汽车发动机机械系统检修

汽车发动机机械系统检修工程一发动机总体结构

【知识要求】

掌握发动机作用、常用术语

掌握四冲程发动机工作原理。

掌握发动机编号规那么和总体构造

了解二冲程发动机工作原理。

【能力要求】

认识发动机总体结构。

学会选用汽车常见拆装工具

一、相关知识发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器，现代汽车发动机主要采用的是内燃机，它是将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化成机械能的动力机械。图1-1为单缸四冲程汽油机的简单结构示意图，图1-2为单缸四冲程柴油机的简单结构示意图。

1．发动机常用术语

〔1〕上止点

〔2〕下止点

〔3〕活塞行程〔S〕

〔4〕曲柄半径〔R〕

〔5〕气缸工作容积〔Vh〕

〔6〕发动机工作容积〔VL〕

〔7〕燃烧室容积〔Vc〕

〔8〕气缸总容积〔Va〕

〔9〕压缩比〔ε〕

〔一〕发动机常用术语和根本的工作原理

图1-3发动机根本术语示意图2．四冲程发动机的工作原理

〔1〕四冲程汽油机的工作原理

四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、做功和排气四个冲程组成。如图1-4为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。

图1-4单缸四冲程汽油机工作循环示意图

①进气冲程。②压缩冲程。③做功冲程。④排气冲程。

四冲程汽油发动机示功图如图1-5所示。〔2〕四冲程柴油机的简单工作原理

①进气冲程。进气冲程不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由冲程残留的废气温度也比汽油机低，进气冲程终了的压力约为0.075MPa~0.095MPa，温度约为320K~350K。②压缩冲程。压缩冲程不同于汽油机的是压缩纯空气，由于柴油的压缩比大，约为16~22，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa~5MPa，温度可达800K~1000K。③做功冲程。此冲程与汽油机有很大差异，压缩冲程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度〔约500K左右〕，柴油混合气便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行做功④排气冲程。此冲程与汽油机根本相同。排气冲程终了时的气缸压力约为0.105MPa~0.125MPa。温度约为800K~1000K。

〔二〕发动机主要性能指标和工作特性

1．发动机的主要性能指标

发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有：动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。

〔1〕动力性指标

动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。

①有效转矩Me。转矩是指发动机运转时由曲轴输出给传动系的有效旋转力矩。

②有效功率Pe。有效功率是指发动机运转时由曲轴输出的功率。其值可以由发动机测功机实际测得。

Me和Pe是有效动力性指标，用来衡量发动机动力性大小。Me和Pe之间有如下关系

式中：n——发动机转速〔r/min〕。

Pe的单位是KW。

③转速n：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行300～1000小时。

〔2〕经济性指标

发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率ge表示。发动机每输出1KW·h的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率.

式中：GT——发动机工作每小时耗油量〔kg/h〕。

〔3〕环境指标环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前，排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。

排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量；对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NOx)和颗粒(PM)含量。

噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。由于汽车是城市中的主要噪声源之一，而发动机又是汽车的主要噪声源，因此控制发动机的噪声就显得十分重要。如我国的噪声标准(GB/T18697—2002)中规定，轿车的噪声不得大于79dB(A)。

〔4〕可靠性指标和耐久性指标

可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。

2．发动机的特性

发动机有效性能指标随调整情况和使用工况而变化的关系称为发动机特性，通常用曲线表示它们之间的关系，这条曲线称为特性曲线。其中，有效性能指标随调整情况而变化的关系，称为调整特性，如汽油机的燃料调整特性、点火提前角调整特性、柴油机的喷油提前角调整特性等；随使用工况而变化的关系称为使用特性，如速度特性、负荷特性等。

通过对特性曲线的分析，可以评价发动机在不同工况下的动力性、经济性及其他运转性能，为合理选择、有效利用发动机以及评价发动机维修后质量好坏提供依据。这里，介绍应用较多的发动机的速度和负荷两个使用特性。

〔1〕速度特性

在节气门开度〔或喷油泵供油拉杆位置〕一定的条件下，发动机的有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge随发动机转速变化的规律，称为发动机速度特性。节气门开度最大时〔或喷油泵供油拉杆在标定功率的循环供油量位置时〕测得的速度特性称为外特性；局部开度时〔或喷油泵供油拉杆所处位置供油量小于标定功率的循环供油量位置时〕测得的速度特性称为局部特性。如图1-6为某发动机的外特性曲线图，图1-7为2.0TSI发动机外特性曲线图1-6某发动机的外特性曲线图图1-72.0TSI发动机的外特性曲线图

〔2〕负荷特性

发动机转速一定，逐渐改变节气门开度〔或改变喷油泵供油拉杆位置〕，发动机每小时耗油量GT、有效耗油率ge随有效功率Pe〔或有效转矩Me〕变化而变化的关系，称为发动机负荷特性。负荷特性可用来评定不同转速及不同负荷下发动机的经济性。如图1-8为汽油发动机负荷特性曲线图，图1-9为6135Q柴油机负荷特性曲线图。

图1-8发动机机负荷特性曲线图

图1-96135Q柴油机负荷特性曲线图

〔3〕万有特性

汽车发动机的转速和负荷变化范围很广，要全面评价发动机性能，用速度特性和负荷特性很不方便，通常根据负荷特性曲线组经过转换画出多参数特性图，即万有特性图。利用万有特性图可以方便查出发动机各种工况下的性能指标。

以转速为横坐标，以扭矩或平均有效压力为纵坐标，画出许多等油耗曲线和等功率曲线，就是发动机万有特性图。如图1-10所示。

图1-10万有特性曲线图〔三〕发动机的总体结构

现代汽车发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器，其结构形式多种多样。例如，现今最广泛使用的采用汽油和柴油作为燃料的往复活塞式发动机，其具体构造也千差万别，但由于根本工作原理相同，所以其根本结构也就大同小异。汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成，柴油机通常由两大机构和四大系统组成〔无点火系〕。

1．曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三局部组成的，其作用是将燃料燃烧所产生的热能，经机构由活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。机体还是发动机各个机构、各个系统和一些其他部件的安装根底，并且机体许多局部还是配气机构、燃料供给系、冷却系和润滑系的组成局部。

2．配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

3．燃料供给系

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

4．冷却系

冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车一般都采用水冷式。水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套〔在机体内〕等组成，其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在正常温度状态工作。

5．润滑系

润滑系的功用是向作相对运动的零件外表输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件外表进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

6．点火系

汽油机传统点火系由电源〔蓄电池和发电机〕、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供电火花以点燃缸内的可燃混合气。

7．起动系

起动系由起动机和起动继电器组成，其作用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。

图1-11

一汽奥迪100型轿车发动机总体构造

〔四〕国产内燃机型号编制规那么

1．内燃机的名称和型号

内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。

内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。

内燃机型号由以下四局部组成：

首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。

中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。

后部：结构特征和用途特征符号，见下表。

尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。

2.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义

3.型号编制举例

(1)汽油机

1E65F：表示单缸，二冲程，缸径65mm，风冷通用型

4100Q：表示四缸，四冲程，缸径100mm，水冷车用

4100Q-4：表示四缸，四冲程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品

CA6102：表示六缸，四冲程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号

8V100：表示八缸，四冲程、缸径100mm，V型，水冷通用型

TJ376Q：表示三缸，四冲程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号

CA488：表示四缸，四冲程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号

(2)柴油机

195：表示单缸，四冲程，缸径95mm，水冷通用型

165F：表示单缸，四冲程，缸径65mm，风冷通用型

495Q：表示四缸，四冲程，缸径95mm，水冷车用

6135Q：表示六缸，四冲程，缸径135mm，水冷车用

X4105：表示四缸，四冲程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号

工程实施

(一)工程实施环境

工程实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、仪表、耗材等。

(1)典型车辆。

(2)典型四冲程汽油发动机。

(3)典型四冲程柴油发动机。

(4)发动机拆装专用工具、常用工具。

(二)工程实施步骤

1．认识发动机总成

〔1〕观察解剖发动机或透明发动机模型在运转时发动机各组成局部之间的连接关系和相互运动关系的观察。

〔2〕观察完整发动机总成，了解外露零部件名称。

2．分解发动机总成

〔1〕拆卸发动机外附件

〔2〕拆卸排气歧管

〔3〕拆卸喷油器及燃油总管

〔4〕拆卸分电器、点火器、高压线等。

〔5〕拆卸进气歧管

〔6〕拆卸机油滤清器

〔7〕拆卸正时齿轮盖及相应件

〔8〕拆卸配气机构驱动齿轮

〔9〕拆卸气门室盖及配气机构驱动组部件

〔10〕拆卸气缸盖

〔11〕拆卸气门组零部件

〔12〕拆卸油底壳

〔13〕拆卸机油泵

〔14〕拆卸活塞连杆组零部件

〔15〕拆卸曲轴

〔16〕了解发动机各零部件

3．组装发动机总成

按照与分解相反的顺序组装发动机总成。

拓展知识

〔一〕二冲程汽油机工作原理

二冲程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴旋转一圈(360°)，活塞上下往复运动的两个冲程内完成的。因此，二冲程发动机与四冲程发动机工作原理不同，结构也不一样。

图1-12二冲程汽油机的工作循环

〔二〕二冲程柴油机的工作原理

二冲程柴油机和二冲程汽油机工作类似，所不同的是，柴油机进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。例如带有扫气泵的二冲程柴油机工作过程如下：

图1-13二冲程柴油机的工作循环

〔三〕二冲程发动机的特点

1．由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气过程中有混合气损失和废气难以排净的缺点，经济性较差，柴油机由于进入的是纯空气，因此没有混合气损失。

2．完成一个工作循环，曲轴只转一周，当与四冲程发动机转速相等时，其做功次数比四冲程多一倍。因此，运转平稳，与同排量四冲程发动机比较在理论上发出功率应是四冲程发动机的两倍，但由于换气时的混合气损失实际是1.5倍~1.6倍。

3．二冲程汽油机在摩托车上应用较多，二冲程柴油机由于没有混合气损失，经济性比二冲程汽油机要好，在一些中型汽车上也有采用。

小结

本工程通过对发动机的拆卸与装配，对发动机总体结构、组成及各机构和系统的零部件有一个初步认识。并通过相关知识的学习，掌握有关发动机的根本知识、工作原理和性能指标，了解发动机性能曲线，为今后的学习打下良好的根底。习题及实操题

1．发动机根本术语有哪些？

2．四冲程发动机有哪些特点？

3．发动机动力性指标有哪些？？

4．国产发动机怎样编号？

5．实操题：发动机总成认识：发动机台架、常用工具。记录结果。

发动机型号使用工具、量具等记录主要拆卸步骤：发动机组成：教师点评：优点：缺乏：工程二机体组的检修

【知识要求】

掌握机体组零件作用、结构。

了解机体组零件的工作条件、要求和材料。

了解机体组零件的损伤型式和原因。

掌握气缸的磨损规律及修理方法。

【能力要求】

能够对气缸盖进行检验。

能够对气缸直径、圆度、圆柱度进行检验。

能够根据测量数据计算修理尺寸。

一、相关知识

〔一〕概述

1．曲柄连杆机构的功用

曲柄连杆机构的功用是：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

2．曲柄连杆机构的组成

曲柄连杆机构由以下三局部组成：

〔1〕机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。

〔2〕活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。

〔3〕曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。

曲柄连杆机构中局部主要零件如图2-1所示。

图2-1活塞连杆及曲轴飞轮组的组成

3．曲柄连杆机构的工作条件

高温、高压、高速和化学腐蚀。

4．曲柄连杆机构的运动及受力

1〕曲柄连杆机构的运动

曲柄连杆机构的运动特点如下：

〔1〕曲轴虽然作匀速运动，而活塞的速度却是不均匀的。活塞从上止点向下止点运动和从下止点向上止点运动的约前半个行程是加速，后半个行程是减速。

〔2〕由于活塞运动速度的变化，导致其加速度的变化，在速度为零处的加速度最大，而速度最大处的加速度等于零。

2〕曲柄连杆机构受力分析

〔1〕气体作用力

a)b)

图2-4气体压力作用情况示意图

a〕作功行程；b〕压缩行程

〔2〕往复惯性力与离心力

图2-5往复惯性力和离心力作用情况示意图

a〕活塞在上半行程时的惯性力；b〕活塞在下半行程时的惯性力

〔3〕摩擦力〔二〕气缸体与曲轴箱的结构

1．气缸体根本结构与功用

图2-6水冷发动机的气缸体和气缸盖图2-7风冷发动机的气缸体和1-气缸；2-水套；3-气缸盖；气缸盖

4-燃烧室；5-气缸垫1-气缸体；2-气缸盖；3-散热片

2．曲轴箱的形式

根据其具体结构型式，曲轴箱可分为三种：平分式、龙门式和隧道式，如图2-8所示。

图2-8曲轴箱的根本结构形式

a〕平分式；b〕龙门式；c〕隧道式

3．气缸与气缸套

汽车发动机气缸排列型式根本上有三种：单列式〔直列式〕、V型和对置式〔图2-10〕。

气缸套有两种结构〔图2-11〕：干式气缸套〔图2-11a~c〕，湿式气缸套〔图2-11d~h〕

图2-10多缸发动机气缸排列型式

a〕单列式〔直列式〕；b〕V型式；c〕对置式图2-11气缸套

1-气缸壁；2-气缸冷却水套壁；3-冷却水套；4-上置半节缸套；5-干式缸套；6-可卸式干缸套；7-可卸式湿缸套；8-橡胶密封圈；9-铜密封圈

〔三〕气缸盖的结构

1．功用

气缸盖的主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。

2．材料

气缸盖一般都采用灰铸铁、合金铸铁、铝合金材料，

3．类型

单体气缸盖；块状气缸盖；整体气缸盖。

4．结构

图2-12上海桑塔纳轿车发动机的气缸盖

1-气缸盖；2-气缸垫；3-机油反射罩；4-气缸盖罩；5-压条；6-气门罩垫；7-加油盖5．汽油机燃烧室结构形式

汽油机常用燃烧室形状有以下三种。

〔1〕楔形燃烧室

〔2〕盆形燃烧室

〔3〕半球形燃烧室

图2-13汽油机的燃烧室形状

a〕楔形燃烧室；b〕盆形燃烧室；c〕半球形燃烧室

除了以上典型结构燃烧室以外，一些现代新型发动机采用了均质稀混合气的燃烧室〔图2-14、2-15、2-16〕或分层给气式燃烧室〔图2-17、2-18〕。

图2-14火球高压缩比燃烧室图2-15碗形燃烧室图2-16紧凑型燃烧室

图2-17德士古公司TCCS燃烧室图2-18本田公司CVCC燃烧室6．柴油机燃烧室结构形式

1〕直喷式燃烧室

图2-19直喷式燃烧室

a〕回转体燃烧室凹坑；b〕四角形燃烧室凹坑；

c〕四角圆弧形燃烧室凹坑；d〕花瓣形燃烧室凹坑

1-燃油喷注；2-燃烧室凹坑；3-喷油器；4-活塞；5-空气涡流

2〕分隔式

图2-20分隔式燃烧室

a〕涡流燃烧室；b〕预燃燃烧室

1-电热塞；2-喷油器；3-燃油喷注；4-通道；

5-主燃烧室；6-涡流室；7-预燃室

〔四〕气缸垫的结构

1．功用

气缸垫的主要功用是保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水、漏油。

2．结构

目前汽车发动机采用的气缸垫大致有以下结构：

〔1〕金属-石棉气缸垫，如图2-21a〕、b〕所示。

〔2〕在石棉中心用编织的钢丝网〔图2-21c〕或有孔钢板〔冲有带毛刺小孔的钢板〕〔图2-21d〕为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。

〔3〕采用膨胀石墨作为衬垫的材料。

〔4〕采用实心的金属片作为气缸垫。如图2-21e〕所示的钢板衬垫。

〔5〕加强型无石棉气缸垫结构〔如图2-21f〕，

图2-21气缸垫的结构

a)、b)、c)、d)金属-石棉板；e)冲压钢板；f)无石棉气缸垫

3．安装注意

安装气缸垫时，应注意安装方向。一般是衬垫卷边的一面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〕；而气缸盖为铝合金，气缸体为铸铁时，卷边应朝向气缸体。也可根据标记或文字要求进行安装，如衬垫上的文字标记“TOP〞“OPEN〞表示朝上，“FRONT〞表示朝前。

〔五〕油底壳

1．功用

油底壳的主要功用是贮存机油并封闭曲轴箱。

2．结构

一般采用薄钢板冲压而成〔图2-22〕。

图2-22油底壳

a)薄钢板油底壳；b)轻金属油底壳

二、工程实施

(一)工程实施环境

工程实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、仪表、耗材等。

〔1〕典型车辆

〔2〕发动机总成

〔3〕常用工具箱、检测平台

〔4〕游标卡尺、内径百分表、外径千分尺

(二)工程实施步骤

1．气缸体的检查与修理

1〕气缸磨损的检验与修理

〔1〕气缸磨损规律

磨损特点见图2-23和图2-24。

图2-24气缸断面上的磨损

图2-23气缸轴线方向的磨损

1-纵向；2-横向〔2〕气缸磨损的原因分析

气缸的最大磨损位置通常处在第一道活塞环上止点稍下的部位，其原因很多，首先是由于活塞环换向，运动速度几乎为零，环的布油能力最差，润滑能力弱；其次，因爆发燃烧的压力、温度最高，可燃混合气燃烧产生的酸性氧化物生成的矿物酸最多，附着在气缸壁上不但不能被油膜完全覆盖，甚至破坏缸壁上的润滑油膜，在这个部位上，腐蚀磨损严重；第三，进气流对缸壁局部的冷却以及未雾化的燃油颗粒对局部缸壁上润滑油膜的破坏，强化了局部缸壁的“冷激〞效应；第四，进气中的灰尘在此处缸壁上的附着量较多，不但能加剧此处的腐蚀磨损，也加剧了此处的磨料磨损；第五，活塞在此处所承受的侧向力大，活塞环的背压最大，容易破坏缸壁上的润滑油膜，加剧此部位的粘着磨损。所以，第一活塞环上止点稍下，对应的缸壁上磨损量最大。但是，曲轴轴向间隙过大、活塞偏缸、缸体变形等故障就会改变气缸的磨损规律，使最大磨损出现在气缸中部或下部。

〔3〕气缸磨损的检验

①清洁气缸内壁

②用游标卡尺测量气缸直径，获得标准尺寸。

③安装百分表，使百分表指针有0.5～1mm移动量，外表与测量杆垂直。

④选择与缸径适宜的测量杆；校准测量杆〔或调整垫圈〕，使量缸表测量端总长比缸径大1mm左右即可。

⑤量缸表的零校准

⑥确定测量位置。

⑦气缸缸径测量：如图2-25所示。

⑧计算圆度误差和圆柱度误差：

气缸圆度公差：汽油机为0.05mm，柴油机为0.065mm。

圆柱度公差：汽油机为0.175mm，柴油机为0.25mm。

图2-25量缸表测量法图2-26气缸磨损的测量部位

〔4〕气缸磨损的修理

气缸磨损后，通常采用机械加工方法修复，即修理尺寸法和镶套修复法。

①修理尺寸法

式中：

—镗削后气缸修理尺寸的级数；

—镗削前气缸的最大直径，mm；

—原厂规定气缸的标准直径，mm；

—气缸的镗磨余量，一般取0.13~0.20mm；

—修理尺寸级差，mm。

在镗缸前确定气缸的修理尺寸，根据气缸的修理尺寸选配好相应修理尺寸的活塞。而在镗磨气缸中，又是以选配的活塞直径确定气缸镗削和珩磨后的实际尺寸，那么，气缸镗削后的直径应等于活塞裙部的最大直径加上活塞的配缸间隙再减去气缸的珩磨余量。

②镶套修复法

气缸套磨损超过最大修理尺寸或薄壁气缸套磨损逾限、气缸套裂纹以及气缸套与承孔配合松旷，产生漏水等故障，都必须用镶套修复法来更换气缸套。更换气缸套应先检修承孔，然后镶装新气缸套。

〔5〕提高气缸使用寿命的措施

①在结构材料方面，用耐磨、耐蚀、抗穴蚀能力强的材料。从减振、防振着手，在结构上采用不等厚的缸套及合理的间距等，以减少湿式缸套的穴蚀。

②在维修方面，研究改善气缸体“整形修理〞工艺，提高气缸体主要要素的形状与位置精度；气缸经过镗磨加工后，应有合理的外表粗糙度，有利于配合副的磨合和润滑油膜的形成；应用激光淬火工艺进行气缸外表强化，以大大降低气缸的磨损率；严格按技术要求检验气缸、活塞、连杆等，保证活塞连杆组的正确安装位置和配合间隙；制定科学的磨合标准，提高气缸抗综合磨损的能力。

③在使用方面，应正确选择和使用润滑油，加强“三滤〞，做好车辆的日常维护；保证发动机的正确工作温度；正确合理的驾驶操作。

2〕气缸上平面变形的检验与修理

气缸平面度的检验，多采用刀口尺和厚薄规来进行。如图2-29所示。

图2-29气缸平面度的检测

1-刀口尺；2-塞尺〔厚薄规〕；3-缸体上平面

气缸上平面的平面度可通过铲削或磨削加工进行修理。

2．气缸盖的检验与修理

〔1〕气缸盖裂损的检验与修理

气缸盖裂纹的检查，通常采用水压试验，如图2-30所示。

图2-30气缸盖的水压试验

对应力大的部位的裂纹采取加热减应焊进行修理，对水套及其应力小的部位的裂纹可以采用胶粘修复。

〔2〕气缸盖平面变形的检验与修理

气缸盖平面度的检测，多采用刀口尺和厚薄规来进行，方法同气缸体上平面的检测。

气缸盖下平面的平面度可通过铲削或磨削加工进行修理。

〔3〕去除燃烧室积炭

去除积炭通常用机械和化学方法，或两者并用。

a〕机械方法去除积炭

图2-31清理环槽积炭

b〕化学方法去除积炭

〔4〕气缸盖的拆装

气缸盖的拆装本卷须知：

a〕气缸盖螺栓的拧紧力矩。

b〕气缸盖螺栓的拆装顺序。

图2-32气缸盖螺栓拧紧顺序

3．气缸垫的检验

气缸垫的常见损伤是烧蚀击穿，其原因主要是气缸盖和气缸体接合平面不平或气缸盖螺栓拧紧力矩缺乏、

或气缸垫质量不好所致。气缸垫烧蚀击穿部位一般在水孔或燃烧室孔周围，会导致发动机漏气或冷却水进入机油中。气缸垫主要通过目视检验，要求无烧蚀击穿，无锈蚀、无折皱。损坏的缸垫只能更换，不需修理。发动机大修时，缸垫无论好坏均要换新。

三、拓展知识

〔一〕气缸镗削工艺

1.镗缸设备

汽车维修行业常用的镗缸设备有T716型单柱金刚镗床和T8011型移动式镗磨缸机。单柱金刚镗床具有刚度好、加工精度和生产率高等特点，T8011型移动式镗磨缸机虽然加工精度较为逊色，但投资少，一机多用，常用于小型维修单位。

1〕T716型单柱金钢镗床

T716型单柱金刚镗床俗称“立式镗缸机〞，如图2-33所示，由床身、镗架、工作台、变速箱、传动系统和操纵机构等局部组成。

图2-33T716单柱金刚镗床

1-主动轴；2-中间轴；3-输出轴；4-进给传动轴；5-进给输出轴；6-垂直传动轴；7-主轴；8-离合器；9-进给丝杠；10-手动进给轮；11-进给离合器

2〕T8011移动式镗磨缸机

T8011移动式镗磨缸机由镗缸和珩磨气缸两局部组成，如图2-34所示，可完成气缸镗削和珩磨两项加工。

图2-34T8011镗磨缸机

1-变速手轮；2-镗杆升降手柄；3-自动进给离合器；4-磨刀砂轮；5-中心定位手轮；6、7-磨缸行程调节螺钉；8-加油孔；9-冷却液泵；10-磨缸离合手轮；11-磨缸锁紧螺钉；12-行程刻度盘；13-夹紧扳手；14-中心定位杆

2.镗缸工艺基准

新选修理工艺基准的原那么有三条：新选基准变形量应最小；原加工精度高；符合基准统一的原那么，不但与相关要素的修理基准统一，还应尽可能的与相配合零件的修理基准相统一，通过减小装配的积累误差来提高发动机的修理质量。镗削气缸通常以缸体下平面为基准。

在单柱金刚镗床上镗缸，即以缸体下平面为基准，其加工精度高，缸体下平面变形较小，镗后气缸轴线的垂直度误差较低。

3.刀具材料与切削用量

气缸硬度为HB180~230，粗镗采用TG6、YG8硬质合金刀具，精镗采用YJ2或YJ3硬质合金刀具，切削速度取125~150m/min；气缸硬度为HB363~444，宜采用YG2或YG3硬质合金刀具，切削速度取50~75m/min。

切削深度粗镗第一刀一般不小于0.05mm，因为气缸在工作中有时会形成外表硬层，假设切削深度过小，刀尖容易磨耗，合理的切入深度以气缸外表无残留黑皮为宜。最后一刀切入深度也以0.05mm为宜，过大或过小都会影响其外表粗糙度。

走刀量一般为0.12~0.20mm/r。

镗削后应留有0.03~0.05mm的珩磨余量。

气缸一律采用同心法镗削。

〔二〕气缸磨削工艺

1.磨削设备

汽车维修行业常用的珩磨设备是M4215立式珩磨机，如图2-35所示，它由立柱、底座与工作台6、变速箱2、主轴与涨缩机构1、操纵机构7、液压传动系统4、冷却系统5、磨头、连杆以及电器设备8等组成。

图2-35M4215立式珩磨机

1-主轴与涨缩机构；2-变速箱；3-磨头与连杆；4-液压传动系统；5-冷却系统；6-立柱、底座与工作台；7-操纵机构；8-电器设备

2.网纹磨削法

所谓网纹磨削法是指合理地选择珩磨头的往复运动与圆周运动的速度比，以便珩磨后的气缸外表上的磨纹成为深约0.007~0.01mm、夹角约为50°~60°的网纹磨痕〔图2-36〕。

3.磨头用砂条

进行网纹磨削，砂条的粒度不宜过细。

砂条与砂条座用明矾或胶粘固定，砂条安装在珩磨头上后，应对外圆进行修整，使磨头砂条的圆柱度误差小于0.10mm。

图2-364.砂条的切削压力

砂条的切削压力通过珩磨头上的调整盘〔图2-37〕进行调整，珩磨铸铁气缸，砂条的切削压力粗磨为0.5~1.47MPa，精磨为0.3~1.47MPa。

图2-37珩磨头

1-连接杆；2-砂条；3-调整盘；4-接头座；5、7-箍箕；6-砂条导片

5.珩磨头往复行程

气缸的圆柱度误差在很大程度上取决于珩磨头的往复行程，M4215立式珩磨机有磨头行程调节机构。珩磨头往复行程与砂条长度有关，应先按气缸深度选择相应砂条的长度。

式中：

—砂条长度，mm；

—气缸深度，mm；

—砂条接头间隔，取30~40mm；

—砂条一端的越出长度，取15~20mm。

珩磨头往复运动行程对气缸圆柱度误差的影响见珩磨头行程图〔图2-40)。在珩磨过程中，假设出现气缸中部直径大于两端直径，说明磨头行程过小，砂条接头间隔过短，砂条在中部重叠珩磨过多所造成的，就应该将磨头行程调大；反之，将磨头行程调小，减短砂条接头间隔。假设出现气缸上端直径大于中部和下端直径的情况，说明砂条上端越出长度过大，气缸上端面附近重叠磨削时间相对地长，加上磨头越出量过大所产生的振抖、砂条上端外张所造成的，就应当将珩磨头行程向下作适当位移；反之，那么将磨头行程向上适当调整。

气缸珩磨中，必须供给充足的冷却液，预防气缸烧灼，珩磨铸铁气缸用的冷却液为煤油加35％的机油的混合液。

图2-40〔三〕气缸激光淬火工艺

气缸的激光淬火是一种外表强化工艺，国内外许多汽车制造厂家都采用激光淬火提高汽车发动机气缸的耐磨性。由于激光技术在汽车上的应用，许多进口厂牌的汽车发动机气缸已不再镶气缸套了。

小结

本工程重点介绍了曲柄连杆机构的机体组零件的检验和修理，特别是气缸磨损的检验与修理。作为相关知识和拓展知识，同时介绍了机体组零件的作用、工作条件、要求、材料、结构、原理、类型以及安装、密封、定位等。通过这局部的学习和实训，不仅可以掌握其检验与维修，而且对于其相关知识也会有所了解。

习题及实操题

1．曲柄连杆机构由哪些零件组成？

2．缸盖下平面的平面度如何检测？其对发动机工作有何影响？

3．气缸垫安装为何有方向性？

4．实操题：气缸直径、圆度、圆柱度的测量：实训用发动机、常用工具、量缸表、千分尺、卡尺、抹布等。记录结果。

工程三活塞连杆组的检修

【知识要求】

掌握活塞连杆组零件作用、结构及工作原理。

了解活塞连杆组零件的工作条件、要求和材料。

了解活塞连杆组零件的损伤型式和原因。

掌握活塞连杆组零件的安装要求及方向标记、位置标记等。

【能力要求】

能够对活塞、活塞环、活塞销进行选配。。

能够对活塞、活塞环、连杆、轴瓦进行检验。

能够对活塞连杆组进行组装。一、相关知识

〔一〕活塞的结构

1．功用、工作条件、要求及材料

功用：与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。

工作条件：高温、高压、高速、润滑不良和散热困难

要求：活塞具有足够的刚度和强度，良好的导热性和耐磨性，质量要小，以保持最小的惯性力，热膨胀系数小，活塞与缸壁间较小的摩擦系数等。

材料：汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金；近年来柴油机的活塞又启用灰铸铁材料。

2．活塞的结构

活塞的根本构造可分顶部，头部和裙部三局部〔见图3-2〕。图3-2活塞的根本结构

a)全剖；b)局部剖

1-活塞顶；2-活塞头；3-活塞环；4-活塞销座；5-活塞销；

6-活塞销锁环；7-活塞裙；8-加强筋；9-环槽

汽油机活塞顶部形状：图3-3活塞顶部形状

a〕平顶；b〕凹顶；c〕凸顶柴油机活塞顶部形状：

图3-4半开式活塞顶部

a)形；b)球形；c)U形

图3-5开式活塞顶部〔浅ω形〕ω

活塞头部：活塞头部是活塞环槽以上的局部。

作用：

〔1〕承受气体压力，并传给连杆；

〔2〕与活塞环一起实现气缸的密封；

〔3〕将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。

活塞裙部：活塞裙部是指油环槽下端以下局部。

作用：

为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。

全裙式〔图3-2〕

拖板式活塞〔图3-7〕〔图3-2〕〔图3-7〕活塞销座孔中心线位置：

图3-8活塞销偏置时的工作情况

a)活塞销对中布置；b)活塞销偏移布置

3．活塞的变形及采取的相应措施

图3-9活塞裙部的椭圆变形

a〕由于的变形；b〕由于和热膨胀的变形；c〕加工形状

图3-10活塞头部形状示意图图3-11锥形裙部活塞示意图

a〕阶梯形；b〕截锥形

图3-12开槽活塞

a)、b)T形槽；c)“∏〞形槽

1-绝热槽；2-膨胀槽；3-圆孔图3-13铸有恒范钢片的活塞图3-14自动调节式活塞

1-恒范钢片

图3-16镶筒形钢片的活塞

a〕活塞裙部镶筒形钢片；b〕筒形钢片形状

图3-15自动调节式活塞销座内侧钢片的结构图3-17油冷活塞

a〕振荡冷却；b〕喷油冷却

〔二〕活塞环的结构

1．功用与工作条件

气环作用：是密封、导热

油环作用：刮油、密封。

工作条件：高温、高压、高速以、润滑困难。

2．活塞环的类型与结构

活塞环按其功用可分为气环和油环两类。

一般活塞环的材料采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁。目前汽车上广泛应用的是合金铸铁〔在优质灰铸铁中参加少量铜、铬、钼等合金元素〕。

一些发动机的第一道气环，甚至所有气环，其外圆柱外表一般都镀上多孔性铬或喷钼，以减缓活塞环和气缸的磨损。

在高速强化的柴油机上，还可以采用钢片环来提高弹力和冲击韧性。

安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙〔图3-18〕。

端隙：一般为0.25~0.50mm之间。

侧隙：第一环一般为0.04~0.10mm；其他环一般为0.03~0.07mm。油环的一般为0.025~0.07mm。

背隙：一般为0.5~1mm，油环的背隙较气环大。

3-18活塞环的间隙

1-气缸；2-活塞环；3-活塞

-端隙；-侧隙；-背隙气环密封原理图

图3-19气环的密封原理图3-20各环间隙处的气体压力递减图

-环的自身弹力；-背压力

气环的切口形状〔图3-21〕和断面形状〔图3-22〕

图3-21气环的切口形状图3-22气环的断面形状

a)直角口；b)阶梯形；c)斜口；a〕矩形环；b〕锥面环；c〕正

d)带防转销钉槽扭曲内切环；d〕反扭曲锥面环；

e〕梯形环；f〕桶面环

油环分为普通油环和组合油环两种，如图3-26所示。

图3-26油环

a〕普通油环；b〕组合油环

1-上刮片；2-衬簧；3-下刮片；4-活塞油环的刮油作用如图3-27所示。无论活塞下行还是上行，油环都能将气缸壁上多余的机油刮下来经活塞上的回油孔流回油底壳。

图3-27油环的刮油作用

a〕活塞下行；b〕活塞上行

图3-23矩形断面环的泵油作用

a〕活塞下行；b〕活塞上行

图3-24扭曲环作用原理图

a〕矩形断面环；b〕扭曲环

图3-25梯形环工作示意图

1-气缸壁；2-活塞；3-扭曲环

〔三〕活塞销的结构

1．功用、工作条件及要求

功用：

连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。

工作条件及要求：活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件差，因而要求活塞销有足够的刚度和强度，外表耐磨，质量尽可能小。为此，活塞销通常做成空心圆柱体。

2．活塞销结构及材料

活塞销的材料一般用低合金渗碳钢〔15Cr或16MnCr5〕。对高负荷发动机那么采用渗氮钢〔34CrAl6或32AlCrMo4〕。先经外表渗碳或渗氮处理以提高外表硬度，并保证心部具有一定的冲击韧性，然后进行精磨和抛光。

活塞销根据形状有如下几种〔图3-28〕。直通圆柱形孔和圆锥形孔的活塞销〔图3-28a、b〕，质量较小；中间或单侧封闭的活塞销〔图3-28c、d〕适用于二冲程发动机，此种结构可以防止扫气损失；内部有塑料芯的钢套销〔图3-28e〕那么用于要求不高的汽油机；成型销〔图3-28f〕用于增压发动机。

图3-28活塞销的形状

a〕圆柱形；b〕端部呈锥形扩展；c〕中间封闭式；d〕单侧封闭式；e〕内有塑料芯的钢套销；f)成型销

3．活塞销的连接方式

活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套的连接方式，一般有全浮式和半浮式两种形式。

〔1〕全浮式〔图3-29〕

图3-29全浮式活塞销连接

1-连杆小头衬套；2-活塞销；3-连杆；4-卡环

〔2〕半浮式活塞销与座孔和连杆小头的两处连接，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头固定的方式。

〔四〕连杆的结构

1．功用、工作条件、要求及材料

功用：是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，从而将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。

工作条件及要求：连杆在工作时承受活塞销传来的气体作用力、活塞连杆组往复运动时的惯性力和连杆大头绕曲轴旋转产生的旋转惯性力的作用。这些力的大小和方向都是周期性变化的。这就使连杆承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。因此要求连杆在质量尽可能小的条件下有足够的刚度和强度。

材料：连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机械加工和热处理。

连杆由小头5、杆身6和大头1〔包括连杆盖8〕三局部组成〔图3-30〕。

图3-30连杆组件

1-连杆大头；2-连杆轴承；3-止推凸唇；4-衬套；5-连杆小头；6-连杆杆身；7-连杆螺栓；8-连杆盖

2．连杆的结构

连杆大头按剖分面的方向可分为平切口和斜切口两种。

图3-31连杆构造

1-连杆小头；2-连杆杆身；3-连杆大头；4-连杆螺钉；5-连杆盖；6-铁丝；7-锯齿；8-定位销；9-连杆下轴承；10-连杆上轴承；11-连杆衬套；12-集油孔；13-集油槽；14-自锁螺母；15-轴瓦定位槽

斜切口连杆常用的定位方法有：

止口定位〔图3-32a〕。

套筒定位〔图3-32b〕。

锯齿定位〔图3-32c〕。

图3-32斜切口连杆的定位方式

a〕止口定位；b〕套筒定位；c〕锯齿定位

V型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是同支于一个连杆轴颈上的，有三种布置形式：

〔1〕并列连杆式

〔2〕主副连杆式〔图3-33a〕

〔3〕叉形连杆式〔图3-33b〕

图3-33a〕主副连杆；b〕叉形连杆

1-叉形大头连杆；2-片形大头连杆；3-销钉；4-叉形连杆大头与连杆盖的紧固螺钉；5-片形大头轴承；6、7-叉形大头轴承；8-片形大头连杆盖；9-叉形大头连杆盖

3．连杆螺栓及其锁止

连杆大头安装时，必须紧固可靠。连杆螺栓必须以原厂规定的拧紧力矩，分2~3次均匀地拧紧。为防止工作时自动松动，常采用锁止装置，如开口销、双螺母、螺纹外表镀铜、自锁螺母、防松胶等。

图3-34自锁螺母及自锁原理示意图〔五〕连杆轴承的结构

1．功用、工作条件及要求

功用：用以保护连杆轴颈和连杆大头孔。

工作条件及要求：其在工作时承受着较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。为此，要求轴承具有足够的强度、良好的减摩性和耐腐蚀性。为适应连杆轴承的工作条件，要求减摩合金有足够的疲劳强度，有良好的抗咬性、顺应性、嵌藏性，有足够的结合强度和良好的耐磨性。连杆轴承的反面应有很高的光洁度。

2．材料

目前汽车发动机的轴承减摩合金主要有白合金〔巴氏合金〕、铜铅合金和铝基合金，其中巴氏合金轴承的疲劳强度较低，只能用于负荷不大的汽油机，而铜铅合金或高锡铝合金轴承均具有较高的承载能力与耐疲劳性。含锡量20％以上的高锡铝合金轴承，在汽油机和柴油机上均得到广泛应用。

3．连杆轴承的结构

现代发动机用连杆轴承是由钢背和减摩层组成的分开式薄壁轴承〔图3-35〕。钢背由厚l~3mm的低碳钢制成，是轴承的基体，减摩层是由浇铸在钢背内圆上厚为0.3~0.7mm的薄层减摩合金制成。减摩合金具有保持油膜，减少摩擦阻力和易于磨合的作用。

在连杆轴承内外表上还加工有油槽，用以贮油，保证可靠润滑。

图3-35连杆轴承1-轴承；2-连杆盖；3-钢背；4-减摩合金层；5-定位凸唇；6-倒角；7-垃圾槽4．连杆轴承的锁止

为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向移动，在两个连杆轴承的剖分面上，分别冲压出高于钢反面的两个定位凸唇。装配时，这两个凸唇分别嵌入在连杆大头和连杆盖上的相应凹槽中。

二、工程实施

(一)工程实施环境

工程实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、仪表、耗材等。

〔1〕典型车辆

〔2〕发动机总成

〔3〕常用工具箱、检测平台

〔4〕内径百分表、外径千分尺

(二)工程实施步骤

1．活塞连杆组的分解

〔1〕检查活塞和活塞销的配合情况

活塞连杆组分解前要检查活塞和活塞销的配合情况〔图3-36〕：尝试使活塞在活塞销上前后移动，如果不能移动〔全浮式〕，那么更换一套活塞和活塞销。

图3-36活塞和活塞销配合情况的检查

〔2〕取下连杆轴承上轴承。

〔3〕拆下活塞环

使用活塞环扩张器拆下气环和油环〔图3-37〕，对于组合式油环可手动拆下上下刮油钢片和衬簧〔图3-38〕。

图3-37活塞环拆卸图3-38组合油环拆卸

〔4〕拆下连杆

使用小螺丝刀拆下活塞销两端卡环；将活塞加热到大约80℃；使用塑料锤和铜棒轻轻敲出活塞销并拆下连杆〔图3-39、3-40、3-41〕。对于半浮式直接用专用工具压出活塞销即可拆下连杆〔图3-42〕。

注意：活塞、活塞销、活塞环是成套配合的，要按正确的顺序排列活塞、活塞销、活塞环、连杆和轴承〔图3-43〕。

图3-39拆卸卡环

图3-40加热活塞图3-41拆卸活塞销

图3-42专用工具压出活塞销图3-43按顺序摆放

2．活塞的检验

1〕活塞的清洁

活塞上的积炭主要沉积在活塞顶部，活塞顶部积炭可用垫片铲刀去除〔图3-44〕。假设活塞环槽内有积炭，可用凹槽清洁工具或断开的活塞环进行去除〔图3-45〕，但应注意不要刮伤活塞环槽底部。最后使用溶剂和刷子〔非钢丝刷〕彻底清洁活塞〔图3-46〕。

图3-44去除活塞顶部积炭

图3-45去除活塞环槽积炭图3-46清洗活塞

2〕活塞损伤的检查

〔1〕活塞破损和烧蚀的检查

活塞拆出后应检查其顶部有无异常，假设有撞击造成的明显凹陷甚至是裂损，应及时查明故障原因，予以排除。对受损的活塞，假设其顶部虽有凹陷但无裂损可继续使用，假设发现有裂纹或孔洞必须更换新件。

活塞烧蚀呈现在活塞顶部，轻者有疏松状麻坑，重者有局部烧熔现象。烧蚀较轻的活塞，允许继续使用，烧蚀严重时必须更换。

〔2〕活塞环槽磨损的检查

如图3-47所示，检查时，将一新活塞环放入环槽，用塞尺测量环的侧隙。假设更换新活塞环后侧隙过大，说明环槽磨损，可将环槽车削加宽并更换加厚的活塞环，也可在活塞环上方加装组合式油环的刮油钢片，但普通发动机的活塞很廉价，一般可将活塞环与活塞一起更换。

图3-47活塞环槽磨损的检查

〔3〕活塞刮伤的检查

活塞刮伤一般都有明显的痕迹，轻度刮伤的活塞，如果不影响与气缸的配合间隙，允许用细砂布研磨后继续使用，刮伤严重的活塞必须更换，并根据下述情况查明故障原因：

a〕活塞裙部两侧同时出现刮伤，通常是新换活塞与气缸配合间隙过小所致；

b〕活塞裙部垂直活塞销方向的一侧刮伤，通常是怠速转速过低使缸壁润滑不良或发动机长期大负荷工作，而导致活塞受侧压力较大的一侧刮伤；

c〕活塞裙部两侧销座处刮伤，通常是活塞销与座孔配合过紧，受热后沿活塞销方向膨胀量过大造成；

d〕活塞与气缸配合间隙过大，将会引起第一道环槽的上部磨损或刮伤；

e〕刮伤部位出现在一侧活塞销座的上方，通常是连杆变形造成。

3〕活塞直径的测量

活塞直径应在垂直活塞销方向的裙部进行测量，测量的位置各型发动机有不同的规定，如图3-48所示，应按原厂规定位置测量活塞直径。几种常见车型活塞直径测量位置见表3-1。

图3-48活塞直径测量位置

a)到活塞顶距离；b)到活塞底部距离

表3-1

几种常见车型活塞直径测量位置

4〕活塞的选配

当气缸的磨损超过规定值，必须对气缸进行修复，或活塞发生异常损坏时，均须视情选配活塞。选配活塞时要注意以下几点：

〔1〕根据气缸的修理尺寸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，只有在活塞选配后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨气缸。

〔2〕活塞是成套选配的，同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞，以保证其材料和性能的一致性。

〔3〕在选配的成套活塞中，其尺寸差和质量差应符合要求。成套活塞中，其尺寸差一般为0.01~0.05mm，质量差为4~8g，销座孔的涂色标记相同。

新型汽车的活塞与气缸的配合都采用选配法，在气缸的技术要求确定的情况下，选配相应的活塞。活塞的修理尺寸级别一般分为+0.25、+0.50、+0.75、+1.00mm等四级，有的只有1~2个级别。在每一个修理尺寸级别中又分为假设干组，通常分为3~6组不等。相邻两组的直径差为0.01~0.015mm。选配时，要注意活塞的分组标记和涂色标记。有的发动机为薄型气缸套，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假设干组供选配。活塞的修理尺寸级别代号常打印在活塞的顶部。局部发动机活塞的分组与气缸直径见表3-2。

表3-2局部发动机活塞的分组与气缸直径

现代多数发动机的气缸和活塞尺寸均按公差分假设干级，并在气缸和活塞上刻有标记，以便活塞与气缸的选配。如凌志LS400轿车1UZ-FE发动机气缸和活塞尺寸分三级，用数字“1、2、3〞表示，记号分别打印在气缸体上平面和活塞顶部，如图3-49所示，选配时应使活塞与气缸上的数字记号一致。二汽富康轿车装用的TU32K发动机气缸和活塞尺寸也分三级，更换活塞时，顶部刻有“A、B、C〞标记的活塞应分别与气缸体上刻有“1、2、3〞标记的气缸对应选配。

图3-49LS400轿车1UZ-FE发动机活塞与气缸的选配

3．活塞环的检验

1〕活塞环的选配

在发动机大修和小修时，活塞环是被当作易损件更换的。活塞环设有修理尺寸，不因气缸和活塞的分组而分组。

活塞环选配时，以气缸的修理尺寸为依据，同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。发动机气缸磨损不大时，应选配与气缸同一级别的活塞环。气缸磨损较大尚未到达大修标准时，严禁选择加大一级修理尺寸的活塞环锉端隙使用。进口汽车发动机活塞环的更换，按原厂规定进行。

对活塞环的要求是：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、背隙应符合原厂设计规定。

2〕活塞环的弹力检验

活塞环的弹力是指使活塞环端隙到达规定值时作用在活塞环上的径向力。活塞环的弹力是建立背压的首要条件，也是保证气缸密封性的必要条件。弹力过大使环的磨损加剧；弹力过弱，气缸密封性变差，燃润料消耗增加，燃烧室积炭严重，发动机的动力性和经济性降低。

活塞环弹力检验仪如图3-50所示。将活塞环置于滚动轮3和底座6之间，沿秤杆4移动活动量块5，使环的端隙到达规定的间隙值。此时可由量块在秤杆上的位置读出作用于活塞环上的力，即为活塞环的弹力。奥迪轿车发动机第一道气环弹力为8.5~12.8Ｎ、第二道气环弹力为7.5~11.3N、油环弹力为35~52.5N。

图3-50活塞环弹力检验仪

1-重锤；2-支撑销；3-滚轮；4-秤杆；5-活动量块；6-底座；7-底板

3〕活塞环的漏光度检验

活塞环漏光度的技术要求是：在活塞环端口左右30°范围内不应有漏光点；在同一活塞环上的漏光不得多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25°，同一环上漏光弧长所对应的圆心角之和不得超过45°；漏光处的缝隙应不大于0.03mm，当漏光缝隙小于0.015mm时，其弧长所对应的圆心角之和可放宽至120°。

图3-51活塞环的漏光度检验仪

1-灯泡；2-环规；3-活塞环；4-挡盘；5-滚轮；6-底座；7-芯轴

4〕活塞环“三隙〞的检验

〔1〕端隙检验：将活塞环置入气缸套内，并用倒置活塞的顶部将环推入气缸内相应的上止点位置，然后用厚薄规测量，如图3-52所示。假设端隙大于规定值那么应重新选配活塞环；假设端隙小于规定值时，应利用细平锉刀对环口的一端进行锉修。锉修时只能锉修一端且环口应平整，锉修后应将毛刺去掉，以免在工作时刮伤气缸壁。

图3-52活塞环端隙的测量

〔2〕侧隙检验：活塞环应有适宜的侧隙，以保证机件可靠工作。假设侧隙过大将使活塞环的泵油作用加剧，使环岸疲劳破碎，加速环的断裂和润滑油消耗增加；侧隙过小会使活塞环卡死在环槽内，环的弹力极度减弱，冲击应力加剧，不但使气缸密封性降低，也容易使环折断。

侧隙的检验如图3-53所示。将活塞环放入相应的环槽内，用厚薄规进行测量。

图3-53活塞环侧隙的测量

〔3〕背隙检验：背隙一般不用活塞环的内圆直径与活塞环槽底部直径差值的一半来表示，为测量的方便通常是将活塞环装入活塞内，以环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量的。测量时，将环落入环槽底，再用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值，该数值一般为0~0.35mm。如背隙过小时，应更换活塞环或车深活塞环槽的底部。

在实际操作中，通常是以经验法来判断活塞环的侧隙和背隙的。将环置入环槽内，环应低于环岸，且能在槽中滑动自如，无明显松旷感觉即可。

4．活塞销的选配

1〕活塞销的选配

发动机大修时，一般应更换标准尺寸的活塞销，为小修留有余地。

选配活塞销的原那么是：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，活塞销外表应无任何锈蚀和斑点，外表粗糙度≤0.20，圆柱度误差≤0.0025mm，质量差在10g范围内。

为了适应修理的需要，活塞销设有四级修理尺寸，可以根据活塞销座和连杆衬套的磨损程度来选择相应修理尺寸的活塞销。

2〕活塞销与座孔的配合

在常温下，汽油机的活塞销与销座配合间隙为0.0025~0.0075mm，与连杆衬套的间隙为0.005~0.010mm；柴油机活塞销与销座的过盈量较大，过盈量一般为0.02~0.05mm，与连杆衬套的间隙也比汽油机大，一般为0.03~0.05mm。

现代汽车发动机活塞销与销座和连杆衬套的耐磨程度较小。如进口汽车行驶30万km，活塞销的磨损很轻微，一般只需更换活塞。

活塞销与销座和连杆衬套采用分组选配。由于相邻两组的直径差只有0.0025rnm，通常难以进行测量，而是用涂色标记加以识别。装配时，活塞销与活塞销座和连杆衬套相同的涂色标记。这就大大简化了维修作业，配合副的装配精度得到明显提高。

5．连杆的检修

连杆的检修主要是连杆变形的检验与校正、连杆小端衬套的压装与铰削和连杆大端与下盖结合平面损伤的修理等。

1〕连杆变形的检验

连杆变形的检验在连杆校验仪上进行，如图3-54所示。

图3-54连杆校验仪

1-调整螺钉；2-棱形支承轴；3-量规；4-检验平板；5-锁紧支承轴扳杠测量时，将三点规的V形槽靠在心轴上并推向检验平板。如三点规的三个测点都与校验仪的平板接触，说明连杆不变形。假设有一个点或二个点不接触，可用厚薄规分别测出各测点与平板之间的间隙。三点规三个点之间的几何关系如图3-55所示，ad=100mm，bc=100mm，那么每100mm长度的扭曲量=|b-c|；每100mm长度的弯曲量=|a-d|，而d=(b+c)/2。

图3-55弯扭计算图

dabc有时在测量连杆变形时会遇到下面的情况：连杆存在如图3-56所示的双重弯曲，检验时先测量出连杆小端端面与平板距离，再将连杆翻转180°后，按同样方法测出此距离。假设两次测出的距离数值不等，即说明连杆有双重弯曲，两次测量数值之差为连杆双重弯曲度。

图3-56连杆双重弯曲的检验

图3-57连杆弯曲检验图3-58扭曲检验

如果没有连杆校验仪，可用通用量具进行检验：在连杆大头和连杆小头内装入标准心轴，置于平板上的V形块上，用百分表测量，如图3-57所示，通过测定活塞销两端高度差，即可计算出连杆弯曲值；将连杆按图3-58放置，通过百分表测量活塞销两端的高度差，从而计算出连杆的扭曲值。

汽车维修技术标准中对连杆的变形作了如下的规定：连杆小端轴线与大端轴线应在同一平面，在该平面上的平行度公差为100:0.03mm，该平面的法向平面上的平行度公差为100:0.06mm。假设连杆的弯曲和扭曲度超过公差值时应进行校正。连杆的双重弯曲通常不予以校正而直接更换，因为连杆大小端对称平面偏移的双重弯曲极难校正，对曲柄连杆机构的工作极为有害。

图3-59连杆扭曲的校正

2〕连杆变形的校正

一般是先校正扭曲，后校正弯曲。

校正扭曲时，先将连杆下盖按规定装配和拧紧，然后用台钳口垫以软金属垫片夹紧连杆大端侧面，最后使用专用扳钳装卡在连杆杆身上、下部位，按图3-59所示的安装方法校正连杆的逆时针扭曲变形。校正顺时针的扭曲时，可将上下扳钳交换即可。

图3-60连杆弯曲的校正

校正弯曲时，如图3-60所示，将弯曲的连杆置入专用的压器，弯曲的凸起部位朝上，在正丝杠的部位参加垫块，扳丝杠使连杆产生反向变形并停留一定时间，待金属组织稳定后再卸下，检查连杆的回位量，直至连杆校正至合格为止。

连杆的弯扭校正经常在常温下进行，由于材料弹性后效的作用，在卸去载荷后连杆有恢复原状的趋势。因此，在校正变形量较大的连杆后，必须进行时效处理。方法是：将连杆加热至573K，保温一定时间即可；校正变形较小的连杆，只需在校正负荷下保持一定时间，不必进行时效处理。

3〕连杆衬套的修复

在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。新衬套的外径应与小端承孔有0.10~0.20mm的过盈，以防止衬套在工作中发生转动。过盈量也不可过大，否那么会在压装时将衬套压裂。

连杆衬套的铰削工艺步骤如下：

〔1〕选择铰刀按活塞销的实际尺寸选用铰刀，将铰刀的刀把垂直地夹在台钳的钳口上。

〔2〕调整铰刀将连杆衬套孔套入铰刀，一手托住连杆大端，一手压下连杆小端，以刀刃露出衬套上面3~5mm作为第一刀的铰削量为宜。

〔3〕铰削铰削时，一手托住连杆大端均匀用力扳转，另一手把持小端并向下略施压力，铰削时应保持连杆轴线垂直于铰刀轴线，以防铰偏〔图3-61〕。当衬套下平面与刀刃相平时停止铰削，将连杆下压退出以免铰偏或起棱。然后在铰刀量不变的情况下，再将连杆从反向重铰一次，铰刀的铰削量以调整螺母转过60°~90°为宜。

图3-61连杆衬套的铰削

〔4〕试配每铰削一次都要用相配的活塞销试配，以防铰大。当到达用手掌力能将活塞销推入衬套的1/3~1/2时停铰，用木锤打入衬套内，并夹持在台钳上左右扳转连杆，如图3-62所示。然后压出活塞销，视衬套的压痕适当修刮。

活塞销与连杆衬套的配合通常也有凭感觉判断的，即以拇指力能将涂有机油的活塞销推过衬套为符合要求〔图3-63)。或将涂有机油的活塞销装入衬套内，连杆与水平面倾斜成45°，用手轻击活塞销应能依靠其自重缓缓下滑。此外，活塞销与连杆衬套的接触呈点状分布，面积应在75％以上。

图3-62检验活塞销与连杆衬套图3-63经验法判断活塞销与

的配合连杆衬套的配合

4〕连杆其它损伤检修

连杆的杆身与小端的过渡区应无裂纹、外表无碰伤，必要时采用磁力探伤检验连杆的裂纹。如有裂纹，禁止继续使用，应立即更换。另外如果连杆下盖损坏或断裂时，也要同时更换连杆组合件。

连杆大端侧面与曲柄之间，一般应有0.10~0.35mm的间隙，如超过0.50mm时，可堆焊连杆大端侧面后修理平整。

连杆杆身与下盖的结合平面应平整。检验时，使两平面分别与平板平面贴合，其接触面应贴合良好，如有轻微缝隙，不得超过0.026mm。连杆轴承承孔的圆柱度误差大于0.025mm，应进行修理或更换连杆。

连杆螺栓应无裂纹，螺纹局部完整，无滑牙和拉长等现象。选用新的连杆螺栓时，其结构参数及材质应符合规定，禁止用直径相同的普通螺栓代用。连杆螺栓的自锁螺母不许重复使用。

6．活塞连杆组的组装

活塞连杆组的零件经修复、检验合格后，方可进行组装。组装前应对待装零件进行清洗，并用压缩空气吹干。

目前，全浮式通常是采用热装合方法进行活塞与连杆的装配〔半浮式采用专用工具常温压装〕。因为活塞销与销座在常温下有微量的过盈，所以装合时一定要将活塞加热。方法是：活塞置入水中加热至353~373K，取出后迅速擦净，将活塞销涂以机油，插入活塞销座推过连杆衬套，直至另一端销座的外边缘，然后装入卡环。两卡环的内端应与活塞销有0.10~0.25nmm的间隙。否那么卡环将被顶出造成拉缸。卡环嵌入环槽中的深度，应不少于丝径的2/3。

活塞与连杆组装时，要注意两者的缸序和安装方向，不得错乱。活塞与连杆一般都标有装配标记〔图3-64〕。如两者的装配标记不清或不能确认时，可结合活塞和连杆的结构加以识别。如活塞顶部的箭头或边缘缺口朝前；汽油机活塞的膨胀槽开在作功行程侧压力较小的一面；连杆杆身的圆形突点朝前；连杆大端的45°的机油喷孔润滑左侧气缸壁等。此外，连杆与下盖的配对记号一致并对正，或杆身与下盖承孔的凸榫槽安装时在同一侧，以防止装配时的配对错误。

图3-64活