知识点二 发动机活塞连杆组的拆装《汽车发动机构造与维修》河南省（对口招生）交通运输类 知识点讲解

河南省（对口招生）交通运输类 《汽车发动机构造与维修》 知识点讲解 二、发动机活塞连杆组的拆装 【课程要求】 1. 能描述活塞连杆组和曲轴飞轮组的组成、功用及连接关系。 2. 能正确使用工具对活塞连杆组进行分解、检测和组装。 3. 能按照维修手册规范完成活塞环“三隙”及活塞磨损的检验。 4. 能通过异响特征初步诊断活塞敲缸、活塞销响等常见故障。 5. 能遵守安全规程，正确执行活塞加热、螺栓拧紧等操作。 【知识网络】 【知识要点】 知识点 1 活塞的功用、结构与检验 1. 功用与结构 活塞与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，承受气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。一般由铝合金铸造。结构分为顶部（构成燃烧室）、头部（安装活塞环）、裙部（导向和承受侧压力）。 2. 分类 汽油机活塞顶部有平顶、凸顶、凹顶、成型顶等；柴油机活塞顶部有半球形顶、直喷形顶、W形顶、U形顶等。 3. 耗损形式 主要耗损形式有磨损、破损、刮伤、顶部烧蚀和脱顶。 4. 耗损检验 活塞环槽磨损用塞尺测量环槽宽度；活塞裙部磨损通过测量裙部直径判断；非正常耗损通过外观检验。 知识点 2 活塞环的类型与检验 1. 活塞环分类 按功用分为气环（密封、传热、刮油布油）和油环（刮油、布油）。材料常用优质灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁。 2. 气环的结构 按切口形状分直边切口、阶梯式切口、斜边切口（斜角30°或45°）。按断面形状分矩形环、锥面环、扭曲环、反扭曲环、梯形环、桶面环。 3. 油环的结构 常见整体式和组合式，目前广泛应用组合式油环（由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成）。 4. 活塞环的耗损与检验 耗损形式：磨损、弹性减弱、折断。维修中作为易损件直接更换。 检验项目： 弹力检验：用检验仪或凭经验按压端口。 漏光度检验：将环放入气缸，下放灯泡上盖盖板，观察漏光缝隙。技术要求：端口左右30°内无漏光；同一环上漏光点不超过两处，每处弧长对应圆心角≤25°，总和≤45°；漏光缝隙≤0.03mm。 “三隙”检测：端隙（活塞环开口间隙）、侧隙（环与环槽侧面间隙）、背隙（环与环槽底部间隙）。 知识点 3 活塞销的结构与装配 1. 结构与作用 活塞销连接活塞与连杆小头，传递气体作用力。为厚壁空心圆柱，内孔有圆柱形、两段截锥形等。材料为中碳钢。 2. 装配形式 全浮式：活塞销在连杆小头孔和活塞销孔中均能转动，用卡簧轴向定位。 半浮式：活塞销用螺栓夹紧在连杆小头孔内，只在活塞销孔内转动，不装卡簧和衬套。 3. 耗损 主要形式是磨损，通过测量圆度和圆柱度判断磨损程度。 知识点 4 连杆的结构与耗损 1. 组成与作用 连杆包括连杆杆身、连杆轴承盖、连杆螺栓和连杆轴承。作用是将活塞力传给曲轴，把往复运动变为旋转运动。 2. 结构 由小头（连接活塞销）、杆身、大头（连接曲柄销）组成。小头与活塞销连接方式分全浮式和半浮式。大头切口形式有平切口（汽油机常用）和斜切口（30°-60°夹角，柴油机常用）。 3. 耗损形式 主要形式有弯曲和扭曲变形、连杆衬套磨损、连杆大头断面磨损、连杆螺栓螺纹损伤等。 知识点 5 曲轴的结构与检测 1. 曲轴的作用与分类 作用：将活塞连杆传来的力转变为转矩，驱动传动系统、配气机构等。分类：按连接方法分整体式和组合式；按主轴颈数分全支承和非全支承。 2. 曲轴组成 由单元曲拐构成，每个曲拐包括一个曲柄销、左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈。曲柄臂形状有方形、圆形、椭圆形。平衡重用于平衡旋转惯性力及其力矩。 3. 曲拐布置与点火顺序 四缸直列：曲拐在同一平面内，点火间隔180°，顺序1-3-4-2或1-2-4-3。 六缸直列：曲拐互成120°，点火间隔120°，顺序1-5-3-6-2-4。 V6：3个曲拐互成120°，点火顺序R1-L3-R3-L2-R2-L1。 4. 曲轴检测 裂纹检测：磁力探伤法或浸油敲击法。 弯曲检测：以两端主轴颈公共轴线为基准，测量中间主轴颈径向圆跳动。 扭曲检测：将第一缸和最后一缸连杆轴颈转到水平，测量高度差。 轴颈磨损：用外径千分尺测量圆度和圆柱度。 径向间隙：用塑料线规法测量。 轴向间隙：用百分表撬动曲轴端面测量。 知识点 6 飞轮、主轴承与平衡机构 1. 飞轮 转动惯量大的盘形零件，作用：贮存能量、提高运转均匀性、克服短时超负荷、传递动力给离合器。更换飞轮或齿圈后需进行动平衡试验。 2. 主轴承与止推片 连杆轴承和主轴承均由上下两片轴瓦对合而成。止推片与主轴承做成一体的称为止推轴承，一般安装在曲轴中间主轴颈上。轴瓦有双层结构（钢背+减磨合金）和三层结构（钢背+减磨合金+软镀层）。 3. 平衡机构 曲柄臂上的平衡重只能平衡旋转惯性力，往复惯性力需用专门的平衡机构。 知识点 7 活塞连杆组拆装任务实施流程 1. 从机体拆下活塞连杆组 将活塞连杆旋转至下止点，清洁气缸并清除缸肩。检查并做装配标记（气缸序号、方向记号）。分两次旋松连杆螺母，用橡胶锤轻敲螺栓取出连杆盖，取下连杆轴承。套上螺栓保护套，用榔头柄推出活塞连杆组，按气缸顺序摆放。 2. 分解活塞连杆组 用活塞环拆装器拆下气环，用手拆下组合油环，清理积炭。用卡簧钳取出活塞销卡簧，加热活塞至60℃以上，压出活塞销。清洁检查各零件，更换损坏件（如活塞环弹性减弱、活塞磨损严重）。 3. 安装新的活塞连杆组 活塞环开口错开120°，且不能对着活塞销端；有“TOP”标记的一面朝向活塞顶部。活塞顶部箭头指向皮带轮侧。将活塞连杆组装入气缸时使用活塞环夹紧箍。安装活塞销需加热活塞至60℃以上。注意连杆所属气缸和方向（有标记一侧朝发动机前部）。连杆螺栓拧紧力矩符合规定。 4. 复查标记，清理工具和工位 复查各标记是否对正,精益求精,减少返工。 知识点 8 曲柄连杆机构常见异响诊断 1. 活塞敲缸响 现象：怠速时气缸上部清晰“嗒嗒”声；低温明显，温度升高减弱或消失；断火后响声减弱或消失。 原因：活塞与气缸壁间隙过大；润滑不良。 检查：听诊+断火试验+往气缸注机油（响声暂消后重现可确诊）。 2. 活塞销响 现象：怠速或中速时侧上部尖脆“嗒嗒”声；抖动油门时响声清脆连贯；温度升高不减弱；断火后减弱或消失，恢复工作时有一两次响声。 原因：活塞销与连杆小头衬套或销座孔配合松旷；润滑不良。 3. 连杆轴承响 现象：突然加速时连续明显敲击声，清脆短促坚实，随转速负荷增大而增强；温度变化不影响；断火后响声减弱或消失。 原因：润滑不良或配合不当导致烧损；轴承质量差或装配间隙不当；连杆轴颈失圆。 4. 主轴承响 现象：突然加速时沉重连续响声，比连杆轴承响钝重，发动机震动；随转速负荷增大而增强；单缸断火无变化，相邻两缸断火明显减弱；机油压力下降。 原因：主轴颈与轴承配合松旷；润滑不良烧坏；曲轴弯曲或轴向间隙大。 【练习题】 一、单项选择题 1. 活塞环中主要起密封和传热作用的是（） A. 气环 B. 油环 C. 组合环 D. 挡圈 2. 测量活塞环端隙时，应将活塞环放入（） A. 活塞环槽内 B. 气缸内 C. 油底壳内 D. 曲轴箱内 3. 下列不属于活塞环“三隙”的是（） A. 端隙 B. 侧隙 C. 背隙 D. 顶隙 4. 活塞销采用全浮式装配时，为防止其轴向窜动刮伤气缸壁，需安装（） A. 弹簧垫圈 B. 开口销 C. 卡簧 D. 锁片 5. 汽油机连杆大头的切口形式一般采用（） A. 斜切口 B. 平切口 C. 阶梯切口 D. 圆弧切口 6. 曲轴轴向间隙的测量工具是（） A. 外径千分尺 B. 内径百分表 C. 百分表 D. 塞尺 7. 活塞敲缸响的典型特征是（） A. 温度升高后响声加重 B. 单缸断火后响声增强 C. 冷车时明显，热车后减弱或消失 D. 响声随负荷减小而增大 8. 安装活塞环时，带有“TOP”标记的一面应朝向（） A. 活塞裙部 B. 任意方向 C. 活塞顶部 D. 活塞底部 二、填空题 1. 活塞的基本结构可分为顶部、______和裙部三个部分。 2. 活塞环按功用可分为气环和______。 3. 活塞环漏光度检验时，在活塞环端口左右______度范围内不应有漏光点。 4. 曲轴按主轴颈数的多少分为全支承曲轴和______曲轴。 5. 测量曲轴径向间隙通常采用______法。 6. 连杆大头的结合面与连杆轴线垂直的称为______切口连杆。 7. 活塞销与连杆小头孔和活塞销孔均能转动的装配形式称为______。 8. 飞轮更换或修整工作平面后，必须进行______试验。 三、判断题 1. 汽油机活塞顶部结构有平顶、凸顶、凹顶等，其中平顶应用最广。（） 2. 组合式油环由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成。（） 3. 活塞环的背隙是指活塞环与环槽侧面的间隙。（） 4. 四冲程直列六缸发动机的曲拐互成180°。（） 5. 曲轴弯曲检测时，以两端主轴颈的公共轴线为基准测量中间主轴颈的径向圆跳动。（） 6. 活塞敲缸响在发动机温度升高后通常会加重。（） 7. 安装活塞连杆组时，活塞顶部的箭头应指向飞轮侧。（） 8. 连杆螺栓拆装时需分两次拧松或拧紧，且达到规定扭矩。（） 四、简答题 1. 简答题：简述活塞环“三隙”的定义及检测目的。 2. 案例分析：一辆轿车冷车起动后，发动机上部发出有节奏的“嗒嗒”声，温度升高后响声消失，怠速时明显，单缸断火试验响声减弱。请分析故障原因，并说明如何进一步确诊。 3. 简答题：曲轴轴向间隙和径向间隙分别如何检测？标准值不符合要求时有何危害？ 4. 名词解释：全浮式活塞销。 【答案】 一、单项选择题 1. A 2. B 3. D 4. C 5. B 6. C 7. C 8. C 二、填空题 1. 头部 2. 油环 3. 30 4. 非全支承 5. 塑料线规 6. 平 7. 全浮式 8. 动平衡 三、判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. × 5. √ 6. × 7. × 8. √ 四、简答题/案例分析 1. 活塞环“三隙”指端隙、侧隙和背隙。端隙是活塞环在气缸内开口处的间隙，防止受热膨胀卡死；侧隙是环与环槽侧面的间隙，保证环在槽内活动；背隙是环内圆与环槽底部的间隙，保证背压建立和存油。检测目的是确保活塞环在高温工作时有合理膨胀空间，保证密封和润滑。 2. 故障原因：活塞与气缸壁间隙过大导致的活塞敲缸响。进一步确诊方法：将发动机熄火，拆下怀疑气缸的火花塞，向气缸内注入少量机油，转动曲轴几圈后装回火花塞，重新起动发动机。若响声暂时减弱或消失，过一会儿又重复出现，则可确诊为该缸活塞敲缸响。 3. 曲轴轴向间隙检测：用百分表测量杆垂直顶住曲轴端面，用螺丝刀撬动曲轴前后移动，百分表读数差即为轴向间隙。径向间隙检测：在轴颈上放塑料线规，装好轴承盖并拧紧至规定扭矩，拆下后测量压扁的塑料线规宽度。间隙过大会导致冲击和油压下降，过小会导致烧瓦抱轴。 4. 全浮式活塞销是指活塞销在工作时可以在连杆小头孔和活塞销孔中均能自由转动的装配形式。为防止轴向窜动刮伤气缸壁，在活塞销孔外侧安装卡簧或挡圈。这种形式可使活塞销沿圆周均匀磨损。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $