曲軸活塞連桿組

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：xjm82395219邢類別：汽車構造維修時間：2008-08-17

發動機內最主要的運動部件就是曲軸、活塞和連桿。它由曲軸、活塞、活塞環、活塞銷、連桿及飛輪等部件組成。

(1)曲軸它是一根拐了幾道彎的軸。曲拐數取決于發動機有幾個氣缸以及它的排列方式，一根連桿連一個曲拐的，其曲拐數等于氣缸數；兩根連桿連一個曲拐的，其曲拐數為氣缸數的一半。

曲軸要求耐沖擊、耐磨，一般都用中碳鋼或中碳合金鋼鍛造而成，也有用球墨鑄鐵鑄造成的曲軸。

帶飛輪的曲軸。位于轉動中心的主軸頸，它借助一墳軸瓦和曲軸箱相連。不在轉動中心的軸頸叫連桿軸頸或曲柄銷，它借助于連桿軸瓦和螺栓與連桿相連。

由于曲軸要在高速下旋轉，所以它需要不間斷地用機油對磨擦表面加以潤滑。因此在曲軸的主軸頸、連桿軸頸的曲軸本體內都鉆有油道，以便機油能通過這些油道，潤滑這些部位。

由于曲軸的形狀很不規則，轉動起來就會晃動，行家稱這種現象為不平衡。如果發動機工作時人造棉其發展，不但會產生極大的噪聲，而且機件的壽命也大大地縮短。造成不平衡的主要原因是曲軸旋轉時產生了不規則的離心力和離心力矩，另外還有活塞往復運動的慣性力。對于氣缸數不同的發動機，這些力和力矩有的存在，有的不存在。因此需要根據具體的結構設置平衡塊加以平衡。有的平衡塊和曲軸制成一體，也有用螺栓固定在曲軸上的。

我們知道，一個質量很大的輪子，一旦轉起來，如果沒有阻力，它就會一直不停地轉動下去。因此在曲軸的后端裝上一個用灰鑄鐵或球墨鑄鐵、鑄鋼制成的飛輪，這是一個轉起來慣性很大的圓盤，其邊緣既寬又厚。它的功能主要有貯存發動機給的動能、克服曲軸連桿組運動的阻力，克服短時間的過載，保證發動機輸出的扭矩和轉速均勻。此外它還是磨擦式離合器的驅動件，因此它也需要和曲軸一起進行平衡。

(2)活塞它像一個倒扣著的杯子，杯底朝上，構成燃燒室的一個部分，杯壁有圓孔，可穿入活塞銷。從杯口穿入連桿，通過活塞銷和活塞相連。它的主要作用是將混合氣燃燒所產生的爆炸力通過活塞銷傳給連桿，來推動曲軸的曲柄，令曲軸旋轉

活塞的工作條件很苛刻，頂部和高溫燃氣接觸，承受帶沖擊性的高壓和因高速往復運動帶來的慣性力，整個活塞各部分受到拉、壓、彎的綜合力和力矩，而受熱也不均勻。因此要求活塞的質量要小，熱膨脹量小，傳熱性好，耐磨。用鋁合金制的活塞兼備以上性能，是當前的汽車活塞選用材料。

活塞的基本結構可分為頂部、頭部和裙部三個部分。

活塞頂部有平頂、凹頂之分，表面力求光潔。活塞頭部有幾道矩形斷面的環槽，用來安置各種活塞環，環槽底部鉆有許多徑向小孔，可使從缸壁上刮下的機油，通過這些孔流向油底殼。活塞頭部承受并傳遞混合氣燃燒后的爆發力；能傳導混合氣燃燒后產生的熱量；與活塞環一道構成部分的燃燒室。活塞的裙部是指從活塞環槽到杯口的好個部分。它的主要功能是活塞在缸筒內往復運動中起著導向作用，以及承受缸壁給它的側壓力。

活塞在氣缸內工作時，受熱受力是很不均勻的，因而會帶來不均勻的變形，遂使活塞與氣缸筒壁之間的縫隙有的很大，有的很小，也會出現漏氣現象和擦傷缸壁表面的可能。嚴重時會卡死，將活塞損壞。

為了使活塞在正常的工作溫度下和氣缸筒壁有較均勻的間隙，雖然氣缸筒本身仍是圓柱形的，而活塞則制成橢圓形，令活塞在工作時能膨脹成類似的圓柱形。所以活塞在普通狀態下為上端直徑小，下端直徑大的近似圓錐形或橢圓形。

當然，你如果留心，還會發現有的活塞裙部開有縱向和橫向的溝槽。開橫向槽的目的主要是阻斷從活塞頂部傳向裙部的熱量，迫使裙部的膨脹不致過大。如橫向橫位于油環槽內，尚可起到油孔的作用。開縱向槽的作用是在活塞冷狀態下裝配時獲得盡可能小的與氣缸筒壁間的間隙；在熱狀態下，活塞不致在氣缸筒內卡死。縱向槽的方向與活塞運動方向不平行，斜槽可以防止活塞劃傷缸壁。

(3)活塞環活塞必須與缸壁的配合很緊密，在活塞上嵌入活塞環正是針對這個問題所采取的措施。活塞環分氣環和油環兩種，前者防止燃燒混合氣竄入曲軸箱；后者防止合金鑄鐵制成，開有斜口，富有彈懷，套在活塞上時，有向外張緊貼在氣缸筒壁的特性。如果密封狀態被破壞出現漏氣現象，發動機就會喪失部分動力，燃料和機油損耗增加，活塞和燃燒室的表面出現嚴重積碳，并造成環境污染。

一般活塞上裝2～3道氣環，1～2道油環，在保證密封的要求下，應盡量減少環的數量。氣環雖有好幾個，但對各個環的要求也不盡相同。離頂部最近的是第一道氣環，由于它靠近燃燒室，在溫度壓力最高及潤滑最難的環境下工作，所以在它的工作表面上一般都鍍上多孔性鉻，此舉不但提高了表面硬度，尚能貯存少量機油改善潤滑條件，提高使用壽命。其他各氣環一般只鍍錫或作磷化處理。由于第一道氣環的工作溫度高，它的切口間隙也較大。當將各道活塞環裝在活塞上時，須將它們各自的切口相互錯開，這對氣缸的密封是有所裨益的。

(4)活塞銷它是活塞與連桿小頭的連接件，起著將活塞蝗受力傳給連桿的作用。因為在高溫條件下承受周期性的沖擊力，而且潤滑條件又差，所以要求它有足夠的剛度、強度和耐磨性。為了減少慣性，一般將它制成空心圓柱體，以減小它的質量。活塞銷一般用低碳鋼制成，表面滲碳，再加以珩磨和拋光，以提高其表面的硬度和整體的韌性。活塞銷裝入活塞銷孔和連桿小頭孔內是浮動的，在發動機工作時，它可以在銷座孔內繞自身主軸緩緩轉動，以獲得較為均勻的磨損。為了防止活塞銷沿主軸方向竄動，在活塞銷孔內淫卡環嵌在銷座凹槽內予以限位。

(5)連桿它以上端的小頭連接活塞銷，以下端的大頭連接曲軸，可將活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。它正像你騎自行車時大腿的運動狀態那樣。連桿一般采用中碳鋼或合金鋼材料經鍛造、機加工和熱處理而成。因為連桿工作時受到壓縮、拉伸和彎曲的周期性變化的力量，所以要求它質量盡可能小，而又足夠的剛度和強度，如果剛度不夠會造成大頭孔失圓，軸瓦潤滑不良而燒毀；桿身彎由會造成氣缸漏氣、竄油等現象。

連桿大頭一般都制兩個半圓塊，一塊是連桿大頭的下端，另一塊叫連桿蓋，用連桿螺栓將兩者擰在一起。這兩塊是一起進行加工(鏜孔)的，大頭孔的表面為了和軸瓦緊密配合，它的光潔度很高，其表面還銑出定位軸瓦的凹槽和小的油孔。

連桿螺栓的工作條件和連桿一樣，一般采用優質合金鋼或優質碳素鋼材料，經煅造或冷鐓而成。安裝連桿大頭時，必須按工廠規定的扭矩擰緊連桿螺栓，并采取措施防止自行松開。

連桿軸瓦和連桿大頭一樣，也是制成兩半的，軸瓦的基體是薄鋼板，內表面澆鑄上如巴氏合金等減磨合金層。減磨合金具有減少磨擦，加速磨合，保持油膜的作用。

軸瓦與連桿大頭和連桿蓋相配合的表面要有極高的光潔度。軸瓦在未裝入前，半個軸瓦并不半圓形的，當裝入后，因有壓量(過盈)，所以軸瓦能緊貼在大頭孔壁上。為了防止軸瓦工作中轉動或軸向位移，在軸瓦上沖壓定位凸臺分別嵌入大頭和連桿蓋的凹槽內。軸瓦內表面還有油槽，以保證良好的潤滑。

我們知道，進入氣缸燃燒室混合氣量愈多，它燃燒時放出熱量愈大，爆發力也愈強。對于某一具體的發動機而言，它的燃燒室總容積是一定的。要想往燃燒室內多充混合氣，必須讓混合氣的壓力要高，溫度要低。但由于混合氣必須通過進氣管才能進入氣缸，在流動過程中不免產生阻力使充氣壓力下降；此外由于上一循環終了后殘留氣缸內的高溫廢氣以及相鄰部件的高溫，加熱了剛剛進入氣缸的混合氣，所以要百分之百地達到這個要求是很困難的。

發動機設計師們一般都從改進結構有利于降低進氣和排氣阻力、進氣和排氣門開啟和持續時間著手，使進氣和排氣量盡可能地保持充分。氣門在發動機上是個很重要的部件，它們必須按準確的時間開啟或關閉。按氣門布置形式可分頂置式和側置式。按每個氣缸氣門數目可分有二氣門式、四氣門式甚至更多。

最常見的氣門布置形式是頂置式，它的進氣門和排氣門吊掛在缸蓋上，大頭在下，小頭在上，由一套配氣機構保證各氣門適時開閉。

如上所述，為了按準確的時間使氣門開啟和關閉，必須有一套配氣機構。

　