曲柄连杆机构由哪些部分组成?各部分有何功用?
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发布时间：2022-04-23 16:33
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时间：2023-06-27 07:26
曲柄连杆机构主要由活塞连杆组、曲轴飞轮组、机体缸盖组、平衡机构等组成。曲柄连杆机构的功用，是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动，实现工作循环，进行能量转换，并向外输出动力。
（1）活塞连杆组
如图3-4所示，其主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成。
图3-4 活塞连杆组
1.气环 2.油环 3.卡簧 4.活塞 5.连杆 6.保险铅丝 7.连杆螺栓 8.连杆盖 9.定位套管 10.连杆轴瓦 11.连杆衬套 12.活塞销
①活塞。活塞的主要作用是与汽缸、汽缸盖组成燃烧室；承受气体膨胀压力，并经连杆传给曲轴；在曲轴、连杆带动下完成进气、压缩和排气三个辅助冲程。活塞在高温、高压工作条件下高速往复运动，且惯性力大，故要求强度高、重量轻、导热性好、耐磨，柴油机广泛采用铝合金加工制造。如图3-5所示，活塞主要由顶部、防漏部（环槽部）、裙部（导向部）和销座等四部分组成。
图3-5 活塞的构造
1.活塞销座孔 2.环槽部 3.顶部 4.裙部
②活塞环。活塞环分为气环和油环。气环起到良好的密封作用，并将活塞顶部的热量传给汽缸壁，再由冷却水带走。油环的作用是把机油均匀地分布在汽缸壁上以利润滑，并把多余的机油从汽缸壁上刮下，防止润滑油窜入燃烧室。
③活塞销。活塞销的作用是连接活塞和连杆，并传递动力。活塞销与销座普遍采用浮动式连接，即发动机工作时，活塞销在销座和连杆小头衬套中都能自由转动，使磨损均匀，以延长使用寿命。为防止活塞销轴向窜动而刮伤汽缸壁，所以在活塞两个销孔的环槽中装有卡簧，如图3-6所示。
图3-6 活塞销及其组合
1.活塞销 2.卡簧 3.活塞 4.连杆小头衬套 5.连杆
④连杆。连杆由小头、大头和杆身三部分组成。连杆小头与活塞销相连。在小头孔内压有青铜衬套或粉末冶金衬套，以减少磨损和便于更换。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。为便于装配，连杆大头一般都做成分开式，用连杆螺栓紧固在一起。连杆大头孔内装有薄壁轴瓦，连杆机构如图3-7所示。连杆的作用是连接活塞和曲轴，并使活塞的往复直线运动和曲轴的旋转运动相互转化。连杆一般用中碳钢或合金钢制成。
图3-7 连杆
（a）斜分式 （b）平分式
1.连杆小头 2.杆身 3.连杆大头 4.瓦片 5.连杆盖 6.连杆螺栓 7.锁片 8.定位套筒 9.衬套 10.螺母
（2）曲轴飞轮组
曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮两部分组成，如图3-8所示。
图3-8 曲轴飞轮组
1.六角螺栓 2.弹簧垫圈 3.三角皮带轮 4.飞轮螺母 5.止退垫圈 6.飞轮 7.飞轮平键 8.曲轴油塞 9.曲轴 10.曲轴平键 11.曲轴正时齿轮 12.轴向弹性挡圈
曲轴的作用是将连杆传来的力变成旋转力并输送出去，同时通过曲轴齿轮或皮带轮驱动配气机构、风扇及水泵等辅助机构，以实现工作循环。轮的作用是贮存和放出能量，帮助曲柄连杆机构越过止点和完成进气、排气和压缩三个辅助冲程，并使发动机旋转均匀。此外还能克服发动机短时间的超负荷。小型柴油机的飞轮，还有便于启动及输出功率的作用。为便于发动机进行维修调整，飞轮上刻有各种记号，与机体上的记号对正，可分别表示活塞上止点、供油提前角、气门开闭时间等。
（3）平衡机构
往复活塞式发动机，如果没有良好的平衡机构，在工作中就会产生强烈的振动，导致连接件松动，驾驶员疲劳，并加速受力机件的磨损变形。尤其在单缸机上更为突出，所以必须采取平衡措施。小型拖拉机上常见的平衡机构有双轴平衡与单轴平衡。双轴平衡机构效果好，但结构较复杂。单轴平衡机构结构简单、尺寸小、重量也轻，但平衡轴与曲轴不同心，其平衡效果比双轴平衡机构要差些，双轴平衡机构如图3-9所示。
图3-9 双轴平衡机构
1.活塞连杆组 2.曲轴 3.上平衡轴 4、7.平衡轴齿轮 5.启动齿轮 6.下平衡轴 8.调速器齿轮 9.凸轮轴正时齿轮 10.曲轴正时齿轮
159.机体与曲柄连杆机构的保养要注意哪些要点？
（1）新的和大修后的柴油机必须按规定进行磨合。磨合后要立即进行磨合后的保养，而且必须在清洗润滑油油道和更换润滑油后，才能进行正常的负荷工作。
（2）在尘土多的地方作业，应防止尘土进入汽缸套，以减小活塞、汽缸套的磨损。保持曲轴箱内的清洁并使用质符合要求的润滑油。
（3）定期检查各连接件的紧固情况，必要时拧紧。定期检查连杆轴承、主轴承的紧固情况和轴瓦的磨损、腐蚀情况。发现不正常的情况及时处理，以免小问题发展成大故障。
（4）定期拆下缸盖，清除汽缸套、活塞顶部、气门和气门座上的积炭，减小磨损，有利于散热。定期清除连杆轴颈滤油腔内的杂质，并清洗干净。
（5）定期更换活塞环。活塞环的使用寿命比汽缸套短，发动机两次大修之间需要更换1～2次活塞环，但换环的次数不宜过多，因每次换环后，都要重新磨合，这将缩短汽缸套的使用寿命。
（6）定期清洗曲轴箱和换气装置。
160.如何检查活塞环？
（1）活塞环端隙检查
把活塞环与缸套内壁擦干净，把汽缸直立平放，将活塞环平放在缸套里，再把活塞顶部朝下，挤压活塞环于离缸套口40毫米处（目的是使活塞环摆平），然后选择适当厚薄规片检查插入端间隙。如果间隙超限，不能使用；间隙过小，应锉削环端多余部分。锉削时要小心，不能使端口平面有任何歪斜。检测锉削平面是否平整，可用五指均匀着力压紧活塞环外圈，使端口合拢，用目测对光检查，在两端平面上不见光线为宜（图3-10）。
图3-10 测量活塞环开口间隙
1.活塞环 2.厚薄规
（2）活塞环侧隙的检查
把活塞环槽和活塞环清洗干净，将环外圆放入环槽，用厚薄规测量（图3-11）。如间隙过小，不能使用，可用“0”号砂纸铺平在平板或玻璃板上，用五指在活塞环侧平面上均匀施压，成“8”字形在砂纸上循环来回磨削，直到间隙符合要求为止。
图3-11 测量活塞环侧隙
1.活塞 2.厚薄规 3.活塞环
（3）活塞环弹力检查
活塞环弹力过大，会使磨损增加；弹力过小，则失去密封和刮油作用，造成漏气和烧机油。活塞环弹力的检查，可用对比法：将新活塞环和旧活塞环直立在一起，用同等的力同时由上往下压活塞环，观察环口间隙。如果新、旧环间隙相等或环口同时相遇，说明被检查的旧环弹性良好，可以使用；如果新环口有一定间隙，而旧环口已经相遇，则说明被检查的旧环弹力不足，需要更换。
（4）活塞环漏光度检查
将活塞环平放在汽缸内，在活塞环下边放一只小灯泡，上面放一块遮光板（图3-12）。然后观察活塞环和汽缸之间的漏光缝隙。如若干处漏光的总长度之和小于汽缸直径的1/2为许可。否则，应更换。
图3-12 活塞环的漏光检查
1.汽缸套 2.遮光板 3.活塞环 4.电灯泡
161.如何安装活塞环？
把活塞环和活塞清洗干净，并涂上机油；把活塞环分组配合环槽，即测得间隙大一点的，依次从第一道环槽往下装。将有倒角的或打有“上”字标记的环朝活塞顶部安装，这是为了保护汽缸内壁的润滑油膜；安装第一道环开口和第二道环开口应错开120°，其余的可按120°安装（图3-13）。总原则是，每一道环缺口不能对着销座孔安装。
图3-13 柴油机活塞环安装时开口分布示意图
1.第一道油环开口处 2.第一道气环开口处 3.第三道气环开口处 4.第二道气环开口处
162.如何巧抽柴油机曲轴？
在维修S195型柴油机时，有的需要拆出曲轴，在拆卸之前，先要拆掉汽缸盖、连杆活塞，这比较麻烦。可采用比较简单的方法：放尽油底壳中的机油，拆开机体后盖，松开两个连杆螺栓，把活塞转到上止点，拆下飞轮和主轴承盖，机体侧放，使曲轴后端朝上，然后将曲轴向右转动，再用工具将连杆挑离轴颈，即可向上抽出曲轴。图3-14为多缸柴油机曲轴。
图3-14 曲轴
1.启动爪 2.甩油盘 3.曲轴正时齿轮 4.螺塞 5.杂质分离管 6.滤油孔 7.主轴颈 8.连杆轴颈 9.油孔 10.曲轴法兰 11.挡油螺纹
163.曲轴轴承选配时应注意哪些事项？
（1）轴承长度符合规定
新选配的轴承装入座孔后，两端均应高出座孔平面0.05毫米，以保证轴承与座孔紧密贴合。检查轴承长度的经验做法是：将轴承在座孔内装好，扣合轴承盖，在轴承盖与座结合的平面一边，插入厚度为0.05毫米的铜皮，把另一边的螺栓按规定扭力拧紧，当把夹有铜皮的一边螺栓拧紧到14.7牛·米时，铜皮抽不出，说明轴承长度合适；若铜皮能抽出，说明轴承过长，应在无突榫的一端将轴承适当锉低；如果有铜皮的一边螺栓未拧到规定的扭力，铜皮就抽不出，说明轴承短，应重新选配。
（2）背面光滑突榫好
轴承背面必须光滑，定位突榫应完好无损，如过低可用尖铳铳出理想的突榫。若突榫损坏，应重新选配轴承。
（3）弹性合适无哑声
在自由状态下，把新轴承放入轴承座孔后，轴承的弯度要小于座孔的弯度，以利于轴承装入座孔后轴承能借自身的弹力与座贴合紧，有利散热。敲击轴承查听，如有沙哑声，说明合金与底板贴合不牢，应重新选配。
（4）轴承合金表面，不应有裂纹和漏出底板的砂眼存在。
164.为什么要检查曲轴轴承的轴向间隙？
为了适应发动机机件正常工作的需要，曲轴必须留有一定的轴向间隙。间隙过大，会给活塞连杆组的机件带来不正常的磨损；间隙过小，则会使机件因受热膨胀而卡死。因此，在主轴承修配好后应检查和调整曲轴的轴向间隙。
165.为何要有曲轴箱通风装置？
发动机曲轴箱通风装置有防止机油变质、防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏、防止各种油蒸气污染大气等作用。
在发动机工作时，总有一部分可燃混合气和废气经活塞环窜到曲轴箱内，窜到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后将使机油变稀，性能变坏。废气内含有水蒸气和二氧化硫，水蒸气凝结在机油中形成泡沫，破坏机油供给，这种现象在冬季尤为严重；二氧化硫遇水生成亚硫酸，亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸，这些酸性物质的出现不仅使机油变质，而且也会使零件受到腐蚀。由于可燃混合气和废气窜到曲轴箱内，曲轴箱内的压力将增大，机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。流失到大气中的机油蒸气会加大发动机对大气的污染。发动机装有曲轴箱通风装置就可以避免或减轻上述现象。
