汽車發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)零部件知識解讀

1、汽車發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)零部件知識發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。曲柄連桿機構(gòu)的主要零件可以分為三組，機體組、 活塞連桿組和曲軸飛輪組。機體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱、汽缸套及油底殼活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸1、機體組1-1、汽缸體是發(fā)動機機體組 的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之間，嚴(yán)格的來說，該部 分要稱為 氣缸體-曲軸箱！因為它上部是一個或若 干個汽缸，下半 部分是支承曲軸的曲軸箱！這兩部分一般都鑄造在 一起，我們通常簡稱汽缸體。因其工作條件高溫高壓、且活塞在其中往復(fù)運動，摩擦很大, 所以氣缸

2、體必須 能耐高溫、耐腐蝕、耐磨損。一般的說，為了滿足以上要求 可以采取以下幾個措施：氣缸體材料、加工精度、結(jié)構(gòu)。在冷卻方面，氣 缸體一般有水冷、風(fēng)冷。像我們摩托車上的發(fā)動機就是風(fēng)冷，一般汽車上的都是以水冷為主，但也裝有風(fēng)扇輔助 降溫1-2、汽缸墊氣缸墊位于氣缸蓋與氣缸體之間又稱氣缸床.其功用是填補氣 缸體和氣缸蓋之 間的微觀孔隙，保證結(jié)合面處有良好的密封性，進而保 證燃燒室的密封 防止氣缸漏氣和水套漏水。常見的金屬-石棉氣缸墊，這種石棉中間夾有金屬絲或金屬屑， 且外覆銅皮或鋼 皮。這種鋼墊厚度為1.22mm ,有很好的彈性和耐 熱性，能反復(fù)使用，但強度較差，厚度和質(zhì)量也不均勻。當(dāng)發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象

3、時，就要考慮汽缸是否燒損：特別是排氣管口附汽缸蓋與汽缸體接縫處有局部漏氣現(xiàn)象， 近常會出現(xiàn)此情況。工作時水箱冒水泡，氣泡越多，說明漏氣 越嚴(yán)重。不過這一 現(xiàn)象當(dāng)汽缸墊破 損不太厲害時，往往不易察覺。為此可在汽缸體與 汽缸蓋接縫處的周圍抹些機油，然后觀察接合處是否也有氣泡冒出， 如冒氣泡就說明汽缸墊漏氣。通常情況下汽缸墊并沒有破損，在此 時，可以將汽缸 墊在火焰上均勻地烤一下，由于加熱之后石棉紙膨脹復(fù)原，在裝回到機器上后就不再漏氣了。這種修理方法可以多次 反復(fù)使用，從而 延長汽缸墊的使用期限。內(nèi)燃機功率下降，當(dāng)汽缸墊破損嚴(yán)重時，內(nèi)燃機根本無法啟 動運轉(zhuǎn)。如汽缸墊在油道和水道的中間地方燒壞了，由于

4、機油在油道中的壓力比水在 水道中的壓力大，所以機油會從油道通過汽缸墊燒 壞的地方鉆人水 道，在水箱中水的表層浮有一層機油。如汽缸墊在汽缸口和汽缸蓋螺紋孔的地方燒壞，則在穿汽缸 蓋螺栓孔中和螺 栓上會產(chǎn)生積碳。如果汽缸墊在汽 缸口和水道之間的某處燒壞，輕者不易發(fā)覺， 功率下降不太明顯，在大油門負荷時沒有什么異常變化。僅是怠速運轉(zhuǎn)時，由于壓 縮力不足，燃燒不良，排出的廢氣才會有少量的藍 煙。較嚴(yán)重時，水箱中才有 咕咯、咕?！钡捻懧?。不過這多在水箱稍缺水的情況下 才顯示出來，水準(zhǔn)下沉?xí)r不明顯。嚴(yán)重時，在工作 中從水箱蓋向外冒熱氣。1-3、汽缸蓋引擎的蓋子及封 閉汽缸的機件（包括水套和汽門及冷卻片），

5、是 氣門機構(gòu)的安裝 基體，也是汽缸的密封蓋。汽缸蓋在內(nèi)燃機 屬于配氣機構(gòu)，主要是用來封閉汽缸上部，構(gòu)成燃燒室。并做為凸輪軸和搖臂軸還有進排氣管的支撐。主要是把空氣吸到汽缸內(nèi)部，火花塞把可燃混合氣體點燃，帶動活塞做功，廢 氣從排氣管排出。汽缸蓋在使用過 程中易發(fā)生的故障是出現(xiàn)裂紋、汽缸蓋積碳增多和發(fā)生變形汽缸蓋易產(chǎn)生故 障的部位有:氣門導(dǎo)管周圍噴油器周圍的水堵?lián)p壞燃燒室周圍易出 現(xiàn)裂紋和積碳，汽缸蓋底部由于制造和拆裝不 當(dāng)易出現(xiàn)變形等。1-4、曲軸箱氣缸體下部用來 安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，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，下曲軸箱用來貯存潤 滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為

6、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)動機的總體布置和機油的容 量。油底殼內(nèi)裝 有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。油 底殼底部還裝有 放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間 裝有襯墊，防止 潤滑油泄漏?，F(xiàn)在大部分汽油 機都裝有PCV閥（曲軸箱強制通 風(fēng)裝置）促使發(fā)動 機換氣，但竄氣 中的污染物“會沉積在PCV閥的周圍，可能使閥堵 塞。如果PCV閥堵塞則污染氣體逆向流入空氣濾清器，污染濾芯， 使過濾能力降低，吸入的混合氣過臟，更加造成曲軸箱的污染，導(dǎo)致燃料消耗增大，發(fā)動機磨損加大，甚至損壞發(fā)動機，

7、因此，須定期 保養(yǎng)PCV,清除PCV閥周圍的污染物。發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，燃燒室內(nèi)的高壓未燃燒氣體、酸、水份、硫和氮的氧化物 經(jīng)過活塞環(huán)與缸壁之間的間隙進入曲軸箱中，與零件磨損產(chǎn)生的金屬粉末混在一起，形成油泥。量少時在油中懸浮，量大時從油中析出，堵塞濾清器和油孔，造成發(fā)動機潤滑困難，引起磨損。止匕外，機油在高溫時氧化會生成漆膜和積碳粘結(jié)在活塞上，使發(fā)動機油耗增 大、功率下降，嚴(yán)重時使活塞環(huán)卡死而拉缸。因此， 定期使用BGl05（潤滑系統(tǒng)高效快速清洗劑）清洗曲軸箱，保持發(fā)動 機內(nèi)部的清潔。1-5、汽缸套氣缸套是一個圓筒形零件，置于機體的氣缸體孔中，上由氣缸蓋 壓緊固定?；钊?在其內(nèi)孔作往復(fù)運動，其

8、外有冷卻水冷卻。缸套分為干缸套和濕缸套兩大類。背面不接觸冷卻水的氣缸套叫干缸套，背面和 冷卻水接觸的氣缸套是濕缸套。干缸套厚度較薄、結(jié)構(gòu)簡單、加工方便。濕缸套直接接觸冷卻水，所以有利于發(fā)動機 的冷卻，有利于 發(fā)動機的小型輕量化。氣缸套分濕式和干式兩種，濕式氣缸套厚度一般為5-7mm ,多 用于柴油機。干 式氣缸套一般壁厚為2-4mm ,多用于汽油機上。當(dāng)氣缸套磨損后幾何形狀、尺寸超限，出現(xiàn)裂紋、嚴(yán)重拉傷或濕 式缸套阻水圈漏水時.需將氣缸套拆下予以更換。拆卸時最好用拉缸器拉出，如無專用工具，可用手錘墊木塊從曲軸箱里往外敲出。1-6、油底殼油底殼是曲軸箱的下半部，又稱為下曲軸箱。作用是封閉曲軸箱作

9、為貯油梢的外殼，防止雜質(zhì)進入，并收集和儲存由柴油機各摩擦 表面流回的潤滑油，散去部分熱量，防止?jié)櫥脱趸?。油底殼（Oil Sump）位于引擎下部：可拆裝，并將曲軸箱密封作 為貯油梢的外殼。油底殼多由薄鋼板沖壓而成，形狀較為復(fù)雜的一 般采用鑄鐵或鋁合金澆鑄成型。油底殼底部最低處還裝有放油螺塞。市面上見到的大 多數(shù)車都是濕式油底殼，之所以命名為濕式油 底殼是由于發(fā)動機的曲軸曲拐和連桿大頭在曲軸每旋轉(zhuǎn)一周都會浸 入油底殼的潤滑油內(nèi)一次，起到潤滑作用，同時由于曲軸的高速運 轉(zhuǎn)，曲拐每次高 速浸入油池內(nèi)都會激起一定的油花和油霧，對曲軸 和軸瓦進行潤滑，稱之為飛濺潤滑。這樣對潤滑油在油底殼內(nèi)的液 面高度就

10、有了一定的要求，如果太低了，曲軸曲拐和連桿大頭不能浸入潤滑油內(nèi)，導(dǎo)致缺少潤滑而順滑曲軸和連桿以及軸瓦；如果潤滑油液面太高又 會導(dǎo)致軸承整個浸入，使曲軸的旋轉(zhuǎn)阻力增大，最終導(dǎo)致發(fā)動機性能下降，同時潤滑油容易進入氣缸燃燒室內(nèi)，導(dǎo)致 發(fā)動機燒機油，火花塞積炭等問題。這種潤滑方式結(jié) 構(gòu)簡單，不需另設(shè)機油箱，但車輛工作的傾斜 度不可過大，否 則會因斷油、漏油而引發(fā)燒瓦拉缸事故。2、活塞連桿組2-1、活塞發(fā)動機好比是汽 車的”心臟“，而活塞則可以理解為是發(fā)動機 的“中樞”，除T身處惡劣的工作環(huán)境外，它還是發(fā)動機中最忙碌的 一個，不斷的進 行著從下止點到上止點、從上止點到下止點的往復(fù) 運動，吸氣、壓 縮、做

11、工、排氣活塞的內(nèi)部為掏空設(shè)計，更像是 一個帽子，兩端的圓孔連接活塞銷，活塞銷連接連桿小頭，連桿大 頭則與曲軸相連，將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的圓周運動。每個活塞的裙體 處都有三條皺紋，是為了安裝兩道氣環(huán)和一道 油環(huán)，且氣環(huán)在 上。在裝配時，兩道氣環(huán)的開口需要錯開，起到密 封的作用。油環(huán)的作用主要是刮除飛濺到缸壁上的多余潤滑油，并將潤滑油刮布均勻。目前廣泛應(yīng)用的活塞環(huán)材料主要有優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、 球墨鑄鐵、合金鑄鐵等。止匕外，活塞環(huán)由于位置不同，它們采用的表面處理也有差別，其中第一道活塞環(huán)外圓面通常進行鍍銘或噴鋁處理，主要是為了改善潤滑和提高活 塞環(huán)的耐磨度。其他活塞環(huán)大都會采用鍍錫或磷化 處理，主要

12、是為了改善耐磨性。由于每缸內(nèi)活塞 的工作環(huán)境略有不同，使得活塞的積碳程度有 差異。如果活塞環(huán)的安裝不當(dāng)或密封性不好，就會導(dǎo)致缸壁上的機油 上竄至燃燒室與 混合氣一起燃燒，引起燒機油現(xiàn)象。若活塞環(huán)與缸 壁的配合間隙過小或活塞環(huán)因積碳被卡死在環(huán)梢內(nèi)等情況，活塞做 上下的往復(fù)運動時，很可能會將氣缸壁刮傷，長時間后會在氣缸壁 上形成很深的溝 紋，也就是常說的“拉缸”現(xiàn)象。氣缸壁有了溝紋， 密封性不良，同樣會造成燒機油的情況。因此應(yīng)定期檢查活塞的工 作狀態(tài)，避免以上兩種情況的發(fā)生，保證發(fā)動機的運行狀況良好?；钊资且环N常見的故障，輕微情況下是因干摩擦將活塞表面拉毛；當(dāng)聽到 發(fā)動機伴有輕微的敲缸聲時，活

13、塞表面已產(chǎn)生金屬 熔著物，此時若不及時維修將出現(xiàn)活塞與汽缸套抱死現(xiàn)象。2-2、活塞環(huán)活塞環(huán)(PistonRing)是用于嵌入活塞梢溝內(nèi)部的金屬環(huán)，活塞環(huán) 分為兩種：壓縮 環(huán)和機油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封燃燒室內(nèi)的可燃混 合氣體；機油環(huán)則用來刮除汽缸上多余的機油。活塞環(huán)是一種具有 較大向外擴張變 形的金屬彈性環(huán)，它被裝配到剖面與其相應(yīng)的環(huán)形 梢內(nèi)。往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運動的活塞環(huán)，依靠氣體或液體的壓力差，在環(huán) 外圓面和氣缸以及環(huán)和環(huán)梢的一個側(cè)面之間形成密封。2-3、活塞銷活塞銷是裝在活塞裙部的圓柱形銷子，它的中部穿過連桿小頭孔,用來連接活塞和 連桿，把活塞承受的氣體作用力傳給連桿。為了減 輕重量，活塞銷一般用

14、優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，并作成空心。活事5*3暹拱2-4、連桿連桿(connecting rod)連桿機構(gòu)中兩端分別與主動和從動構(gòu)件較接以傳遞運 動和力的桿件。在往復(fù)活塞式動 力機械和壓縮機中，用連桿來連接活塞與曲柄。連桿多為鋼件，其主體部分的截面多為圓形或工字形，兩端有孔，孔內(nèi)裝有青銅襯 套或滾針軸承，供裝入軸銷而構(gòu)成較接。連桿是汽車與船舶等發(fā)動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運 動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。 連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的 壓力外，還要承 受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個復(fù)雜的 應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓

15、應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。3、曲軸飛輪組3-1、曲軸引擎的主要旋轉(zhuǎn) 機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下（往復(fù)） 運動變成循環(huán)（旋轉(zhuǎn)）運動。是發(fā)動機上的一個重要的機件，其材 料是由碳素結(jié)構(gòu) 鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸， 連桿頸，（說其他）。由由頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭 孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤滑和兩頭固定點的潤滑. 曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源。也是整個機械系統(tǒng)的 源動力。曲軸斷裂是發(fā)動機嚴(yán)重的機件故障，斷裂一般發(fā)生在曲柄銷和主軸頸與曲柄臂的連接圓角處或軸頸油孔等應(yīng)力集中部位。曲軸斷裂的主要原因

16、：（1）個別用戶由于選用機油不當(dāng)，或者是不注意 主濾”的清洗更換，機油長期使用變質(zhì)；嚴(yán)重的超載、超掛，造成發(fā)動機長期超負荷運行而出現(xiàn)燒瓦事故。由于發(fā)動機燒瓦，曲軸受到嚴(yán)重磨損。（2）發(fā)動機修好后，裝車沒經(jīng)過磨合期，即超載超 掛，發(fā)動機長期 超負荷運行，使曲軸負荷超出容許的極限。（3）在曲軸的修理中采用了堆焊，破壞了曲軸的動力平衡，又沒有做平衡校驗，不平衡量超 標(biāo)，引起發(fā)動機較大的振動，導(dǎo)致曲軸的斷裂。（4）由于路況不佳，車輛又嚴(yán)重超載超掛，發(fā)動機經(jīng)常在扭振臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)行，減振器失 效，也會造成曲軸扭轉(zhuǎn)振動疲勞破壞而斷裂。3-2、飛輪飛輪是一個質(zhì)量 較大的鑄鐵慣性圓盤，它貯蓄能量，供給非作 功行程

17、的需求，帶動整個曲連桿結(jié)構(gòu)越過上、下止點，保證發(fā)動機 曲軸旋轉(zhuǎn)的慣性 旋轉(zhuǎn)的均勻性和輸出扭矩的均勻性，借助于本身旋 轉(zhuǎn)的慣性力，幫 助克服起動時氣缸中的壓縮阻力和維持短期超載時 發(fā)動機的繼續(xù)運轉(zhuǎn)。多缸發(fā)動機的飛輪應(yīng)與曲軸一起進行動平衡， 否則在旋轉(zhuǎn)時因質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生的離心力將引起發(fā)動機振動，并 加速主軸承的磨 損。為了在拆裝時不破壞它們的平衡狀態(tài)，飛輪與曲軸之間應(yīng)有嚴(yán) 格的相對位置，用定位銷或不對稱布置螺栓予以保 證。飛輪常見的損壞 部位是齒圈磨蝕損壞、端面燒蝕、撓曲變形及飛輪螺孔損傷。飛輪總成是發(fā)動機的重要部件，它的運轉(zhuǎn)每分鐘高 達上百轉(zhuǎn)，其重 要性由此可見。3-3、扭轉(zhuǎn)減振器一汽奧迪L

18、8L發(fā)動機的出抽扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)振叁ITMh 2一波形第Ah 3T輪固定fit*L 6 -帶檢.A 節(jié)整片.7一雙頭*世.J大鼻椎r 9鼻性】。帶箱總成如何減小曲軸的 振動，是發(fā)動機曲軸設(shè)計的重要內(nèi)容之一。減 少曲軸振動的常用手段是在曲軸前端安裝減振器。3-4、平衡軸平衡軸技術(shù)（下 圖中白色線框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)）是一項結(jié)構(gòu)簡單并 且非常實用發(fā)動 機技術(shù).它可以有效減緩整車振動，提高駕駛的舒 適性。也許有的消費者會問，為什么要在部分引擎里設(shè)計這個結(jié)構(gòu)? 要搞明白這一問題首先我們需要弄清一件事-“發(fā)動機振動原理”當(dāng)發(fā)動機處在工作狀態(tài)時，活塞的運動速度非?？?，而且速度 很不均勻。當(dāng)活 塞位于上下止點位置時，其速度為

19、零，但在上下止 點中間位置的速 度則達到最高。由于活塞在氣缸內(nèi)做反復(fù)的高速直 線運動，因此必 然會在活塞、活塞銷和連桿上產(chǎn)生較大的慣性力。 雖然連桿上的配重可以有效地平衡這些慣性力，但卻只有一部分運 動質(zhì)量參與直線 運動，另一部分參與了旋轉(zhuǎn)。因而除了上下止點位置外，其它慣性力并不能完全達到平衡狀態(tài)，此時的發(fā)動機便產(chǎn)生 了振動。至 188 www.c<h為了消除這種振 動，設(shè)計者采用了很多方法，例如采用輕質(zhì)的活塞減少運動件的質(zhì)量、提高曲軸的剛度、采用60度夾角的“V”型布置發(fā)動機等 等。增加平衡軸（如上圖中間位置所示部件）也是這些辦法其中之一，簡單說平衡軸其實就是一個裝有偏心重塊并隨 曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸，利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動力，使發(fā)動機獲得良好的平衡 效果，降低發(fā)動機振動。平衡軸可分為單平衡軸和雙平衡軸兩種。單平衡軸顧名思義采用單一平衡軸，利用齒輪傳動方式進行工作，通過曲軸旋轉(zhuǎn)帶動固連的平衡軸驅(qū)動 齒輪、平衡軸從動齒輪以及平衡軸。單平衡軸可以平衡占整個振動 比例相當(dāng)大的一階振動，使發(fā)動機的振動得到明顯改善。由于單平衡軸結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，因而在單缸和小排量發(fā)動機中應(yīng)用較為廣泛。而雙平衡軸則采用的是鏈傳動方式帶動兩根平衡軸轉(zhuǎn)動，其中一根