后拆下凸輪軸正時齒輪總成。16)拆卸凸輪軸軸承蓋。①按如圖3.55所示順序，均勻地擰松并拆下10個軸承蓋螺栓。②按如圖3.56所示順序，均勻地擰松并拆下15個軸承蓋螺栓。③拆下5個軸承蓋。17)拆卸凸輪軸。(四)正時皮帶的安裝(以1ZR-FE發動機為例)上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構1)安裝凸輪軸。①清潔凸輪軸軸頸。②在凸輪軸軸頸、凸輪軸殼和軸承蓋上涂抹一薄層發動機機油。③將凸輪軸安裝到凸輪軸殼上。2)安裝凸輪軸軸承蓋。①在凸輪軸軸頸、凸輪軸殼和軸承蓋上涂抹發動機機油。②確認各凸輪軸軸承蓋上的標記和號碼，并將其置于正確的位置和方向。③按如圖3.57所示順序，緊固10個螺栓。扭矩:16N·m。上一頁下一頁返回學習情境三曲柄連桿機構

3)安裝進、排氣凸輪軸正時齒輪總成。①檢查并確認鎖銷已安裝在凸輪軸上。②使直銷和鍵槽部對準，將凸輪軸正時齒輪和凸輪軸放置在一起。③將凸輪軸正時齒輪輕輕推向凸輪軸的同時，旋轉凸輪軸正時齒輪。將齒輪銷進一步推入鍵槽中。④測量齒輪和凸輪軸間的間隙。間隙:0.1~0.4mm