《汽车发动机构造与维修（活页式）》 课件全套 李曼 项目1-7 汽车发动机总成认识 - 汽油发动机燃油供给系统

《汽车发动机构造与维修》项目一

汽车发动机总成认识�01发动机的总体认识02发动机拆卸与机械维修常识发动机的总体认识一、发动机总体结构发动机是汽车的动力装置。它可将燃料的化学能转变为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动能来自发动机，可以说发动机是汽车的心脏，为汽车行驶提供动力，关系到汽车的动力性、经济性、环保性。发动机的安装位置如图所示。按使用燃料的不同，发动机可分为汽油发动机、柴油发动机以及液化石油气发动机。按工作方式发动机有二行程和四行程两种（行程在后文也称作冲程），一般为四行程发动机。发动机安装位置一、发动机总体结构发动机是由多个机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多，即使是同一类型的发动机，其具体结构也不尽相同，但不论哪种类型的发动机，其基本结构都是相似的。如图所示，发动机主要由“两大机构、五大系统”组成。“两大机构”指曲柄连杆机构和配气机构；“五大系统”指冷却系统、润滑系统、点火系统、燃料供给系统和启动系统。发动机总体结构一、发动机总体结构1．曲柄连杆机构曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。机体组主要包括气缸体、气缸盖、油底壳、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等零部件。曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮、皮带轮、正时齿轮等零部件。曲柄连杆机构机体一、发动机总体结构2．配气机构配气机构由气门组和气门传动组等组成，如图所示。气门组主要包括气门（进气门、排气门）、气门弹簧、气门座、气门导管等零部件。气门传动组包括凸轮轴、正时带轮（或齿轮、链轮）、正时皮带（或正时链条）、气门挺柱等零部件。配气机构的功用是按照发动机各缸的工作循环和做功次序，定时地将气缸的进、排气门开启和关闭，以便使新鲜的可燃性混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，废气及时排出。发动机工作过程中，凸轮轴正时带轮在正时皮带的驱动下，与曲轴正时带轮按照1∶2的转速比同步旋转，并通过凸轮轴、气门挺柱驱动气门组件，根据凸轮轴上凸轮的不同分布形式，适时、准确地打开和关闭进、排气门，实现气缸内气体顺利换气的目的。配气机构一、发动机总体结构3．冷却系统冷却系统使高温下工作的发动机零部件得到良好的冷却，保证发动机在正常的温度下工作，实现良好的经济性。冷却系统主要由水泵、节温器、散热器、冷却风扇和相关的冷却软管所组成，如图所示。冷却系统的工作过程是在发动机的驱动下，水泵不断地把散热器内的冷却液泵入发动机缸体的冷却水套中，对发动机缸体进行冷却，再让冷却液流入散热器，通过风扇把热量散发到大气中。节温器的作用是控制冷却水的循环流量，以调节发动机在冷车和热车状态下的冷却强度。冷却系统一、发动机总体结构4．润滑系统润滑系统使高速相对运动的发动机内部各种摩擦副能得到有效润滑，降低摩擦力，减少磨损，带走摩擦产生的热量，清洗摩擦表面，延长发动机的寿命。润滑系统主要由集滤器、机油泵、机油滤清器和相关的油道等组成，如图所示。有的发动机润滑系统还有机油冷却器等对机油进行冷却的装置。润滑系统的工作过程是机油泵在发动机的驱动下，将油底壳里面的机油泵出，经过机油滤清器过滤后进入发动机润滑油道中，并通过油道传输到发动机需要润滑的各部件的运动表面进行润滑，最后流回油底壳，有的发动机还让部分机油经过机油冷却器进行冷却，以降低机油的温度，提高机油的使用寿命。润滑系统一、发动机总体结构5．点火系统汽油机是点燃式发动机，点火系统的功用就是在适当的时刻让气缸内火花塞产生电火花，以点燃缸内的可燃混合气，点火系统主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞、点火器和相关高压导线等零部件组成，如图所示。点火系统的工作过程是在点火开关打开状态下，蓄电池的电源通过点火器（点火模块）控制点火线圈初级绕组的导通和截止，使点火线圈内部的次级绕组在线圈互感的作用下产生高电压，经过分电器将高电压传给火花塞，使火花塞产生电火花。点火系统一、发动机总体结构6．燃料供给系统燃油供给系统电控燃油喷射式燃料供给系统由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成，如图所示。其功用是根据发动机的工作状况，配置出适应数量和浓度的可燃混合气并将其送入气缸。一、发动机总体结构启动系统7．启动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使发动机完成进气、压缩、点火、做功的全过程，直到发动机能自行运转。启动系统的功用就是在发动机启动时，给发动机提供一个使之转动的外力。启动系统主要由启动开关、起动机、蓄电池、启动继电器等组成，如图所示。驾驶员转动启动开关使起动机运转，起动机通过飞轮带动发动机曲轴转动，使发动机顺利地启动。二、发动机的分类1．按照所用燃料分类按照所使用燃料的不同，发动机主要可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的发动机称为汽油机；使用柴油为燃料的发动机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点：汽油机转速高，质量小，噪声小，启动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。汽油发动机柴油发动机二、发动机的分类2．按照行程分类发动机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程发动机和二行程发动机。曲轴转两圈，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的发动机称为四行程发动机；而曲轴转一圈，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的发动机称为二行程发动机。汽车发动机广泛使用四行程发动机。四行程发动机二行程发动机二、发动机的分类3．按照冷却方式分类发动机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。水冷式发动机风冷式发动机二、发动机的分类4．按照气缸数目分类发动机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机，如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等。现代轿车多采用四缸、六缸发动机。三缸发动机四缸发动机二、发动机的分类5．按照气缸排列方式分类根据气缸的排列形式，气缸体有直列式、对置式、V形、W形等多种形式，如图1-19所示。直列式气缸体的各个气缸排成一列，一般是垂直布置；对置式气缸体的气缸通常排成两列，两列之间的夹角为180°。V形气缸体的气缸也排成两列，但两列之间的夹角＜180°（一般为60°或90°）。对置式、V形气缸体与气缸数相同的直列式气缸体相比，高度降低，长度缩短，但宽度增大。W形与V形发动机相比可以将发动机做得更短一些，曲轴也可短些，这样就能节省发动机所占的空间，同时质量也可小些，但它的宽度更大，使得发动机室更满。（a）直列式（b）V形（c）对置式（d）W形气缸排列方式二、发动机的分类自然进气发动机6．按照进气系统是否采用增压方式分类发动机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压式）发动机。早期汽油机常采用自然吸气式，现阶段增压式发动机得到了越来越广泛的应用。强制进气发动机三、发动机的常用术语及其含义汽车发动机的常用术语及其含义如表所示。发动机的常用术语及其含义术

语含 义工作循环由进气、压缩、做功和排气四个工作过程组成的封闭过程上止点活塞顶在气缸内所能到达的最高位置叫上止点，这一位置也是活塞顶距离曲轴中心线最远的位置下止点活塞顶在气缸内所能到达的最低位置叫下止点，这一位置也是活塞顶距曲轴中心线最近的位置活塞行程S活塞从上止点到下止点或从下止点到上止点的距离叫活塞行程曲柄半径R曲柄半径是指与连杆大端相连的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。显然，曲轴每转一周，活塞移动两个行程，即S＝2R气缸工作容积Vh在同一只气缸内，活塞从上止点到下止点或从下止点到上止点所留出的容积，叫气缸工作容积燃烧室容积Vc活塞顶上方的空间叫燃烧室，燃烧室的容积被称为燃烧室容积三、发动机的常用术语及其含义续表发动机气缸总容积活塞位于下止点时活塞顶上方的全部空间叫气缸总容积，气缸总容积等于燃烧室容积与气缸工作容积之和，即Va＝Vc＋Vh内燃机排量VL内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量发动机工作容积同一台发动机的全部气缸工作容积的总和叫发动机工作容积，发动机工作容积又被称为发动机排量压缩比ε气缸总容积与燃烧室容积的比值叫压缩比，压缩比表示气缸内气体被压缩后缩小的倍数，压缩比＝气缸总容积／燃烧室容积。适当提高发动机的压缩比，可以收到提高发动机的经济性和动力性的效果。在一般情况下，汽油发动机的压缩比是8～10，柴油发动机的压缩比是18～23工况内燃机在某一时刻的运行状况简称工况负荷率内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率四、发动机的基本工作原理（a）进气行程 （b）压缩行程 （c）做功行程（d）排气行程图

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单缸四行程汽油发动机工作原理1．四行程汽油发动机的工作原理四行程发动机是指活塞在气缸内往复四个行程完成一个工作循环的发动机，每个工作循环中活塞的四个行程分别为进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。在此工作循环中，发动机的曲轴旋转两周，进、排气门各开闭一次。四、发动机的基本工作原理（1）进气行程。进气行程活塞从上止点向下止点运动，排气门关闭，进气门打开。进气过程开始，活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气和汽油的混合气体通过进气门进入气缸，在气缸内进一步形成混合气。四、发动机的基本工作原理（2）压缩行程。压缩行程曲轴继续旋转，

活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时，压缩行程结束。四、发动机的基本工作原理做功行程（3）做功行程。当活塞位于压缩行程接近上止点位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热，使气缸内气体温度和压力急剧升高，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆、曲柄使曲轴旋转并输出机械功。四、发动机的基本工作原理（4）排气行程。排气行程当做功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。四、发动机的基本工作原理四行程柴油机工作原理2．四行程柴油机的工作原理四行程柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环，活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四行程柴油机。但由于柴油机使用的燃料是柴油，柴油黏度大，不易蒸发，自燃温度低，故柴油机可燃混合气的着火方式是压燃式。四、发动机的基本工作原理柴油发动机与汽油发动机比较四行程柴油机在进气行程和压缩行程中，气缸里都是纯空气，而不是可燃混合气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。如表所示为柴油发动机与汽油发动机的比较。性

能汽油发动机柴油发动机着火方式点燃压燃燃油消耗高低热效率30%左右40%左右工作平稳性柔和粗暴发动机转速高（4

000~6

000

r/min）低（2

500~3

000

r/min）启动性容易启动难启动制造、维修成本低高质量小大使用寿命短长排放CO、HC含量高，NOx、黑烟含量高CO、HC含量高，NOx、黑烟含量低一、发动机拆装与检修安全操作规程发动机拆装与检修安全操作规程如下所示。作业安全防护措施发动机拆装与检修作业安全防护措施应遵循以下几点：①在维修车间内应始终戴防护眼镜、防护面罩、防护手套，穿防护服，遇到强噪声应戴耳塞或护耳罩，如图所示。②车间内不要穿运动鞋和轻便鞋，要穿能充分保护脚的靴或鞋；最好穿带钢质脚趾盖的结实的工作靴。所穿的鞋必须能抵挡落下的重物、飞溅的火星和腐蚀性的液体，鞋底应能抵挡尖锐物的刺扎。汽车拆装与检修作业中的安全防护用具一、发动机拆装与检修安全操作规程作业安全防护措施③维修汽车时不要戴手表、珠宝或戒指。这些物品可能使某个电接头与地线接触而打火，引发严重的烧伤；珠宝饰物可能刮在某物上，引起伤痛。④要穿干净的工作服，不要穿浸了油和宽松的工作服。戴好工作帽，不留长发。因为宽松的衣服和长发容易卷进旋转部件中。⑤在多尘环境中工作时，应戴呼吸器，以保护肺脏一、发动机拆装与检修安全操作规程车间安全规范发动机拆装与检修车间安全规范应遵循以下几点：①确保拆装与检修的场地通风良好，工作地区的光线要充足。保持检修场地的整洁、干净，收拾好散乱的工具和零部件，一定要保持工作台清洁，不要把旧零件等重东西堆放在工作台上。②不要在场地内奔跑或喧闹；在场地内工作时不要吸烟。如果车间有指定的吸烟区，只许在指定区域内吸烟，不要在顾客的车内吸烟，因为不吸烟者不愿意在自己的汽车内有烟味。另外，香烟或打火机发出的火星能点着工作场所中的易燃物。③在场地内工作时，绝对不能服用麻醉药品和饮酒。因为少量的麻醉药品或酒精，也能影响大脑的反应速度，在紧急情况下，大脑反应慢很可能导致人身伤害。④手、头发和工具要远离运转的发动机上的风扇叶片和传动带等转动部件，因为这些转动部件随时可能开始转动。⑤喷气软管要始终处于完好状态，不要让空气喷枪喷出的高压空气正对着人体，因为高压空气可能透过皮肤并进入血液中，严重影响健康，甚至有生命危险。一、发动机拆装与检修安全操作规程车间安全规范⑥用适当的安全容器把机油、燃油、制动液及其他液体收存好。把诸如汽油、油漆和油抹布之类的易燃物料，存放在经认可的安全容器内。⑦只用经认可的清洗剂和设备清洗零部件，尽量不要用汽油；用经认可的安全容器存放汽油。汽油箱从汽车上拆下后，不要在地面上拖拉。⑧熟悉车间内所有灭火器的位置及使用方法。要熟悉各种类型的火源及灭火器，要知道灭不同类型的火源，用不同类型的灭火器。⑨遵循汽车制造厂家提出的维修程序。操作仪器设备时一定要按照生产厂家推荐的步骤。只有当熟悉了正确的操作步骤时，才能操作仪器设备。⑩严格遵守安全用电规程，场地内需要临时布置电源线路时，必须按照正确的操作规程进行施工，工作灯照明用电的电压不得高于36V一、发动机拆装与检修安全操作规程作业安全操作规范发动机拆装与检修作业安全操作规范应遵循以下几点：①发动机拆卸前必须放出冷却液、机油，释放燃油压力。②发动机的拆卸必须在完全冷却的状态下进行，以免机件变形。③发动机起吊时必须连接牢固，以确保起吊安全性。④使用千斤顶等举升机具时，必须确保支撑点的正确无误，并使支撑稳固可靠，否则不能进入车下操作。⑤吊装发动机等总成时，必须由专人负责指挥，操作过程中不可将手脚伸入易被挤压的部位，以免发生危险。一、发动机拆装与检修安全操作规程作业安全操作规范⑥汽车总成解体时，应使用专用工具、机具，按照分解顺序进行；对较难拆卸的零件，必须采用合理有效的方法，不能违反操作规程。⑦对于螺纹连接件的拆卸，应选用合适的专用工具、套筒扳手、梅花扳手或呆扳手，不可使用活扳手或手钳，以免损伤螺母或螺栓头的棱角。⑧对重要件的拆卸工作，首先要熟悉其结构，并按照合理的工艺规程进行。⑨拆卸蓄电池接线柱的引线时，应拉动接头本体，以免损坏引线。⑩在任何零件的加工面上锤击时，都必须垫以软金属或垫棒，不可用锤子直接敲打。⑬螺栓、螺柱如有变形不可再用；螺纹断牙、滑牙不可修复时，都应更换。一次性螺栓拆卸后不可再用。⑭使用手电钻、台钻、砂轮机、空气压缩机等机具时，必须严格遵守有关安全操作规程，防止发生事故。⑮装配时，应注意以下几个方面：一、发动机拆装与检修安全操作规程必须明确配合性质和要求，掌握配合的技术标准。对过盈配合和间隙配合的零件，应严格按照规定的装配工艺进行装合，如冷压、热装、预润滑等工艺要求。严格按照规定的拧紧力矩和拧紧顺序进行螺纹连接件的紧固。例如，连杆螺栓、主轴承螺栓、缸盖螺栓等重要螺栓，生产厂对全车各个螺纹连接件都有规定的拧紧力矩，螺栓组必须分次交叉均匀拧紧，缸盖螺栓应从中央到四周按对角线分次交叉均匀拧紧等。止动零件应牢固可靠。螺栓、螺母、锁片、开口销、锁丝等凡是一次性使用的零件，都不能重复用；钢丝穿过螺栓头上的孔，锁距近似为垫片厚度的2倍；成对的固定螺栓可在头上的每面钻上通孔，可拧紧使用。锁片的制动爪和倒边应分别插入轴槽和贴近螺母边缘；弹簧垫圈的内径要与螺栓直径相符，间距近似为垫片厚度的2倍；对于成对成组的固定螺栓可在螺栓头上的每一个面钻上通孔，当拧紧后，用钢丝穿过螺栓头上的孔，使其互相连锁。一、发动机拆装与检修安全操作规程密封部分应防止“三漏”，即漏油、漏气和漏水。一般三漏的原因是装配工艺不符合要求，或密封件磨损、变形、老化、腐蚀所致。密封的质量往往与密封材料的选用、预紧程度、装配位置有关。凡是一次性使用的密封件，一经拆卸必须更换。高速往复运动和高速回转运动的主要零件，要注意分组质量相等和动平衡，以免造成运行时的剧烈振动。如曲轴的配重不能互换，各缸活塞、活塞连杆组的质量差不能大于允许值等。对于出厂前已涂有密封、紧固胶的零件，在重新安装时必须除净残胶、油污，涂上所规定的新密封紧固胶加以密封或紧固。一、发动机拆装与检修安全操作规程在拆开真空管时，必须在其端头做出位置标签，以保证安装的准确性，如图所示，在脱开真空软管时，只能拉动软管的端头，不允许拉软管的中部。在拆卸线束连接器时，只能用手握住连接器拉开，不允许拽动线束，如图所示。i．在拆卸维修转向盘上的零部件及线路时，应注意气囊的安全性，防止误爆。j．注意防止漏电、失火，会熟练使用灭火器等标出管子安装记号拉开插座时应牵拉插座一、发动机拆装与检修安全操作规程启动发动机时的安全规则启动发动机时的安全规则应遵循以下几点：①启动发动机前应首先检查油底壳内的机油是否足够，散热器内的冷却液是否加满，换挡杆是否在空挡位置，拉紧手制动器，并与周围的人打个招呼，方可启动发动机。②每一台被调整试验的发动机，均应有良好的启动性。在用手摇柄启动发动机时，所有手指应在手摇柄的一侧，自下而上摇动，以免点火时间过早曲轴反转伤了自己。③在车间内启动发动机进行检查调整时，应打开门窗使空气畅通，必要时将排气管接出室外。④在发动机运转时进行工作，应防止被风扇打伤和被排气管灼伤。⑤发动机启动后，应及时注意各仪表、指示灯的工作情况是否正常，并检查有无异常声响和其他异常。⑥当柴油机调速器失灵时，应立即切断油路或气路，以免发生“飞车事故”一、发动机拆装与检修安全操作规程车底下工作时的安全规则车底下工作时的安全规则应遵循以下几点：①在进行修理的汽车上，应挂上“正在修理请勿转动发动机”的牌子；拉紧驻车制动器，或用三角木块楔住车轮。②在车底下工作时，不要躺在地上，应尽量使用卧板。③用千斤顶顶车时，应意千斤顶顶车的部位，各种车型均有各自的要求，如图所示。千斤顶应放置平稳，架车前，应先找好安全支架（如架车凳等），禁止使用砖头、石头、碎木块，以及其他容易破碎、滑动的物体架车。④凡用千斤顶顶起并已卸下车轮的汽车，必须再用架车工具把车架好。否则，不许在其车上或车下工作。⑤用千斤顶使车轮放下时，打开千斤顶开关要稳要慢，并注意不要压伤自己和他人。⑥在装配总成时，不准采用不正确的操作方法（如用手试探螺孔、销孔等，以免轧断手指）。⑦当试验发动机时，不得在车下工作汽车顶举举升点和安全支架支撑点二、拆装工具选用及要求开口扳手（1）扳手类工具。扳手用以紧固或拆卸带有棱边的螺母和螺栓，常用的扳手有开口扳手、梅花扳手、套筒扳手、扭力扳手、可调节扳手（活动扳手）等。①开口扳手，如图所示。开口扳手用于紧固或拆卸一般规格的螺母和螺栓，这种扳手可以直接插入或套入，使用较方便，但是不宜在较小的空间使用，并且不可用于拧紧力矩较大的螺栓或螺母，使用时易滑脱。二、拆装工具选用及要求梅花扳手②梅花扳手，如图所示。梅花扳手由于完全包住了螺栓或螺母的顶部，比普通扳手易于使用。同时它的手柄比普通扳手的手柄长，可以获得更大的扭矩。这种扳手扳转力大，工作可靠，不易滑脱，携带方便，适用于触转空间狭小的场合。二、拆装工具选用及要求套筒扳手③套筒扳手，如图所示。套筒扳手是拆卸螺栓最方便，灵活且安全的工具。使用套筒扳手不易损坏螺母的棱角。特别适用于旋转部位很狭小或隐蔽于较深处的六角螺母或螺栓。二、拆装工具选用及要求扭力扳手④扭力扳手，如图所示。扭力扳手主要用于有规定扭矩值的螺栓和螺母的装配，如气缸盖、连杆、曲轴主轴承等处的螺栓。二、拆装工具选用及要求可调扳手⑤可调扳手（活动扳手），如图所示。可调扳手根据螺栓或螺母的尺寸，通过转动调整螺钉来移动可调爪，可调扳手的开口宽度可变宽或收窄。二、拆装工具选用及要求组合钳（2）钳子类工具。钳子类工具可分为通用钳子和专用钳子两种类型。通用类钳子用于夹持、弯曲、扭转和切断物体等，而专用类钳子用于安装、拆卸活塞环或卡环。①组合钳（又称鱼口钳），如图1-37所示。鱼口钳开口有大小两种调节方式。它可用于各种工作。钳爪底部可以切断电线一类的物体。但不要使用钳子松开或拧紧螺栓、螺母，否则可能将螺栓或螺母的边咬掉。二、拆装工具选用及要求尖嘴钳②尖嘴钳，如图所示。尖嘴钳的端部细长，它用于组合钳无法使用的狭窄地方或在孔中夹持销子之类的物体。尖嘴钳的头部夹口用来夹持细小零件，但夹紧的力不能过大，否则会使夹口变成喇叭形。尖嘴钳后部的刀口是用来切断电线或拨开电线的表皮。偏口钳③偏口钳，如图所示。偏口钳用于切断电线，剥除电线的绝缘层和剥除开口销之类的物体。不要用偏口钳切断硬物体，以免损伤钳口。二、拆装工具选用及要求克丝钳④克丝钳，如图1-40所示。克丝钳又称老虎钳，用途广泛，可切断电线、夹持物体或弯曲工件。大力钳⑤大力钳，如图1-41所示。大力钳又称管钳子，用于夹紧力矩较大的地方。大力钳能够轻松拆卸损坏的螺栓或卡住的螺母。二、拆装工具选用及要求轴用卡簧钳穴用卡簧钳⑥卡簧钳，如图所示。卡簧钳用于拆卸或安装卡簧，主要有轴用、穴用两类。二、拆装工具选用及要求一字螺丝刀十字螺丝刀（3）螺钉旋具类工具。螺钉旋具又称起子、旋凿或螺丝刀。使用时是利用旋转压力紧固或拆卸带有槽口的螺钉。常用的螺钉旋具有一字形和十字形两种。一字形螺钉旋具是紧固或拆卸一字槽螺钉的，而十字形螺钉旋具是紧固或拆卸十字槽螺钉的。二、拆装工具选用及要求手锤（4）手锤。手锤又称榔头，由锤头和木柄组成。通过敲击拆卸和安装零件，如图所示。二、拆装工具选用及要求游标卡尺结构（5）常用量具。①游标卡尺，如图所示。游标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具。游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。二、拆装工具选用及要求螺旋测微仪②螺旋测微仪，如图所示。螺旋测微仪又称千分尺，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测量长度可以准确到0.01

mm，测量范围为几个厘米。螺旋测微仪的读数机构由固定套筒和活动套筒组成。固定套筒在轴线方向上刻有一条中线，中线的上、下各刻一排刻线，刻线每一格间距均为

1

mm，上、下刻线相互错开0.5mm；在活动套筒左端圆周上有50等分的刻度线。因测量螺杆的螺距为0.5

mm，即螺杆每转一周，轴向移动0.5

mm，故活动套筒上每一小格的读数值为

0.5÷50=0.01

mm。二、拆装工具选用及要求量缸表③量缸表，如图所示。量缸表也叫内径百分表，是利用百分表制成的测量仪器，也是用于测量孔径的比较性测量工具。在汽车维修中，量缸表通常用于测量气缸的磨损量及内径。量缸表主要包括百分表、表杆、替换杆件和替换杆件紧固螺钉等。本章结束谢谢观看《汽车发动机构造与维修》项目二曲柄连杆机构�01认识曲柄连杆机构02曲柄连杆机构的拆装03曲柄连杆机构的检测与维修认识曲柄连杆机构一、曲柄连杆机构的功用与组成曲柄连杆机构主要由三部分组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组，如图所示。①机体组由气缸盖、气缸垫、气缸体及油底壳等组成——不动件；②活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等部件组成；③曲轴飞轮组由曲轴、飞轮以及其他具有不同作用的零件和附件组成。曲柄连杆机构组成运动件一、曲柄连杆机构的功用与组成曲柄连杆机构的功用是把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，对外输出机械能。它将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，如图所示。机体组的功用：发动机骨架，是安装各机构系统的基础。活塞连杆组、曲轴飞轮组的功用：属于主要工作机构，实现能量、运动转换。曲柄连杆机构功用二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（一）机体组1．机体组与部件机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零件的装配基体。它主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖及油底壳组成。机体组组成二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（1）气缸体、气缸盖。气缸体上部为活塞在其中运动做导向的圆柱形空腔称为气缸，气缸体下部包围着曲轴的部分为曲轴箱。气缸的工作条件十分恶劣，承受着较大的机械负荷和较复杂的热负荷，所以要求气缸体具有良好的耐磨损、耐高温、耐高压、耐高速和耐化学腐蚀性能。根据其工作条件和结构特点，气缸体一般采用灰铸铁、球墨铸铁和合金铸铁制成，有些发动机为了减轻质量，采用铝合金制成。部分大、中型发动机为了降低成本，在发动机内镶有气缸套。气缸套有干式和湿式两种。气缸套的结构二、曲柄连杆机构的构造和工作情况曲轴箱的主要功用是保护和安装曲轴，也可用于安装发动机附件。为安装曲轴，在曲轴箱内加工有若干个同心的主轴承座孔。曲轴箱有三种结构形式。气缸体下平面与曲轴中心线平齐的为平分式曲轴箱，此结构形式便于加工，但刚度小，与油底壳接合面密封较困难，多用于中小型发动机上。（a）平分式 （b）龙门式 （c）隧道式曲轴箱的结构形式二、曲柄连杆机构的构造和工作情况气缸盖与气缸体接合平面上的凹坑是燃烧室的组成部分。气缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，火花塞安装孔，凸轮轴轴承孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道、火花塞、凸轮轴等，如图2-6所示。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比。近年来，铝合金气缸盖被广泛采用。（a）气缸盖上面（b）气缸盖下面曲轴箱的结构形式二、曲柄连杆机构的构造和工作情况气缸垫（1）气缸垫。气缸垫（见图）的作用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏液和漏油。①气缸垫结构。气缸垫安装在气缸盖和气缸体中间，安装时要定向安装，如图所示。气缸垫通常是一次性使用。②气缸垫分类。因接触高温高压燃气，在使用中易被烧蚀，故气缸垫必须能够耐热、耐腐蚀，还必须具有足够的强度和弹性。目前应用较多的气缸垫主要有两种，即金属-石棉气缸垫和纯金属气缸垫。气缸垫安装位置及结构二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（3）油底壳。油底壳是位于发动机下部封储曲轴箱密油槽的外壳。油底壳多由薄钢板冲压而成，形状较为复杂的一般采用铸铁或铝合金浇铸成型。其内部装有稳油挡板，以避免颠簸造成的油面振荡激溅，有利于润滑油杂质的沉淀，侧面装有量油尺，用来检查油量。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞，如图所示。油底壳安装位置及结构二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（a）气缸体翘曲 （b）气缸套裂纹气缸体的损坏形式2．机体组各部件损坏原因分析发动机机体组主要损坏形式有气缸体及气缸盖裂纹、各接合面的翘曲变形或其他部件的变形、气缸磨损、气缸垫烧蚀击穿等（见图）。所有这些损坏都会影响发动机的技术性能指标、工作可靠性和耐久性。因此在修理过程中应认真检验，发现问题及时解决。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（1）气缸体、气缸盖裂纹原因分析。气缸体与气缸盖常因工作温度不均匀，导致热应力产生，在结构薄弱环节因刚度不足而产生破裂，或在交变和脉动应力作用下导致疲劳裂纹的出现。发动机过热时，突然添加冷却液，或者因冲击、撞击、过度拧紧或对中不好而导致零件变形等不规范操作，使缸体、缸盖产生裂纹甚至断裂。（2）气缸体、气缸盖平面变形原因分析。气缸体与气缸盖在发动机工作过程中，往往产生变形，从而破坏了零件的几何形状，使配合表面的相对位置偏差增加。变形超过允许限度时，将会引起漏水、窜气、冲毁气缸衬垫等故障。气缸体、气缸盖产生变形的原因主要有以下几方面。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况①在制造时进行的时效处理不足，零件内应力较大。在高温条件下工作时，内应力重新分配，达到新的平衡，使零件产生过大的翘曲变形，破坏各部位之间的位置精度，因此换装新的零配件，效果也是很不理想的。②由于装配、维修过程中，不按工艺规程操作，气缸盖螺栓紧固扭力不均匀，不按规定顺序装卸缸盖螺栓而引起缸盖变形，或装配过程中缸盖螺栓的拧紧力矩过大，使螺孔四周因受螺栓拉力作用而凸起。③在高温下拆卸缸盖，使缸盖发生拱曲，或缸体、缸盖因裂纹损伤而采用热焊补修理法发生受热变形。④由于气缸垫不平引起漏水、漏气，使平面形成腐蚀斑点，或修理工作平面采用环氧树脂浇灌引起不平。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（3）气缸磨损原因分析。发动机工作中，由于活塞在气缸内做往复直线运动，所以会造成气缸的磨损，如图所示。磨损严重时，会导致漏气、窜油，使发动机动力性和经济性下降。导致气缸磨损的原因很多，主要体现在以下方面。气缸磨损二、曲柄连杆机构的构造和工作情况①腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后会生成碳、硫、氮的氧化物，这些氧化物直接与缸壁作用，使气缸壁产生腐蚀，即化学腐蚀。当发动机气缸壁温度较低时，混合气燃烧后生成的水蒸汽会在气缸壁上凝聚成水珠，水珠溶解废气中的腐蚀性气体而生成碳酸、硫酸、蚁酸等腐蚀性物质，这些腐蚀性物质附在气缸壁上，使气缸壁产生腐蚀，即微电池化学腐蚀，使其组织结构松散，当活塞在气缸内运动时，在活塞环的作用下金属腐蚀产物被刮下来，从而造成腐蚀磨损，腐蚀越严重，磨损越厉害。腐蚀磨损的强度取决于气缸壁的温度。如一缸前壁与六缸后壁冷却效率较强，所以这些部位的腐蚀磨损就严重。进气道对面的气缸壁经常受到混合气的冲刷，既破坏油膜的形成，又使该部位冷却效率较高，因此该部位的腐蚀磨损就严重。发动机冷启动时，气缸的磨损很大，其磨损量占气缸总磨损的45%～60%。但在温度过高时，由于润滑油黏度低，油膜难于形成，不仅机械磨损加剧，高温氧化腐蚀磨损也会剧增，所以温度过高也会造成气缸壁的严重磨损。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况②机械磨损。机械磨损属于正常磨损，它主要是由于润滑不良和气体压力等原因造成的。机械磨损的最大部位发生在活塞位于上止点时，第一道环的顶边上。a.润滑不良的影响。气缸是靠润滑油的飞溅润滑的。气缸上部供油条件较差，又邻近燃烧室，受到高温的作用，润滑油变稀，甚至有可能被烧掉。同时可燃混合气进入气缸时，混合气中所含的小油滴对气缸上部（尤其是进气道对面）的冲刷严重。所有这些因素都造成了气缸上部润滑不良，难以形成润滑油膜，容易产生边界摩擦或干摩擦，使磨损加剧。b.气体压力造成的影响。发动机工作时，活塞环在自身弹力和气体压力作用下，压紧在气缸壁上。当活塞在气缸中往复运动时，活塞环与气缸壁发生相对摩擦而磨损。活塞环作用在气缸壁上的压力越大，润滑油膜的形成越困难，气缸与活塞环的磨损就越严重。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况c.磨料磨损。润滑油中含有未滤清的金属屑微粒，它来自发动机本身的磨损产物，燃烧产物的固态颗粒和来自外部空气的尘土，这些磨料随润滑油飞溅到气缸表面，并与气缸和活塞（环）摩擦而产生磨损。磨料对气缸磨损的影响与磨料粒子的大小、数量和硬度有极大的关系。润滑油越脏，含有的磨料越多，引起的磨损就越严重。硬度高的磨料在气缸内表面产生平行于气缸轴线的拉痕，个别粗大的磨料附在活塞表面并随活塞不断地上下运动，会对缸壁产生明显的拉伤，俗称“拉缸”。d.黏着磨损。在发动机冷却不良、润滑不足及长时间大负荷工作的情况下，气缸摩擦处有极微小凸起与金属面直接接触，形成局部高温，使其熔融黏着、脱落，逐渐扩展为黏着磨损。这种磨损一旦发生，气缸的工作面会遭到严重的破坏，甚至报废。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况气缸垫烧蚀击穿原因主要是气缸盖和气缸体平面不平、气缸盖螺栓拧紧力矩不足、气缸垫质量不好等。气缸垫烧蚀击穿部位一般在水道孔或燃烧室孔周围，会导致发动机漏气或冷却水进入润滑油中，损坏的气缸垫只能更换，不需修理。（4）气缸垫烧蚀击穿原因分析。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（二）活塞连杆组1．活塞连杆组组成活塞连杆组主要由活塞、气环、油环、活塞销、连杆、连杆轴承等组 活塞连杆组组成成（见）。活塞连杆组组成和安装位置二、曲柄连杆机构的构造和工作情况3．活塞结构活塞可分为三部分：活塞顶部、活塞头部和活塞裙部，如图所示。（1）活塞顶部。活塞顶部的形状则取决于燃烧室的形式。活塞顶部的形状主要有平顶、凸顶和凹顶三种，如图所示。汽油机活塞顶部多采用平顶活塞，其优点是吸热面积小，制造工艺简单，燃烧室结构紧凑。有些汽油机为了改善混合气形成和燃烧而采用凹顶活塞，凹坑的大小还可以用来调节发动机的压缩比。凸顶活塞主要用于二冲程汽油机。活塞结构（a）平顶（c）凸顶（b）凹顶活塞顶部形状二、曲柄连杆机构的构造和工作情况2．活塞功用活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此压力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转。同时，活塞顶部还与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室。由于活塞顶部直接与高温、具有一定腐蚀性的燃气相接触并受到高速运动、周期变化的气体压力和惯性力作用，且润滑条件、散热条件都差，因此活塞的工作条件是极为恶劣的，对于活塞的制造以及工艺也提出了相应的要求：①制造必须有较高的精度，以保证活塞与气缸壁之间有较小的摩擦因数。②材料必须有较小的质量，以降低惯性。③有足够的强度和刚度，特别是活塞环槽区域内要有较大的强度，防止活塞环损坏。④活塞顶部耐热、裙部有一定弹性。⑤良好的导热性能及合理的热膨胀性，以便有合理的安装间隙。⑥一定的耐磨性能，以防止周期性运动带来的过度磨损。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（2）活塞头部。活塞头部是指活塞环槽以上的部分，主要用来安装活塞环，以实现气缸的密封。活塞头部加工有安装活塞环的环槽，一般有3～4道环槽，最下面一道环槽安装油环，其他环槽安装气环。油环环槽底部一般加工有回油孔，以便使气缸壁上多余的润滑油通过活塞内腔流回曲轴箱。有些油环环槽的底部有一条较窄的槽，除回油作用外，还有减少活塞头部向裙部传递热量的作用，所以称为隔热槽。有些活塞的隔热槽设在活塞裙部。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（3）活塞裙部。活塞环槽以下的部分称活塞裙部，为活塞的往复运动起导向作用。活塞裙部常见形式有桶式、开槽式、拖板式等，如图所示。（a）桶式裙部（c）拖板式裙部（b）开槽式裙部活塞裙部的常见形式二、曲柄连杆机构的构造和工作情况发动机工作时，由于气体压力和活塞销座处金属较多，活塞裙部沿活塞销轴线方向膨胀量较大，所以在常温下，活塞裙部截面形状呈椭圆形，椭圆形长轴垂直于活塞销方向，其目的是保证在热态下活塞与气缸的配合间隙均匀。此外，发动机工作中，由于活塞的温度从上到下逐渐降低，膨胀量逐渐减小，所以在常温下，活塞裙部直径上小下大，如图所示。活塞裙部截面形状图常温下活塞裙部直径上小下大二、曲柄连杆机构的构造和工作情况有些活塞裙部除设有隔热槽外，还设有膨胀槽，如图所示。膨胀槽可使活塞裙部具有一定弹性，在低温时与气缸的配合间隙较小，且高温时又不致在气缸中卡死。膨胀槽必须斜切，不能与活塞轴线平行，以防气缸磨损不均匀。为防止切槽处裂损，在隔热槽和膨胀槽的端部都必须加工止裂孔。活塞裙部开槽会降低其强度和刚度，一般只适用于负荷较小的发动机。活塞膨胀槽和隔热槽二、曲柄连杆机构的构造和工作情况为限制活塞裙部的膨胀量，有些活塞在销座中镶铸有膨胀系数较低的恒范钢片，如图所示。拖板式活塞的裙部下端沿销座轴线方向去掉一部分，这种结构是在行程较小的发动机上为防止活塞与曲轴上的平衡重相碰而设计的。行程较大的发动机则一般采用全裙式活塞，也称桶式活塞。活塞销座中镶铸的恒范钢片二、曲柄连杆机构的构造和工作情况活塞销座位于活塞裙部的上部，加工有座孔，用于安装活塞销。活塞销座孔轴线通常向活塞中心线左侧（由发动机前方看）偏移1～2

mm，称为活塞销偏置，如图所示。目的是防止活塞在受气体压力较大的压缩上止点换向时，撞击气缸壁而产生“敲缸”。活塞销偏置工作原理是活塞在压缩上止点，由右侧与气缸壁接触向左侧与气缸壁接触过渡时，由于活塞销偏置使活塞倾斜，左侧下端先与气缸壁接触，随着做功行程活塞向下止点移动，活塞承受向左的侧向力增大，活塞左侧上端逐渐靠向气缸壁，从而减轻了活塞换向时对气缸壁的撞击。（4）活塞销座。活塞销偏置二、曲柄连杆机构的构造和工作情况4．活塞环活塞环是中间断开的弹性金属环，它包括气环和油环两种。活塞上部安装气环，下部安装油环。活塞环装在活塞上时，环的开口相互错开，以卡罗拉汽车为例，三道环之间相互错开

120°，如图所示。活塞环二、曲柄连杆机构的构造和工作情况活塞环工作时受到气缸中气体的高温高压作用，温度较高，而且在气缸中高速运动，加上机油高温变质，润滑条件变坏，其磨损严重。活塞环磨损失效后，发动机出现启动困难、功率不足、曲轴箱压力升高、机油损耗量大、排气冒黑烟，活塞表面积碳严重。根据活塞的功用和工作条件，要求活塞的材料应有耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧性和足够的强度等。目前广泛采用的活塞环材料是优质灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁。由于第一道气环的工作条件最恶劣，一般其工作表面镀有多孔铬，多孔铬的硬度高，能储存少量的机油。其他活塞环一般镀锡或磷化，以改善磨合性能。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况活塞环装在环槽内应处于浮动状态，以保证与气缸壁密封接合。因此，活塞环的上下侧与环槽留有间隙，环与槽底留有间隙，在环的开口端也留有间隙，否则，活塞环受热膨胀会卡死在环槽内，拉坏气缸。活塞环上切有一个开口，称活塞环开口。活塞环开口不仅便于活塞环拆装，而且可以使活塞环直径略大于气缸直径，靠其弹性在缸内压紧气缸壁，以加强密封性。a.活塞环端隙。活塞环端隙Δ1就是活塞环装入气缸后，活塞环两端头的开口间隙，如图2-22所示。b.活塞环侧隙。活塞环侧隙Δ2就是活塞环与活塞环槽上下方向上的间隙。c.活塞环背隙。活塞环背隙Δ3就是活塞环安装到活塞上放入气缸后，活塞环内圆面与环槽底之间的间隙。塞环配合间隙二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（1）气环。气环用于保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁，起到导热作用，如图所示。气环功用二、曲柄连杆机构的构造和工作情况①气环密封原理。第一密封面的建立。气环在自由状态下，环外径大于气缸直径，装配后在弹力作用下与气缸壁压紧，形成第一密封面。第二密封面的建立。活塞环在运动时产生惯性力，与气缸壁间产生摩擦力，侧隙有气体压力，在这三个力的共同作用下，活塞环在环槽的上侧或下侧，形成第二道密封面。气环的第二次密封。窜入背隙和侧隙的气体，使环对气缸壁和环槽进一步压紧，加强第一、第二密封面的密封。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况②气环的泵油作用。当活塞下行时，由于矩形环与缸壁之间的摩擦力以及环本身的惯性力，活塞环将紧贴在环槽的上岸，此时缸壁上刮下的润滑油充满了下边隙和背隙，如图所示。当活塞上行，活塞环在摩擦力和惯性力的作用下，又紧贴在环槽下岸，挤压下边隙的润滑油从背隙、上边隙流向燃烧室，如此不断反复，缸壁上的润滑油将源源不断地泵入燃烧室，这使得发动机润滑油消耗异常。矩形环泵油原理二、曲柄连杆机构的构造和工作情况③气环的断面形状。为了加强密封，加速磨合，减少泵油作用以及改善润滑，除了合理采用材料和加工工艺外，在结构上还采用了不同断面形状。气环按其断面形状主要有矩形环、锥形环、梯形环、桶形环、扭曲环，如图所示。其中扭曲环又分为内切口和外切口两种，内切口扭曲环的切口在其内圆上边，而外切口扭曲环则在其外圆下边。（b）锥形环

（c）内切口扭曲环

（d）外切口扭曲环

（e）梯形环 （f）桶形环气环断面形状（b）矩形环二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（2）油环。油环在活塞下行时，刮除气缸壁上多余的机油；在活塞上行时，将机油均匀涂布在气缸壁上，如图所示。这样既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸壁的磨损与摩擦阻力。油环功用二、曲柄连杆机构的构造和工作情况活塞销纵截面形状5．活塞销（1）活塞销的功用及材料。①活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。②活塞销一般用低碳钢制成，先经过表面渗碳处理，以保证心部具有一定的抗冲击能力和韧性，再进行精磨和抛光处理。另外，活塞销为空心管状结构，外表面为圆柱形，内孔形状有圆柱形、截锥形和组合形，如图所示。圆柱形孔容易加工，但其活塞销的质量较大。截锥形孔则加工较复杂，但有利于减小活塞销的质量。组合形孔的活塞销性能介于二者之间。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（2）活塞销的工作要求及连接方式。①活塞销的工作要求。活塞销在高温下周期性地承受很大的冲击载荷，其本身又做接转运动，而且在润滑条件很差的情况下工作。因此，要求活塞销具有足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，质量轻。②活塞销的连接方式。活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接配合有两种方式，一种是“全浮式”安装，另一种是“半浮式”安装，如图所示。全浮式活塞销的连接方式半浮式活塞销的连接方式二、曲柄连杆机构的构造和工作情况6．连杆（1）连杆的功用。连杆的功用是连接活塞与曲轴。连杆小头通过活塞销与活塞相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。（2）连杆工作要求及材料。连杆工作时，承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用，而这些力的大连杆功能小和方向都是周期性变化的，因此连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高，刚度大，质量轻。连杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻、辊锻而成，然后经机加工和热处理。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（3）连杆的结构。连杆组件结构主要包括连杆小头、连杆大头（包括连杆盖）和杆身三部分，如图所示。连杆结构二、曲柄连杆机构的构造和工作情况连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。连杆大头的切口形式可以分为平切口和斜切口两种。①平切口式连杆分面与连杆杆身轴线垂直，是汽油机普遍采用的一种形式。这是因为一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气缸直径，可以方便地通过气缸进行拆装，如图2-31所示。连杆大头切口分类二、曲柄连杆机构的构造和工作情况②斜切口式连杆分面与连杆杆身轴线呈30°～60°夹角，是柴油机上使用较多的一种形式。这是因为柴油机压缩比大，受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸往往超过气缸直径。为了使连杆大头能通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口，最常见的是45°夹角，如图所示。斜切口连杆大头的定位方式二、曲柄连杆机构的构造和工作情况连杆大头一般都是对称的，但也有部分发动机（多数是V形发动机）为减小连杆大头的轴向尺寸，采用偏位连杆，如图所示，即连杆大头两端面与连杆杆身中心平面不对称。偏位连杆安装时方向不能装反，V形发动机装在同一连杆轴颈上的连杆应短面相对，直列式发动机偏位连杆的短面应朝向曲轴主轴颈。偏位连杆及其安装二、曲柄连杆机构的构造和工作情况7．连杆螺栓连杆螺栓用于连接连杆大头，是承受着很大冲击性载荷的零件，发生损坏时，会给发动机带来极其严重的后果。因此，其一般采用韧性较高的优质合金钢或者优质碳素钢锻制或者冷墩成型。连杆大头在安装时必须坚固可靠。连杆螺栓必须按照维修手册的规定力矩拧紧。为了使连杆螺栓工作可靠，还采用锁止装置，如防松胶、开口销、双螺母、自锁螺母及螺纹表面镀铜等。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况8．连杆轴承连杆轴承也称连杆轴瓦（俗称小瓦），如图所示，装在连杆大头的孔内，用于保护连杆轴颈及连杆大头。连杆轴瓦包括连杆上瓦和连杆下瓦，安装在连杆和曲轴的连接部位，起耐磨、连接、支撑、传动作用。钢背由厚1～3mm的低碳钢制成，是连杆轴瓦的基体。它既要有足够的强度以承受冲击性载荷，又要有合适的刚度，以便和轴承孔贴合良好。连杆轴瓦的内圆面上浇铸有0.3～0.7

mm厚的减磨合金层，采用的减磨合金主要有白合金、铜铅合金和高锡铝合金。连杆上瓦的内圆柱面上沿周向设置有油槽，油槽部的连杆瓦壁上设置有过油孔。通过在连杆瓦上设置具有合理弧长的油槽，从而保证在发动机工作过程中，机油可以在最恰当的时机和时间段向活塞供油，保证活塞冷却良好，避免气缸磨损损坏；同时其合理的油槽弧长，可保证具有最佳的机油供油量，既能保证可靠冷却，还能避免机油浪费和过多机油对发动机工作的负面影响；同时连杆瓦上设置的定位凸键，使连杆瓦能装配在合理的位置，以使连杆瓦油槽部位避开重负荷受力区，保证工作时连杆瓦磨损小。连杆轴瓦二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（三）曲轴飞轮组曲轴飞轮组是发动机的重要组成部分。它将活塞连杆组的往复直线运动转化为曲轴飞轮组的旋转运动，承受连杆传来的力，并由此产生绕自身轴线的旋转力矩，该力矩通过飞轮输送给底盘传动系统以驱动汽车行驶，曲轴还用来驱动其他机构等，保证工作时连杆瓦磨损小。曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮（或链轮）等组成，如图所示。曲轴飞轮组组成二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（1）曲轴。①曲轴的功用及工作要求。曲轴主要功用是承受连杆传来的力，并由此产生绕自身轴线的旋转力矩，该力矩通过飞轮对外输出；另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构和发电机、水泵、转向油泵、空气压缩机等附件。曲轴是发动机的重要部件之一，要求用强度、抗冲击韧性和耐磨性都比较高的材料制造，一般采用中碳钢（如45钢）或中碳合金钢（如35Mn2、

40Cr等）模锻而成。为了提高曲轴的耐磨性，其轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工，从而达到高的精度和低的表面粗糙度。为了提高曲轴的抗疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，过渡圆角处经滚压处理。工作时，曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（1）曲轴。②曲轴的构造。曲轴一般由前端（自由端）、主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄臂、平衡重和后端动力输出等组成，如图2-36所示。曲轴前端轴用于安装水泵皮带轮、曲轴正时皮带轮（或正时齿轮、正时链轮）、启动爪等，曲轴后端凸缘用于安装飞轮，在后端轴颈与飞轮凸缘之间有挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。曲轴上磨光的表面为轴颈。将曲轴支承在曲轴箱内旋转的轴颈为主轴颈，主轴颈的轴线都在同一直线上。偏离主轴颈轴线用于安装连杆的轴颈为连杆轴颈（或称曲柄销），连杆轴颈之间有一定夹角。连杆轴颈与主轴颈之间加工有润滑油道。曲轴结构二、曲柄连杆机构的构造和工作情况将连杆轴颈和主轴颈连接到一起的部分称曲柄（或称曲柄臂），连杆轴颈和曲柄共同将连杆传来的力转变成曲轴的旋转力矩。轴颈与曲柄之间有过渡圆角，以增加强度，一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。主轴颈、连杆轴颈和轴承上都钻有径向油孔，这些油孔通过斜油道相连。这样机油就可以进入主轴颈和连杆轴颈的工作表面进行润滑。当连杆轴颈上的油孔与连杆大头上的油孔对准时，机油可以从中喷出，对配气机构和气缸壁进行飞溅润滑。平衡重的作用是平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时也平衡活塞连杆组的往复惯性力及其力矩，以使发动机运转平稳。平衡重的数量有4块、6块、8块等。若在曲轴的每个曲柄臂上都装设平衡重则称完全平衡法，若只在部分曲柄臂上装设平衡重则称分段平衡法。完全平衡法的平衡重数量较多，曲轴质量增加，工艺性变差。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况曲轴工作时，要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以及它们产生的扭矩和弯矩的共同作用，为了保证工作可靠，曲轴要有足够的刚度、强度，各工作表面要耐磨，而且润滑良好，还必须满足很高的动静平衡要求。多缸发动机的曲拐的布置因气缸数、气缸排列形式和做功顺序（即点火顺序）而异。多缸发动机连杆轴颈的布置，应尽可能使连续做功的两个气缸距离远，且各缸间隔力求均匀，以保证发动机工作平稳。常见的几种发动机的曲拐布置和工作顺序如下。直列四缸四冲程发动机四个曲拐布置在同一个平面内。从曲轴前端看，一、四曲拐正对，二、三曲拐正对。做功间隔角720°/4=180°。发动机工作顺序有1—3—4—2和1—2—4—3两种。如果工作顺序是1—3—4—2，则其曲拐布置如图所示。直列四缸四冲程发动机曲拐布置二、曲柄连杆机构的构造和工作情况工作顺序如表所示。直列四缸四冲程发动机工作循环（工作顺序为1—3—4—2）曲线转角/（°）第一缸第二缸第三缸第四缸0～180做功排气压缩进气180～360排气进气做功压缩360～540进气压缩排气做功540～720压缩做功进气排气二、曲柄连杆机构的构造和工作情况直列六缸四冲程发动机六个曲拐对称布置于互成120°角的三个平面内。从曲轴前端看，一、六曲拐正对，二、五曲拐正对，三、四曲拐正对。做功间隔角720°/6=120°。发动机工作顺序有1—5—3—6—2—4和1—4—2—6—3—5两种。如果做功顺序是1—5—3—6—2—4，其曲拐布置如图所示，工作顺序如表所示。直列六缸四冲程发动机曲拐布置二、曲柄连杆机构的构造和工作情况直列六缸四冲程发动机工作循环（工作顺序为1—5—3—6—2—4）曲线转角/（°）第一缸第二缸第三缸第四缸第五缸第六缸0～1800～60做功排气进气做功压缩进气60～120压缩排气120～180进气做功180～360180～240排气压缩240～300做功进气300～360压缩排气360～540360～420进气做功420～480排气压缩480～540做功进气540～720540～600压缩排气600～660进气做功660～720压缩压缩二、曲柄连杆机构的构造和工作情况V形八缸发动机四个曲拐可以布置在同一个平面内，也可以布置在两个相互错开90°的平面内。其做功间隔角为720°/8=90°。各缸工作顺序一般为1—8—4—3—6—5—7—2，其曲拐布置如图所示，工作顺序如表所示。V

形八缸发动机曲拐布置二、曲柄连杆机构的构造和工作情况V型八缸发动机工作循环（工作顺序为1—8—4—3—6—5—7—2）曲线转角/（°）第一缸第二缸第三缸第四缸第五缸第六缸第七缸第八缸0～1800～90做功做功进气压缩排气进气排气压缩90～180排气压缩进气做功180～360180～270排气做功压缩进气270～360进气做功压缩排气360～540360～450进气排气做功压缩450～540压缩排气做功进气540～720540～630压缩进气排气做功630～720做功进气排气压缩二、曲柄连杆机构的构造和工作情况在少数发动机上采用组合式曲轴，即将曲轴的各部分分段加工，然后组装成整个曲轴，如图所示。采用组合式曲轴的发动机，一般连杆大头为整体式，主轴承为滚动轴承，相应曲轴箱为隧道式。按曲轴的主轴颈数，可将曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴。在相邻的两个连杆轴颈之间，都设有主轴颈的曲轴称全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。全支承曲轴的主轴颈数比连杆轴颈数多一个，而非全支承曲轴的主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。1—起动爪；2—带轮；3—前端轴；4—滚动轴承；5—连杆螺栓；6—曲柄；7—飞轮齿圈；8—飞轮；9—后端凸缘；10—挡油圈；11—定位螺栓；12—锁片。图2-40

组合式曲轴二、曲柄连杆机构的构造和工作情况主轴颈是曲轴的支承部分。按照曲轴的主轴颈数可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者，称为非全支承曲轴。直列式发动机的全支承曲轴，其主轴颈数（包括曲轴前端和后端的主轴颈）比气缸数多一个；V形发动机的全支承曲轴，其主轴颈数比气缸数的一半多一个。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度，并且可减轻主轴承的载荷。其缺点是曲轴长度较长，使发动机机体长度增加。③曲轴的支承方式。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况前端轴是第一道主轴颈之前的部分，通常有键槽和螺栓，用来安装正时齿轮、带轮、扭转器等。前端轴是最后一道主轴颈之后的部分，一般在其后端有凸缘盘，飞轮用螺栓紧固于后端轴端面上。有的汽油喷射发动机将产生点火和喷油脉冲的信号发生器齿轮装在飞轮的前端或后端。曲轴的前、后端轴都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出油底壳，在曲轴前、后都设有防漏装置。常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺栓等。④前端轴与后端轴。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况为阻止车辆行驶过程中由于离合器经常接合与分离施加于曲轴上的轴向力以及在上、下坡行驶或突然加、减速时出现的曲轴轴向窜动，曲轴必须轴向定位，以保证曲柄连杆机构的正常工作。但也应允许曲轴受热后能自由膨胀，所以曲轴轴向上只能有一处设置定位装置。曲轴的轴向定位是通过止推装置实现的。止推装置有翻边轴瓦、止推片、止推环和轴向止推滚珠轴承等多种形式。⑤曲轴的轴向定位。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况a.翻边轴瓦。止推片是外侧有减摩合金层的半环状钢片，将其装在机体或主轴承盖的槽内。为了防止止推片的转动，止推片上有凸起卡在槽内。止推片可用四片，也可用两片。翻边轴瓦放在曲轴的某一主轴承内，靠翻边轴瓦两外侧表面的减摩合金层（与轴瓦内表面的合金层相同）降低与轴颈端面相对运动时的摩擦力，并可挡住曲轴的左右窜动。翻边轴瓦工艺复杂，成本高，现已很少采用。b.止推片。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况c.止推环。当止推装置放在曲轴第一主轴颈（曲轴自由端）上时，可采用两个带有减摩合金层的止推钢环，它们可从曲轴端部直接套入主轴颈。为防止止推环转动，止推环上有止转销孔与主轴承盖上的止转销相配合。安装止推环时，钢背应面向机体与轴承盖。止推片与止推环广泛用于发动机曲轴止推。d.轴向止推滚珠轴承。在轴向力大且频繁作用时，多采用轴向止推滚珠轴承。轴向止推滚珠轴承装在曲轴功率输出端的主轴颈附近的圆柱面上，其侧面靠在圆柱面的凸台上，另一侧面有一凹槽，在凹槽内放上两个半L形圆环，在半L形圆环外面再套上一个钢制圆环，以固定两个半L形圆环。在相应轴向止推滚珠轴承的机体与主轴承盖上有一个圆形环槽，以防止止推滚珠轴承左右窜动。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（2）扭转减振器。为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有曲轴减振器，使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。常用的扭转减振器有橡胶式（车用），硅油式，摩擦片式，如图所示。（a）橡胶式（c）硅油式（b）摩擦式扭转减振器二、曲柄连杆机构的构造和工作情况（3）飞轮。①飞轮的功用和材料。飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要功用是将在做功冲程中输入于曲轴的动能的一部分储存起来，用以在其他冲程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上止点、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出扭矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间内的超载荷。此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系中摩擦离合器的驱动件。飞轮多采用灰铸铁制造，当轮缘的线速度超过50

m/s时要采用强度较高的球铁或铸钢制造。二、曲柄连杆机构的构造和工作情况②飞轮的结构（见图2-42）。飞轮外缘上压有一个齿环，可与起动机的驱动齿轮啮合，供启动发动机时使用。飞轮上通常刻有第一缸发火正时记号，以便校准发火时间。解放CA6102型发动机的正时记号是“上止点／1-6”，当这个记号与飞轮壳上的刻线对正时，即表示1

-

6

缸的活塞处在上止点位置。东风EQ6100-1型发动机的飞轮上的这一记号为一个镶嵌的钢球。飞轮结构曲柄连杆机构的拆装一、气缸盖和气缸垫拆装松开螺栓使用磁力吸棒1．拆卸气缸盖（1）拆卸气缸盖分总成。①从气缸盖两边到中间，按对角的顺序，用10

mm双六角套筒、接杆、指针式扭力扳手，分步均匀地松开10个气缸盖螺栓，如图所示。用棘轮扳手拆下螺栓，用磁力吸棒吸取10个平垫圈，如图所示。一、气缸盖和气缸垫拆装使用缠有胶带的螺丝刀拆卸气缸盖衬垫②使用头部缠有胶带的螺丝刀，撬动气缸盖和气缸体之间的部位，拆下气缸盖，如图所示。（2）拆卸气缸盖衬垫。用铲刀将气缸垫从气缸体上铲下，如图所示。一、气缸盖和气缸垫拆装安装气缸盖衬垫对准定位销2．安装气缸盖（1）安装气缸盖衬垫。将衬垫放在气缸体表面上，并使印有批次号的一面朝上，如图所示。（2）安装气缸盖分总成。①对准定位销，将气缸盖平稳放到气缸体上，如图所示。一、气缸盖和气缸垫拆装安装平垫预紧螺栓②在螺栓的螺纹和与垫圈相接触的螺栓头下的部位，涂抹一层薄发动机机油。③将螺栓和平垫圈安装至气缸盖，如图所示。④从气缸盖中间到两边按对角线的顺序，用10

mm双六角套筒、接杆、棘轮扳手，分步均匀对10个气缸盖固定螺栓和平垫圈进行预紧，再选用扭力扳手进行紧固，将螺栓紧固至49N·m，如图所示。一、气缸盖和气缸垫拆装紧固螺栓⑤用油漆在气缸盖螺栓前端做标记。⑥将气缸盖螺栓再次用指针式扭力扳手旋转紧固90°，然后再旋转紧固45°，如图所示。二、油底壳拆装拆卸螺栓和螺母拆下油底壳1．拆卸油底壳①用10

mm双六角套筒、接杆、棘轮扳手，按如图所示顺序拆下10个螺栓、2个螺母。②将专用工具——油底壳密封刮刀的刃片插入曲轴箱和油底壳之间，切断密封胶并拆下油底壳，如图所示。二、油底壳拆装涂抹密封胶拧螺栓和螺母2．安装油底壳（1）使用铲刀，清除油底壳接触面上所有旧的填料，如图所示。清除后用抹布将接触面擦拭干净。（2）在油底壳上涂抹一条连续的密封胶（见图

，直径4.0

mm）。密封胶：丰田原厂黑密封胶、

Three

Bond1207B或同等产品。三、活塞连杆组拆装去除积碳对准装配标记1．拆卸活塞连杆组（1）拆卸带连杆的活塞分总成。①用铰刀去除气缸顶部的所有积碳，如图所示。②检查并确认连杆和连杆盖上的装配标记相互对准以确保重新装配正确，如图所示。三、活塞连杆组拆装松开螺栓拆下连杆盖和下轴承推出活塞连杆③用连杆螺栓套筒和棘轮扳手均匀松开2个连杆螺栓，如图所示。④用2个已拆下的连杆盖螺栓，通过左右摇动连杆盖，拆下连杆盖和下轴承，如图所示。⑤从气缸体的上部推出活塞连杆总成和上轴承，如图所示。三、活塞连杆组拆装拆卸活塞环组件（2）拆卸活塞环组件（见图）。①用活塞环扩张器拆卸2个压缩环。②用手拆下油环刮