一、功用曲柄連桿機(jī)構(gòu)是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要機(jī)構(gòu).其功用是把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩,向工作機(jī)械輸出機(jī)械能。二、組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零件可以分為三組：機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。三、工作特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)最高溫度可達(dá)2227℃以上,最高壓力可達(dá)5---9MPa,現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000-6000r/min,則活塞每秒鐘要行徑100---200個(gè)行程,可見(jiàn)其線速度是很大的.此外與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的機(jī)件(如氣缸等)還將受到化學(xué)腐蝕.因此曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件的特點(diǎn)是高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕。

第一節(jié)概述四、受力分析

主要承受氣體作用力、往復(fù)慣性力、離心力及機(jī)件摩擦力的作用。1、氣體作用力，在做工行程中，氣體壓力是推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)的力。這時(shí)燃燒氣體產(chǎn)生的高壓直接作用在活塞的頂部，如a所示。在壓縮行程中，氣體壓力是阻礙活塞向上運(yùn)動(dòng)的阻力，如圖b所示。

2、往復(fù)慣性力和離心力，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)速度不斷發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生往復(fù)慣性力。而物體繞某一中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生離心力。這兩種力在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)中都是存在的。當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度變化規(guī)律是：從零開(kāi)始，逐漸增大，臨近中間達(dá)到最大值，然后又逐漸減少至零。也就是說(shuō)，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，前半行程時(shí)加速運(yùn)動(dòng)，慣性力向上，以Fj表示，如下圖a所示；后半程是減速運(yùn)動(dòng)，慣性力向下，以F’j所示，如圖b所示。3、摩擦力在任何一對(duì)相互壓緊并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面之間，必定存在摩擦力，其最大值取決于上述各種力對(duì)摩擦表面形成的正壓力和摩擦系數(shù)。氣缸體是氣缸的殼體，水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱(chēng)為氣缸體——曲軸箱，也可簡(jiǎn)稱(chēng)為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱(chēng)為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。第二節(jié)機(jī)體組的構(gòu)造

一、氣缸體

1.氣缸體的形式氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把氣缸體分為以下三種形式：

一般式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差。

龍門(mén)式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。

隧道式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動(dòng)軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好，但其缺點(diǎn)是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。

現(xiàn)代汽車(chē)上基本都采用水冷多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的剛度和強(qiáng)度也有影響，并關(guān)系到汽車(chē)的總體布置。按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成直列式，V型和對(duì)置式三種。

2.氣缸的排列形式直列式

1）各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的。2）單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多采用單列式。例如捷達(dá)轎車(chē)、富康轎車(chē)、紅旗轎車(chē)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)均采用這種直列式氣缸體。3）有的汽車(chē)為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度，把發(fā)動(dòng)機(jī)傾斜一個(gè)角度。V型

1.氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角γ＜180°，稱(chēng)為V型發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.V型發(fā)動(dòng)機(jī)與直列發(fā)動(dòng)機(jī)相比，縮短了機(jī)體長(zhǎng)度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，但加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的寬度，且形狀較復(fù)雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)，6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用這種形式的氣缸體。對(duì)置式

1.氣缸排成兩列，左右兩列氣缸在同一水平面上，即左右兩列氣缸中心線的夾角γ＝180°，稱(chēng)為對(duì)置式。

2.它的特點(diǎn)是高度小，總體布置方便，有利于風(fēng)冷。這種氣缸應(yīng)用較少。

3.氣缸體冷卻形式為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對(duì)氣缸和氣缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸周?chē)蜌飧咨w中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對(duì)氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。冷卻水套

氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸，整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對(duì)材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨(dú)的圓筒形零件(即氣缸套)，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。同時(shí)，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長(zhǎng)氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種。4.氣缸套

干式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為1～3mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度和剛度都較好，但加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。干式缸套干式氣缸套

濕式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為5～9mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。濕式氣缸套濕式缸套二、氣缸蓋與氣缸墊

1.氣缸蓋

工作條件與結(jié)構(gòu)：氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，因此承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來(lái)冷卻燃燒室等高溫部分。缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門(mén)座，氣門(mén)導(dǎo)管孔，用于安裝進(jìn)、排氣門(mén)，還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。汽油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機(jī)的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。材料：氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來(lái)鋁合金氣缸蓋被采用得越來(lái)越多。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室是由活塞頂面（或凹坑）及氣缸蓋上相應(yīng)的凹坑（或平面）共同組成的。要求：面容比小，結(jié)構(gòu)緊湊、能產(chǎn)生適當(dāng)渦流、充氣效率高、表面光滑等。面容比:發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室表面積與其容積之比。補(bǔ)充說(shuō)明：面容比越小越好，因?yàn)樯崦娣e小，有利于促進(jìn)燃料的完全燃燒和減少排氣中的有害氣體。半球形燃燒室面容比最小。2.燃燒室（1）、楔形燃燒室

楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運(yùn)動(dòng)，有利于提高混合氣的混合質(zhì)量，進(jìn)氣阻力小，提高了充氣效率。氣門(mén)排成一列，使配氣機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)些，切諾基轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用這種形式的燃燒室。（2）、盆形燃燒室

盆形燃燒室，氣缸蓋工藝性好，制造成本低，但因氣門(mén)直徑易受限制，進(jìn)、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達(dá)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、奧迪轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用盆形燃燒室。

半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，故燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也允許氣門(mén)雙行排列，進(jìn)氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜，但有利于排氣凈化，在轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛地應(yīng)用。（3）半球形燃燒室3、氣缸墊

氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。

氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮——棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，由于銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時(shí)較之石棉不易變形。有的發(fā)動(dòng)機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。

安裝氣缸墊時(shí)，首先要檢查氣缸墊的質(zhì)量和完好程度，所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對(duì)齊。其次要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)，必須由中央對(duì)稱(chēng)地向四周擴(kuò)展的順序分2～3次進(jìn)行，最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。三、油底殼

氣缸體下部用來(lái)安裝曲軸的部位稱(chēng)為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來(lái)貯存潤(rùn)滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱(chēng)為油底殼。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼底部還裝有放油螺塞，在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤C(jī)體組各構(gòu)件布置圖氣缸體、氣缸蓋工作的工作環(huán)境高溫、高壓、驟冷、交變載荷補(bǔ)充說(shuō)明：高溫：最高可以達(dá)到2227℃以上高壓：最高可達(dá)5－9MPa交變載荷：大小和方向隨時(shí)間呈周期性變化的載荷聯(lián)系：曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)是高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕。第三節(jié)機(jī)體組的維修補(bǔ)充說(shuō)明：發(fā)動(dòng)機(jī)驟冷補(bǔ)充說(shuō)明：發(fā)動(dòng)機(jī)驟冷在汽車(chē)行使中發(fā)動(dòng)機(jī)一旦過(guò)熱應(yīng)該立即停車(chē)于陰涼處，并怠速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，不可急于打開(kāi)散熱器蓋，以免熱水和蒸汽傷人；不可熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)；不可加冷卻液降溫，以免氣缸蓋驟冷產(chǎn)生變形或者裂紋，同時(shí)防止氣缸體外冷內(nèi)熱出現(xiàn)“拉缸”事故。氣缸體、氣缸蓋變形的原因1、氣缸體和氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻，由于制造時(shí)未進(jìn)行時(shí)效處理或時(shí)效處理不足，使零件內(nèi)部殘余應(yīng)力很大，在使用的過(guò)程中在高溫和外力作用下，殘余應(yīng)力逐漸造成零件變形。2、在擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)，擰緊力矩過(guò)大或者不均。3、不按照順序擰緊。氣缸體、氣缸蓋變形的后果1、氣缸體和氣缸蓋平面度誤差增大，造成氣缸密封不嚴(yán)，漏氣、漏水、漏油，甚至燃?xì)鉀_壞氣缸墊。2、氣缸失圓破壞了活塞環(huán)和氣缸壁之間的密封而讓機(jī)油由此通路進(jìn)入燃燒室（燒機(jī)油＋冒藍(lán)煙）一、氣缸體和氣缸蓋的檢修

1、氣缸蓋平面的平面度檢修氣缸蓋變形程度可以通過(guò)檢測(cè)氣缸蓋表面的平面度及其厚度獲得。方法（1）用直尺和塞尺檢查（如下頁(yè)圖）。檢查實(shí)例：捷達(dá)、桑塔納車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋在檢查時(shí)，沿著兩條對(duì)角線和縱軸線將直尺放在氣缸蓋平面上，移動(dòng)塞尺測(cè)量直尺與平面之間的間隙。最大允許的偏差為0.10mm。補(bǔ)充：以最大間隙的塞尺片讀數(shù)表示平面度極限公差。（2）用平面度檢測(cè)儀檢測(cè)檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是每50mm×50mm的范圍內(nèi)平面度應(yīng)該不大于0.05mm。在整個(gè)平面上應(yīng)該不大于0.20mm。

2、氣缸體基準(zhǔn)面的檢修氣缸體基準(zhǔn)面的檢修

檢查氣缸體上平面翹曲程度的要求和方法與氣缸蓋相同。檢查時(shí)首先用高度尺和游標(biāo)卡尺檢查氣缸體兩端的高度，以確定氣缸體上平面和下平面的平行度。然后將氣缸體翻轉(zhuǎn)，檢查下平面與主軸承平面的距離，以確定主軸承座孔與氣缸體下平面的平行度。標(biāo)準(zhǔn)：一般要求氣缸體上平面和下平面的平行度在全長(zhǎng)不應(yīng)大于0.05mm，氣缸體下平面與曲軸軸承軸線平行度誤差應(yīng)不大于0.10mm。氣缸體和氣缸蓋裂紋檢查氣缸體和氣缸蓋裂紋檢查裂紋產(chǎn)生的原因：1、發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在超負(fù)荷條件下工作；2、發(fā)動(dòng)機(jī)處于高溫狀態(tài)下突然加入冷水；3、水套中水垢過(guò)厚，使局部溫度過(guò)高；4、在冬季，停車(chē)后沒(méi)有及時(shí)防水而凍裂或者突然加入高溫?zé)崴鴿q裂；5、氣缸蓋螺栓沒(méi)有按照規(guī)定的順序和力矩緊固。裂紋產(chǎn)生的地方：氣門(mén)座或氣門(mén)座圈及火花塞螺孔之間。實(shí)驗(yàn)方法：水壓實(shí)驗(yàn)修理方法：粘結(jié)、焊接、螺釘填補(bǔ)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)法視頻步驟：先在裂紋兩端鉆φ3-φ4mm的止裂孔，用紗布將裂紋周?chē)蚰ス庋刂鸭y開(kāi)60°的坡口，坡口深度為壁厚2/3。坡口開(kāi)好后最好進(jìn)行表面噴砂處理，使坡口的便面粗糙度為Ra5～20μm.然后對(duì)表面進(jìn)行清潔和化學(xué)處理。補(bǔ)充知識(shí)表面噴砂

表面噴沙是采用壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速?lài)娚涫鴮娏希ㄣ~礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂）高速?lài)娚涞奖恍杼幚砉ぜ砻妫构ぜ砻娴耐獗砻娴耐獗砘蛐螤畎l(fā)生變化，由于磨料對(duì)工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機(jī)械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和涂層之間的附著力，延長(zhǎng)了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。安裝芯塞所有鑄鐵氣缸體都用芯塞（也稱(chēng)結(jié)冰塞、膨脹塞），氣缸體中冷卻液結(jié)冰時(shí)會(huì)膨脹，使得氣缸體內(nèi)的通道上作用了很高的壓力，容易漲裂氣缸體；而裝在氣缸體上的芯塞，在受到高壓力后可以變形縮小，從而允許冷卻液膨脹，以防止氣缸體漲裂。安裝芯塞安裝氣缸墊和氣缸蓋安裝氣缸墊和氣缸蓋氣缸蓋的安裝氣缸蓋用螺栓固定在氣缸體上。安裝氣缸蓋時(shí)候，將氣缸體擦凈正放，放上氣缸墊。氣缸墊安裝的說(shuō)明：氣缸墊在安裝的時(shí)候一般要更新，氣缸墊上標(biāo)有“Oben”(注意：桑塔納轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊上面標(biāo)有“OBEN.TOP”)等字樣的一面必須朝向氣缸蓋。有些氣缸墊有卷邊，由于缸口卷邊高出一層，對(duì)與它接觸的平面會(huì)造成單面壓痕變形，因此卷邊應(yīng)該朝向易修整的接觸面或硬平面（1）當(dāng)氣缸蓋和氣缸體同為鑄鐵材料時(shí)候，卷邊應(yīng)該朝向氣缸蓋（因?yàn)槿菀仔拚?）當(dāng)氣缸蓋為鋁合金材料時(shí)候，氣缸體為鑄鐵時(shí)，卷邊應(yīng)該朝向氣缸體（因?yàn)橛财矫妫欢?、氣缸和氣缸套的檢修在正常磨損下，氣缸在活塞運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的磨損是沿著高度方向呈上大下小不規(guī)則的錐形。磨損的最大部位是第一道活塞環(huán)在上止點(diǎn)位置時(shí)相對(duì)應(yīng)的氣缸壁，而活塞環(huán)與氣缸壁不接觸的上口幾乎沒(méi)有發(fā)生磨損而形成明顯的缸肩（缸階）。造成氣缸錐形磨損的原因：（1）上部活塞環(huán)與氣缸壁之間的壓力比較大；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)上部工作溫度高、潤(rùn)滑不良、空氣帶入的磨料較多；（3）氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒以后，產(chǎn)生水蒸氣和酸性氧化物CO2、SO2、NO2，它們?nèi)苡谒傻V物酸，對(duì)氣缸表面產(chǎn)生腐蝕。造成氣缸橢圓形磨損的原因：（1）連桿變形；（2）氣缸的中心線與曲軸的中心線不垂直；（3）氣缸套安裝不正；（4）在壓縮和做功行程中，活塞以很大的側(cè)壓力壓向氣缸壁，使發(fā)動(dòng)機(jī)左右方向磨損嚴(yán)重；二、氣缸和氣缸套的檢修1、氣缸的檢測(cè)2、氣缸的鏜缸鏜缸的尺寸=氣缸最大直徑+鏜磨余量3、氣缸的珩磨4、氣缸壁表面處理用激光進(jìn)行表面加熱處理5、鑲配氣缸套6、去油垢膜7、氣缸體部分的故障判斷和排除1）、敲缸2）、拉缸3）、氣缸墊損壞（1）敲缸說(shuō)明：敲缸是活塞敲擊氣缸壁故障的簡(jiǎn)稱(chēng)。故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候氣缸內(nèi)發(fā)出一種清脆而有節(jié)奏的金屬敲擊聲，其響聲隨溫度變化而不同：發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度低時(shí)，響聲明顯，尤其在怠速時(shí)候響聲清晰；溫度升高時(shí)，響聲隨之減弱或者消失。產(chǎn)生過(guò)程：當(dāng)活塞與氣缸配合間隙過(guò)大或因磨損嚴(yán)重配合間隙過(guò)大時(shí)，活塞在壓縮行程中受側(cè)壓力的一面偏向一側(cè)，活塞經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)時(shí)，側(cè)壓力的作用方向改變，使活塞瞬時(shí)換向，從靠近氣缸壁一側(cè)迅速轉(zhuǎn)靠向另一側(cè)，與氣缸壁發(fā)生拍擊，產(chǎn)生響聲。故障原因：修配不當(dāng)造成活塞與氣缸壁間隙較大或因氣缸壁磨損嚴(yán)重造成間隙過(guò)大；活塞的方向裝反；連桿軸承緊度不合適。故障排除：斷火（逐個(gè)切斷各缸高壓電的方法進(jìn)行試驗(yàn)）（2）拉缸定義：氣缸壁沿著活塞運(yùn)動(dòng)方向出現(xiàn)深淺不一的溝痕。后果：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生類(lèi)似敲擊的聲音，聲響隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化；氣缸密封狀況變壞，潤(rùn)滑油竄入燃燒室燃燒，潤(rùn)滑油消耗量增大，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)冒藍(lán)煙的現(xiàn)象。故障原因：（a）氣缸內(nèi)存有異物，造成氣缸拉缸；（b）活塞與氣缸配合間隙過(guò)小，活塞環(huán)對(duì)氣缸壁壓力過(guò)大；（c）潤(rùn)滑油或者汽油內(nèi)含有雜質(zhì)，導(dǎo)致氣缸壁潤(rùn)滑不良；（d）發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱使?jié)櫥陀湍け黄茐?，出現(xiàn)干摩擦，使活塞過(guò)度膨脹，形成粘著磨損而拉缸；（e）活塞銷(xiāo)的卡環(huán)脫出，拉傷氣缸壁。故障檢測(cè)方法：量缸壓氣缸墊損壞

故障表現(xiàn)：漏氣、漏水故障后果：發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、漏氣、漏水，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)導(dǎo)致氣缸蓋燒熔等機(jī)件損壞直至報(bào)廢。故障發(fā)生部位：兩氣缸間隔部位故障原因：發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常出現(xiàn)過(guò)熱或者爆震現(xiàn)象，導(dǎo)致氣缸墊燒蝕損壞；氣缸墊裝配不平整或裝配方向錯(cuò)誤，導(dǎo)致氣缸墊損壞；氣缸蓋在安裝時(shí)候，未按照規(guī)定順序和扭矩進(jìn)行裝配，導(dǎo)致氣缸墊不密封；氣缸墊在安裝時(shí)候，在其與氣缸蓋、氣缸體之間混有污物，使氣缸墊密封不嚴(yán)而損壞；氣缸墊質(zhì)量差，密封不嚴(yán)，導(dǎo)致?lián)p壞。一、活塞第四節(jié)活塞連桿組的構(gòu)造活塞的作用

活塞的作用是承受氣體壓力，并通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。工作條件：高溫、高壓、高速、受力復(fù)雜要求：

（1）質(zhì)量小，重量輕；

（2）熱膨脹系數(shù)?。唬?）導(dǎo)熱性能好；（4）耐磨材料：活塞一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，但在一些低速柴油機(jī)上采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼?；钊墓ぷ鳁l件、要求和材料活塞的基本構(gòu)造構(gòu)造：活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部。1、活塞頂部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(guān)，都是為滿(mǎn)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(lèi)，平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。

平頂活塞頂部是一個(gè)平面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，受熱面積小，頂部應(yīng)力分布較為均勻，一般用在汽油機(jī)上，柴油機(jī)很少采用。

凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過(guò)程，二行程汽油機(jī)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。2、活塞頭部

活塞頭部指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷(xiāo)孔以上部分。它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用，又稱(chēng)為防漏部。柴油機(jī)壓縮比高，一般有四道環(huán)槽，上部三道安裝氣環(huán)，下部安裝油環(huán)。汽油機(jī)一般有三道環(huán)槽，其中有兩道氣環(huán)槽和一道油環(huán)槽，在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向小孔，使被油環(huán)從氣缸壁上刮下的機(jī)油經(jīng)過(guò)這些小孔流回油底殼。第一道環(huán)槽工作條件最?lèi)毫?，一般?yīng)離頂部較遠(yuǎn)些?；钊^部活塞裙部油槽小孔

所謂側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，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。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個(gè)側(cè)面稱(chēng)為推力面，它們處于與活塞銷(xiāo)軸線相垂直的方向上。3、活塞裙部

活塞裙部指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷(xiāo)的銷(xiāo)座孔?；钊共繉?duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。裙部的長(zhǎng)短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑?；钊共炕钊共康慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）預(yù)先做成橢圓形

為了使裙部?jī)蓚?cè)承受氣體壓力并與氣缸保持小而安全的間隙，要求活塞在工作時(shí)具有正確的圓柱形。但是，由于活塞裙部的厚度很不均勻，活塞銷(xiāo)座孔部分的金屬厚，受熱膨脹量大，沿活塞銷(xiāo)座軸線方向的變形量大于其他方向。另外，裙部承受氣體側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致沿活塞銷(xiāo)軸向變形量較垂直活塞銷(xiāo)方向大。這樣，如果活塞冷態(tài)時(shí)裙部為圓形，那么工作時(shí)活塞就會(huì)變成一個(gè)橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡住，發(fā)動(dòng)機(jī)就無(wú)法正常工作。因此，在加工時(shí)預(yù)先把活塞裙部做成橢圓形狀。橢圓的長(zhǎng)軸方向與銷(xiāo)座垂直，短軸方向沿銷(xiāo)座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。2）預(yù)先做成階梯形、錐形

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(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形?；钊共块_(kāi)槽

豎槽會(huì)使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時(shí)與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態(tài)時(shí)又具有補(bǔ)償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱(chēng)為膨脹槽。裙部開(kāi)豎槽后，會(huì)使其開(kāi)槽的一側(cè)剛度變小，在裝配時(shí)應(yīng)使其位于作功行程中承受側(cè)壓力較小的一側(cè)。柴油機(jī)活塞受力大，裙部一般不開(kāi)槽。

為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開(kāi)橫向的隔熱槽，為了補(bǔ)償裙部受熱后的變形量，裙部開(kāi)有縱向的膨脹槽。槽的形狀有"T"形或"Π"形槽。

橫槽一般開(kāi)在最下一道環(huán)槽的下面，裙部上邊緣銷(xiāo)座的兩側(cè)(也有開(kāi)在油環(huán)槽之中的)，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱(chēng)為隔熱槽。有些活塞為了減輕重量，在裙部開(kāi)孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷(xiāo)座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。拖板式活塞有的汽油機(jī)上，活塞銷(xiāo)孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1～2mm。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過(guò)渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時(shí)，這種活塞銷(xiāo)偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會(huì)增大，使裙部受損。

二、活塞環(huán)活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。1、氣環(huán)

功用：氣環(huán)是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走。其中密封作用是主要的，因?yàn)槊芊馐菍?dǎo)熱的前提。如果密封性不好，高溫燃?xì)鈱⒅苯訌臍飧妆砻媪魅肭S箱。這樣不但由于環(huán)面和氣缸壁面貼合不嚴(yán)而不能很好散熱，而且由于外圓表面吸收附加熱量而導(dǎo)致活塞和氣環(huán)燒壞。

氣環(huán)的密封原理

氣環(huán)開(kāi)有切口，具有彈性，在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，被封閉的氣體不能通過(guò)環(huán)周與氣缸之間，便進(jìn)入了環(huán)與環(huán)槽的空隙，一方面把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封面，同時(shí)，作用在環(huán)背的氣體壓力又大大加強(qiáng)了第一密封面的密封作用,氣環(huán)密封效果一般與氣環(huán)數(shù)量有關(guān)，汽油機(jī)一般采用2道氣環(huán)，柴油機(jī)一般多采用3道氣環(huán)。氣環(huán)的斷面形狀

矩形環(huán)斷面為矩形，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，易于生產(chǎn)，應(yīng)用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)把氣缸壁面上的機(jī)油不斷送入氣缸中。這種現(xiàn)象稱(chēng)為"氣環(huán)的泵油作用"。

活塞下行時(shí)，由于環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力及環(huán)的慣性，環(huán)被壓靠在環(huán)槽的上端面上，氣缸壁面上的油被刮入下邊隙和內(nèi)邊隙；活塞上行時(shí)，環(huán)又被壓靠在環(huán)槽的下端面。結(jié)果第一道環(huán)背隙里的機(jī)油就進(jìn)入燃燒室，竄入燃燒室的機(jī)油，會(huì)在燃燒室內(nèi)形成積炭，造成機(jī)油的消耗量增加，另外上竄的機(jī)油也可能在環(huán)槽內(nèi)形成積炭，使環(huán)在環(huán)槽內(nèi)卡死而失去密封作用，劃傷氣缸壁，甚至使環(huán)折斷，可見(jiàn)泵油作用是很有害的，必須設(shè)法消除。為了消除或減少有害的泵油作用，除了在氣環(huán)的下面裝有油環(huán)外，廣泛采用了非矩形斷面的扭曲環(huán)。氣環(huán)的泵油原理2)扭曲環(huán)

扭曲環(huán)是在矩形環(huán)的內(nèi)圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分，使斷面呈不對(duì)稱(chēng)形狀，在環(huán)的內(nèi)圓部分切槽或倒角的稱(chēng)內(nèi)切環(huán)，在環(huán)的外圓部分切槽或倒角的稱(chēng)外切環(huán)。裝入氣缸后，由于斷面不對(duì)稱(chēng)，產(chǎn)生不平衡力的作用，使活塞環(huán)發(fā)生扭曲變形?；钊闲袝r(shí)，扭曲環(huán)在殘余油膜上浮，可以減小摩擦，減小磨損。活塞下行時(shí)，則有刮油效果，避免機(jī)油燒掉。同時(shí)，由于扭曲環(huán)在環(huán)槽中上、下跳動(dòng)的行程縮短，可以減輕“泵油”的副作用。目前被廣泛地應(yīng)用于第2道活塞環(huán)槽上，安裝時(shí)必須注意斷面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。錐面環(huán)斷面呈錐形，外圓工作面上加工一個(gè)很小的錐面(0.5°～1.5°)，減小了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封?；钊滦袝r(shí)，便于刮油；活塞上行時(shí)，由于錐面的"油楔"作用，能在油膜上"飄浮"過(guò)去，減小磨損，安裝時(shí)，不能裝反，否則會(huì)引起機(jī)油上竄。錐面環(huán)4）梯形環(huán)

梯形環(huán)斷面呈梯形，工作時(shí)，梯形環(huán)在壓縮行程和作功行程隨著活塞受側(cè)壓力的方向不同而不斷地改變位置，這樣會(huì)把沉積在環(huán)槽中的積炭擠出去，避免了環(huán)被粘在環(huán)槽中而折斷?？梢匝娱L(zhǎng)環(huán)的使用壽命。但是主要缺點(diǎn)是加工困難，精度要求高。5）桶面環(huán)

桶面環(huán)的外圓為凸圓弧形，是近年來(lái)興起的一種新型結(jié)構(gòu)。當(dāng)桶面環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)。均能與氣缸壁形成楔形空間，使機(jī)油容易進(jìn)入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸呈圓弧接觸，故對(duì)氣缸表面的適應(yīng)性和對(duì)活塞偏擺的適應(yīng)性均較好，有利于密封，但凸圓弧表面加工較困難。2、油環(huán)油環(huán)有普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種。普通油環(huán)

普通油環(huán)又叫整體式油環(huán)。環(huán)的外圓柱面中間加工有凹槽，槽中鉆有小孔或開(kāi)切槽，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，將缸壁上多余的機(jī)油刮下，通過(guò)小孔或切槽流回曲軸箱；當(dāng)活塞上行時(shí)，刮下的機(jī)油仍通過(guò)回油孔流回曲軸箱。有些普通環(huán)還在其外側(cè)上邊制有倒角，使環(huán)在隨活塞上行時(shí)形成油楔，可起均布潤(rùn)滑油的作用，下行刮油能力強(qiáng)，減少了潤(rùn)滑油的上竄。組合環(huán)由上下兩片側(cè)軌環(huán)與中間的擴(kuò)脹器組成，側(cè)軌環(huán)用鍍鉻鋼片制成，擴(kuò)脹器的周邊比氣缸內(nèi)圓周略大一些，可裝側(cè)軌環(huán)緊緊壓向氣缸壁。這種油環(huán)的接觸壓力高，對(duì)氣缸壁面適應(yīng)性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明顯。右側(cè)所示的組合環(huán)由三個(gè)刮油鋼片和兩個(gè)彈性襯環(huán)組成，它具有上述組合環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上越來(lái)越多地采用了組合式油環(huán)。它的缺點(diǎn)主要是制造成本高。組合式油環(huán)三、活塞銷(xiāo)

功用連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。工作條件

活塞銷(xiāo)在高溫下周期地承受很大的沖擊載荷，其本身處于潤(rùn)滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷(xiāo)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。所以活塞銷(xiāo)一般都做成空心圓柱體，采用低碳鋼和低碳合金鋼制成，外表面經(jīng)滲碳淬火處理以提高硬度，精加工后進(jìn)行磨光，有較高的尺寸精度和表面光潔度。

活塞銷(xiāo)內(nèi)孔形狀

活塞銷(xiāo)的內(nèi)孔有三種形狀：a圓柱形；b兩段截錐與一段圓柱組合；c兩段截錐形。圓柱形孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，但從受力角度分析，中間部分應(yīng)力最大，兩端較小，所以這種結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，往復(fù)慣性力大；為了減小質(zhì)量，減小往復(fù)慣性力，活塞銷(xiāo)做成兩段截錐形孔，接近等強(qiáng)度梁，但孔的加工較復(fù)雜；組合形孔的結(jié)構(gòu)介于二者之間。