六、曲柄连杆机构1

课题六：曲柄连杆机构一辆轿车发动机着车后排气管冒蓝烟，并伴随着有明显嘡、嘡、嘡的声响。温度升高响声减弱，请问是什么原因，应如何检修？案例很主要哦！教学目的通过对曲柄连杆机构的学习，使学生掌握曲柄连杆机构的构造、原理以及如何拆装、选配与调试。教学方法一体化教学教学重点1、曲柄连杆机构的组成与作用；2、曲柄连杆机构的工作原理；3、汽缸盖的拆装工艺与检测；4、活塞环的拆装与选配；5、连杆轴承的拆装与选配；6、曲轴轴承的拆装与选配；7、油底壳的拆装工艺。曲柄连杆机构功用:

将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。组成:1、汽缸体曲轴箱组（机体组）2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组（一）气缸盖

一、汽缸体曲轴箱组(机体组)功用：1、密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。2、汽缸盖上装有进、排气门座和气门导管孔，用于安装气门及进气和排气通道。3、汽油机缸盖上有安装火花塞孔，柴油机上有安装喷油器的孔。4、顶置凸轮轴式发动机汽缸盖有安装凸轮轴的轴承孔。案例二

一辆轿车发动机大修后出现着车后水温高的现象，排气管有滴水现象，开锅现象很严重，发动机动力明显下降。请问是什么原因引起的？如何解决？

工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。

材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金汽缸盖的拆装

拆下发动机的附属零件及汽缸盖上盖。拆下凸轮轴轴承及凸轮轴，注意标记。汽缸盖在拆卸螺栓时一定要由两边到中间、对角的顺序分2~3次拧松螺栓，每次拧松一些。注意：若不按顺序拆卸螺栓，可使汽缸盖变形。（最好在常温下进行）缸盖及缸体平面附着密封垫材料，需刮净、吹干。思考内容：1、曲柄连杆机构作用是什么？有那几部分组成的？

是燃烧场所，把往复运动转变为旋转运动，向工作机械输出机械能。2、汽缸盖是发动机最复杂的机件之一，那么你知道汽缸盖上设置些什么吗？汽缸盖上装有进、排气门座和气门导管孔，用于安装气门及进气和排气通道。汽油机缸盖上有安装火花塞孔，柴油机上有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机汽缸盖有安装凸轮轴的轴承孔。有水道和润滑油道。3、那些损伤会使气缸盖技术状况变差?

裂纹、变形、汽缸盖腐蚀与击伤，螺纹孔的损坏。4、那些原因会造成汽缸盖裂纹？①工作环境温度不均匀；②长期工作疲劳；③冬季未放净冷却液；④发动机过热突然加冷却水；⑤在运行或操作中出现严重撞击⑥缸盖螺栓拧紧力不均匀。5、汽缸盖的裂纹如何检测？用染色渗透剂、放大镜检测、磁力探伤、白粉敲击法、水压法6、汽缸盖出现裂纹如何修复？如果出现漏水、漏油、漏气就更换，影响不大的裂纹可用补漏剂修复。或更换新件。7、汽缸盖翘曲变形的原因？发动机工作时，汽缸盖受热不均匀；装配时螺栓拧紧力不规范或顺序不对；汽缸盖螺栓孔未清理干净；高温下拆卸汽缸盖。8、汽缸盖翘曲变形如何检测？

清除汽缸盖表面的水垢、积碳、毛刺及螺纹孔周围的突起。用钢尺和塞尺测量。汽缸盖长度小于300mm的平面度误差不大于0.05mm以内;大于300mm的误差不大于0.10mm。9、气缸盖腐蚀或击伤的原因？使用不符合的冷却液，可以更换或钻孔铆填金属的方法。异物落入气缸造成的活塞上平面及气缸盖的损伤，可更换。10、气缸盖螺纹孔损坏的原因及修复方法？

装配时螺栓没有拧正，螺栓螺纹损坏，拧紧螺栓力矩过大，螺栓拧紧方法不正确，螺栓孔内有异物。

修复方法：加深螺纹孔或镶螺纹套的方法。11、气缸体的损伤主要有哪些？用什么方法检测？裂纹、变形、磨损、螺纹滑扣等。用水压法检测有无裂纹，可焊补或更换。用刚尺和厚薄规检查气缸体和气缸盖变形的检修气缸体和气缸盖平面的翘曲变形，多由于缸盖螺栓拆装顺序不对，转矩不符合标准，在高温时拆卸气缸盖或过热。气缸盖磨削或铣削量一般不应超过0.20-0.30mm，可通过气缸盖厚度的极限值加以控制。加工量太大，缸盖变薄，燃烧室容积变小，会引起发动机爆燃，工作不正常。气缸盖的安装装上缸盖后，放入螺栓按照从中间到两边、对角的顺序分2~3次拧紧螺栓。每次按规定扭力的1/3~1/2拧紧，最后一次按拧紧力要求完全拧紧。如：上海桑塔纳轿车：第一次拧紧力矩为40N.M、第二次为60N.M、第三次为90N.M。(汽缸盖的拧紧分四次来进行：第一次40N·m，第二次60N·m，第三次75N·m，第四次旋紧90゜)。（二）、气缸垫1、功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。2、特性：有弹性、耐热性、耐压性、耐腐蚀（三）、汽缸体（1）根据冷却方式不同水冷式风冷式（2）干缸套和湿缸套和无缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚1~3mm。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。外壁直接与冷却水接触。壁厚5~9mm。散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。无缸套（在气缸内表面加工成4~6.5微米的网纹）（四）曲轴箱（油底壳）1、概念：曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。2、结构：上曲轴箱与气缸体铸成一体下曲轴箱贮存润滑油（油底壳）3、材料：薄钢板冲压气缸磨损后尺寸的测量测量已磨损的气缸直径是确定气缸修理尺寸的依据。气缸直径通常使用量缸表配合外径千分尺进行测量。在气缸的上、中、下三个不同高度及气缸的纵向和横向两个方向的六个部位，十字交叉地测量气缸直径。第二章 曲柄连杆机构机体组活塞连杆组曲轴飞轮组二、活塞连杆组活塞连杆组：一、活塞连杆组组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆组成。二、活塞连杆组作用：与气缸、盖构成燃烧室，承受气体压力通过连杆传给曲轴，密封气缸，防止燃气漏入曲轴箱和机油进入气缸。（一）活塞1、功用：

承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、工作环境： 高温、散热条件差；顶部工作温度高达600~700K，且分布不均匀；高速.顶部有箭头装配时朝前；有顺序号按顺序装人汽缸内；有尺寸标记。若0.00为标准活塞、+0.25为加大一级共六个级别。3、材料： 多数采用铝合金：质量小导热性好；灰铸铁20.00（二）活塞的结构1、活塞顶部：构成燃烧室。有平顶、凸顶、凹顶2、活塞头部：加工有用来安装气环、油环，在油环槽加工有回油孔。3、活塞裙部：为活塞起导向作用，气缸与活塞在任何工况下都应有均匀、适当的配合间隙。间隙过大：活塞敲缸；间隙过小：活塞受热卡住在气缸内。（2）活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。作用：1、承受活塞顶的压力，并传给活塞销。2、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内.3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。活塞裙部形状（活塞的变形）工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形活塞环实物图..活塞环1、气环作用：（1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；（2）

传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；（3）辅助刮油、布油。

气环的密封活塞汽缸壁活塞环气环断面形状：形状特点示意图矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应用面广扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环加工困难，精度要求高桶面环外圆为凸圆弧形气环的泵油作用（2）油环（普通环组合环）油环的作用：刮油、布油。

活塞、活塞环的选配活塞常出现的损伤是环槽磨损、裙部拉伤及偏磨损或销孔磨损。活塞环的损伤多由于润滑不良，高温和燃烧气体的高压及高速运动造成环表面拉伤、磨损，活塞环上、下工作面异常磨损，活塞环在其槽内被积炭粘住、卡死而失去弹性，密封不良。活塞、活塞环与活塞销是易损件，大修时一般成套换新。活塞、活塞环与活塞销选配要点如下：

1）应选择与气缸标准尺寸或修理尺寸级别相同的活塞与活塞环及相应的活塞销。

2）同一台发动机应选用同一厂牌的一组活塞。

3）同组活塞的质量误差不应超过规定值。4）检查活塞环端隙（开口间隙）、侧隙（边隙）、背隙，确保活塞环与环槽、气缸的良好配合。活塞的选配：应根据气缸的修理尺寸选配同一修理尺寸和同一组的活塞。活塞的修理尺寸一般为四级。每级+0.25mm。活塞环的选配：是根据气缸、活塞的修理尺寸选配。

活塞环的检测

1、弹力和漏光度的检查

活塞环漏光度在环开口处左右30°范围内不得有漏光现象活塞环的间隙:开口间隙（端隙）：是指环放置在汽缸内开口处的间隙。背隙：是指环与活塞装入汽缸后环的背部与环槽之间的间隙边隙（侧隙）:是指环与环槽上下平面之间的间隙思考：间隙过大、过小有危害吗？如何解决呢？要记住哦！三隙可主要了，明白了吗？比比看谁更聪明。哈哈！2、活塞环的间隙（三隙）：

（1）端隙：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25～0.50mm。

（2）侧隙：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04～0.10mm；其他气环一般为0.03～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025～0.07mm。

（3）背隙：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。一般为0.5～1mm。

活塞环的安装方法：要注意安装顺序及端口方向。安装气环时有镀铬的活塞环装在第一道环槽内，并注意内切向上、外切向下的顺序将其余的环依次装入，有些活塞环侧面有装配标记（字母、数字），有标记的朝上安装。油环在最下面的环槽内。为避免气环漏气，要求环的开口错开一定角度。如三道环每道环相错120°活塞环的安装方法三、活塞销（一）作用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。（二）结构：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。两段圆锥圆柱形两段圆锥与一段圆柱组成活塞销的连接方式半浮式活塞销全浮式活塞销1、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。2、杆身：常做成“工”字形断面。杆身上有安装向前标记。3、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。（四）连杆功用：将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。组成：连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等组成。..连杆轴承（俗称小瓦）1.作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2.组成：由钢背和减磨层组成。钢背由1mm～3mm的低碳钢制成。减磨层为0.3mm～0.7mm的减磨合金，层质较软能保护轴颈。发动机活塞连杆组技能操作步骤及工作要点1．活塞连杆组的拆卸

(1)转动曲轴将准备拆卸的连杆对应的活塞转到下止点。

(2)拆卸连杆螺母，取下连杆轴承盖，并按顺序放好。

(3)用橡胶锤或手锤木柄推出活塞连杆组(应事先刮去汽缸上的台阶，以免损坏活塞环)，注意不要硬撬；硬敲，以免损伤汽缸。

(4)取出活塞连杆组后，应将连杆轴承盖、螺栓、螺母按原位装回，并注意连杆的装配标记。标记应朝向皮带盘，活塞、连杆和连杆轴承盖上打上对应缸号。2．活塞连杆组的分解

(1)用活塞环装卸钳拆下活塞环，观察活塞环上的标记，“TOP"朝向活塞顶。

(2)将活塞连杆组浸入60℃热水中，并在热状态下拆下活塞销和活塞。连杆、连杆衬套和连杆轴承的检修(1)连杆弯扭的检查和校正，连杆弯曲和扭转变形会造成敲缸、偏磨损和轴承偏磨损现象。

检查连杆弯曲的方法连杆弯曲弯曲变形校正法连杆扭转变形校正法483．活塞连杆组的装合

(1)活塞连杆组的检验：

①活塞椭圆度的检验。许多活塞都制成椭圆形，其短轴在活塞销方向上。活塞椭圆度的检验，应在椭圆度检验仪上进行。椭圆度的值是0．40mm；②活塞环的检验。用厚薄规检查活塞环与环槽的侧隙：新装时侧隙为0．02-0．05mm，达到0．15mm时必须更换；再用厚薄规检查活塞环与环槽的端隙：将活塞环垂直压进汽缸，使其离汽缸顶面15mm，新环：第1道气环为0．03-0．45mm，第2道气环为0．25-0．40mm，油环为0．15—0．50mm，磨损极限值为1．0mm。

(2)彻底清洗各零件，并用压缩空气吹干净。

(3)活塞销是全浮式，即活塞销和连杆铜套及活塞销座之间均为间隙配合。活塞销与销座装配时有点紧，可以把活塞在水中加热到60℃(即略比手烫，但长时间接触也不觉烫手)，此时用大拇指应可压入。否则即为部件配合不符合要求。4．将活塞连杆组件装入汽缸(1)将第1缸曲柄转到下止点位置，取第1缸的活塞连杆总成，在瓦片、活塞环处加注少许机油，转动各环使润滑油进入环槽，并检验各环开口是否处于规定方位。

(2)用夹具收紧各环，按活塞顶箭头方向将活塞连杆总成从汽缸顶部放人缸筒，用手引导连杆使其对准曲轴轴颈，用木棰柄将活塞推入。

(3)取第1缸的连杆轴承盖(带有轴瓦)，使标记朝前装在连杆上，并按规定力矩交替拧紧连杆螺母，拧紧力矩：M9x1：45N·m，M8x1：30N·m。(4)依同样方法，将其余各缸活塞连杆组件装入相应汽缸。注：M8x1的连杆螺栓为预应力螺栓，在按规定力矩拧紧连杆螺母时，连杆螺栓在弹性变形范围内被拉长，螺栓和螺母之间有较大而稳定的摩擦力，所以螺母不需要防松装置。但在修理过程中一旦拆过连杆螺母，就必须更换。5、注意事项

(1)拆卸、安装活塞时一定要注意各缸记号，若无记号必须做标汜。

(2)安装活塞销时要用专用工具或加热到60°进行。

(3)活塞销挡圈开口要与活塞销孔上的缺口错开。

(4)3道环的开口要错开120°。6、考核要求

(1)正确拆装活塞与连杆、活塞销。

(2)活塞环“三隙”检查方法正确。

（3）配分、评分标准

序号

考核内容

配分

评分标准

考核记录得分1、正确使用工具10工具使用不当扣10分2、拆卸汽缸盖及油底壳10拆卸方法不正确每处扣5分

3、拆卸活塞及连杆20不做标记扣5分摆放不按顺序扣5分4、拆卸活塞销

10拆卸方法不正确扣10分

5、检查活塞环的“三隙”

20检查方法不正确扣5分检查结果不正确扣5分6、组装活塞连杆组20组装顺序错误酌情扣分

7、遵守安全规程

10操作不当发生重大事故，此题按0分计曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴曲轴的分类全支承：相邻曲拐间都有主轴颈。非全支承：相邻曲拐间不都有主轴颈曲轴的轴向定位功用：保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时能够正常工作。轴向定位措施：1.翻边轴瓦2.止推片3.止推环4.止推轴承六、桑塔纳发动机曲轴的拆装1、技术标准及要求(1)曲轴主轴承盖螺栓拧紧力矩65N·m。(2)曲轴前后密封法兰紧固力矩M8为20N·m，M10为10N·m。(3)曲轴后端滚针轴承应低于曲轴后端面1．5mm。(4)飞轮紧固螺栓按对角线，分2—3次旋紧，拧紧力矩为75N·m。2．曲轴飞轮组的拆卸(1)将汽缸体倒置在工作台上，拆卸中间轴密封凸缘。

(2)拆卸缸体前端中间轴密封凸缘中的油封，装配时必须更换。

(3)拆卸中间轴，拆卸皮带盘端曲轴油封，拆卸前油封凸缘及衬垫。

(4)旋出飞轮固定螺栓，从曲轴凸缘上拆下飞轮。

(5)拆下曲轴主轴承盖紧固螺栓，不能一次全部拧松，必须分次从两端到中间逐步拧松。(6)抬下曲轴，再将轴承盖及垫片按原位装回，并将固定螺栓拧人少许。注意：推力轴承的定位及开口的安装方向，轴瓦不能互换。（1）（2）（3）拆油封按顺序拆下曲轴轴承盖按顺序摆放曲轴：它是发动机的主要零件之一，形状复杂，精度高，在工作中承受着活塞连杆组传递的冲击载荷和旋转产生的离心力。曲轴的损伤有：轴颈磨损、弯曲、扭曲、裂纹、甚至断裂。磨损：利用外径千分尺测量轴颈的直径，然后计算轴颈的圆度和圆柱度误差来判断。弯曲：利用利用百分表测量。不超过0.15mm。裂纹：磁力探伤法、超声波探伤法、浸油敲击法等浸油敲击法：就是在煤油中浸泡一会，表面擦净撒上白粉，敲击曲柄壁。白粉上有油剂出现说明有裂纹。曲轴轴承径向间隙的检测：用塑料间隙规桑塔纳发动机主轴承径向间隙：0.030~0.080mm极限值0.170mm连杆轴承径向间隙：0.024~0.048mm极限值0.120mm曲轴轴承轴向间隙的检测：用百分表撬动曲柄壁桑塔纳发动机主轴承轴向间隙：0.07~0.17mm连杆轴承轴向间隙：0.10~0.37mm飞轮的检验飞轮的工作表面磨损沟槽深度超过0.50mm应进行修理；修理后工作面平面度误差不得大于0.10mm；曲轴飞轮还要做静平衡和动平衡试验。

3．曲轴飞轮组的装配

(1)将经过清洗和擦拭干净的曲轴、飞轮、选配及修配好的轴承、轴承盖等零件依次摆放整齐，准备装配。

(2)将曲轴安装在缸体上。在第3道主轴颈两侧安装半圆止推垫片，其开口必须朝向曲

轴。定位半圆止推垫片装于轴承盖上(注意：轴承盖按J—5序号安装，不得装错和装反。1、2、4、5道曲轴瓦，只有装在缸体上的轴瓦有油槽，装在瓦盖上的无油槽；但第3道轴瓦两片均有油槽)；从中间轴承盖向左右对称紧固螺栓。

(3)安装曲轴前后油封和油封座，安装飞轮和滚针轴承，新换飞轮时，还应在飞轮“o”标记(1、4缸上止点记号)附近打印上点火正时记号。变速器输入端外端的滚针轴承安装时标记朝外(朝后)，外端距曲轴后端面1．5mm。(4)检验曲轴的轴向间隙。检验时，先用撬棍将曲轴撬挤向一端，再用厚薄规在止推轴承处测量曲柄与止推垫片之间的间隙。新装配时间隙值为0．07~0．17mm，磨损极限为0．25mm。如曲轴轴向间隙过大，应更换止推轴承。（1）（2）（3）安装前的准备安装方法检查轴向间隙4、注意事项

(1)拆卸曲轴主轴承盖时，注意拆卸顺序，安装曲轴主轴承盖时，应先旋紧第2、4轴承盖螺栓，再旋紧第1、3、5轴承盖螺栓。

(2)曲轴后端滚针轴承有标记的一面应朝外。

(3)安装飞轮时，齿圈上的标记与l缸连杆轴颈在同一个方向上。

(4)注意曲轴与飞轮的相对位置。5、分组练习6、考核要求

(1)正确拆装曲轴轴承、飞轮。

(2)紧固螺栓应按照技术标准拧紧。（3）配分、评分标准见附件曲轴飞轮组方面的知识1、组成？2、曲轴的构造？3、前、后端安装什么?

1、曲轴飞轮组的拆装方法？2、飞轮的拆装？飞轮齿圈的更换？3、曲轴的检验与校正？

4、曲轴轴承的选配？要记住点火顺序噢！

任务要求

1、油底壳的拆装方法？

2、汽缸盖的拆装方法？

3、活塞连杆组的拆装方法？

4、曲轴飞轮组的拆装方法？案例一、一辆小轿车的发动机无力，严重烧机油，发动机冒蓝烟。经检查时汽缸压力低。请问是什么原因造成的？二、一辆小轿车发动机大修3个月后，出现水温高、开锅现象，动力明显下降，请问是说明原因造成的？一、发动机总成大修的条件1）发动机加速性能恶化，明显感觉起步加速时间和超车加速时间延长。2）发动机最大功率或气缸压缩压力低于规定值85%以上。3）气缸磨损超限，或圆柱度误差达到0.175～0.250mm,椭圆度达0.050～0.063mm。4）燃油和机油消耗量明显增加。5）发动机出现异响。6）发动机不能正常运转或根本不能运转。7）发动机重大损伤事故。1.通常活塞行程为曲柄半径的（B）倍。A．一B．两C．四2.活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为（B）。A．汽缸容积B．汽缸工作容积C．汽缸总容积3.活塞位于下止点时，其顶部与汽缸盖之间的容积称为（C）。A．汽缸容积B．汽缸工作容积C．汽缸总容积4.四冲程发动机的运转是按（A）的顺序不断循环反复的。A．进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程B．进气行程、作功行程、压缩行程和排气行程5、汽缸磨损的最大部位是活塞在（A）时第一道活塞环相对应的汽缸壁。A．上止点位置B．下止点位置C．上、下止点位置6、.在组装活塞环时，应注意活塞环标记面朝向（A）。A．上B．下C．活塞销轴线7、桑塔纳2000GLS行轿车JV行发动机缸盖螺栓应按次序分4从拧紧，第二次的拧紧力矩为（C）Nm。

A40B50C60判