单元二曲柄连杆机构构造与维修.docx

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单元二曲柄连杆机构构造与维修

单元二曲柄连杆机构构造与维修

一、填空题

1．曲柄连杆机构由__缸体与曲轴箱__、__活塞连杆组__和_曲轴飞轮组___等三部分构成。

2．发动机各个机构和系统的装配基体是___机体组___。

3．活塞连杆组由__活塞___、__活塞环__、__活塞销___、和___连杆___等组成。

4．活塞环包括__气环__和__油环___两种。

5．在安装气环时，各个气环的切口应该__错位___。

6．油环分为_普通油环__和组合油环两种，组合油环一般由___刮片___和___衬簧__组成。

7．在安装扭曲环时，还应注意将其内圈切槽向__上____，外圈切槽向___下__，不能装反。

8．活塞销通常做成___空心____圆柱体。

9．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用___全浮式____。

10．连杆由__小头___、__杆身____和__大头___三部分组成。

连杆__小头_与活塞销相连。

11．曲轴飞轮组主要由__曲轴____和__飞轮___以及其他不同作用的零件和附件组成。

12．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的_正时齿轮__，驱动风扇和水泵的__皮带轮___止推

片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有__启动爪____，以便必要时用人力转动曲轴。

13．飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志，用以作为调整和检查___点火____正时和___配气___正时的依据。

14．V8发动机的气缸数为___8____缸。

15．V8发动机全支承式曲轴的主轴颈数为___5___。

二、判断题

1．柴油机一般采用于缸套。

（X）

2．当缸套装入气缸体时，一般缸套顶面应与气缸体上面平齐。

（X）

3．在柴油机的气缸盖上，除设有进排气门座外，还设有火花塞座孔。

（X）

4．有正反面的气缸垫在安装时应把光滑的一面朝向气缸盖。

（X）

5．为了使铝合金活塞在工作状态下接近一个圆柱形，冷态下必须把它做成上大下小的截锥体。

（√）

6．活塞环在自然状态下是一个封闭的圆环形。

（X）

7．扭曲环是在矩形环的基础上，内圈上边缘切槽或外圈下边缘切槽，不能装反。

（√）

8．连杆的连接螺栓必须按规定力矩一次拧紧，并用防松胶或其他锁紧装置紧固。

（X）

9．曲轴前端的甩油盘的外斜面应向后，以免油被甩出。

（√）

10．曲轴后端回油螺纹的旋向应为左旋。

（X）

11．按1—5一3一6—2一4顺序工作的发动机，当一缸压缩到上止点时，五缸处于进气行程。

（√）

12．活塞环的泵油作用，可以加强对气缸上部的润滑，因此是有益的。

（X）

13．偏置梢座的活塞，其梢座的偏移方向应朝向作功行程时活塞受侧压大

的一侧。

（√）14．活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较大的一面。

（X）

15,采用全浮式连接的活塞稍，无论在装配时，还是在发动机工作时，活塞梢均能在活塞销座孔中自由转动。

（√）

16．各种形式曲轴的曲拐数都与气缸数相同。

（X）

17.为了气缸的密封不论是干式缸套，还是湿式缸套，在压入气缸体以后，都应使气缸套顶面与气缸体上平面平齐。

（X）

18.由于各个气缸的磨损量不均匀，因此世削后的气缸修理尺寸应不同。

（X）

19.校正连杆一般是先校正弯曲后校正扭曲。

（X）

20.活塞与气缸壁间隙过大易出现“拉缸”。

（X）

21.活塞连杆组装后，需要在连杆检验器上检验连杆大端孔中心线与活塞裙部中心线的平行度。

（X）

22.活塞在气缸内作匀速直线运动。

（   X）

23.多缸发动机的曲轴肯定是全支承曲轴。

（  X ）

24.斜切口的连杆大头，通常是用连杆螺栓的圆柱面来定位。

（ X ）

25.采用双金属活塞的目的是为了提高活塞强度。

（ X ）

26.连杆杆身采用工字形断面主要是为了减轻质量，以减小惯性力。

（  √ ）

27.连杆轴颈也叫曲拐。

（  × ）

28.活塞在工作中受热膨胀，其变形量裙部大于头部。

（ ×）

29.燃烧室容积越大，压缩比越大。

（ × ）

30.为防止缸盖变形，拧紧缸盖螺栓的步骤是先中间、后四周，一次性按规定力矩拧紧。

（ ×）

三、选择题（有一项或多项正确）

1．曲柄连杆机构工作条件的特点是（ABCD）。

A．高温B．高压C．高速D．化学腐蚀

2．曲柄连杆机构在运动过程中受（AC）的作用。

A．气体作用力B．摩擦力C．运动质量惯性力D．外界阻力

3．在作功行程时，面对发动机，气缸的（D）磨损严重。

A．左侧B．右侧C．前部D．后部

5．在将气缸盖用螺栓固定在气缸体上,拧紧螺栓时,应采取下列方法

（AC）。

A．由中央对称地向四周分几次拧紧

B．由中央对称地向四周分一次拧紧

C．由四周向中央分几次拧紧

D．由四周向中央分几次拧紧

6．对于铝合金气缸盖，为了保证它的密封性能，在装配时，必须在（C）状态下拧紧。

A．热状态　　　B．冷状态C．A，B均可D．A，B均不可

8．为了保证活塞能工常工作，冷态下常将其沿径向做成（A）的椭圆形。

A．长轴在活塞销方向　　　　　　　B．长轴垂直于活塞销方向

C．A、B均可　　　　　　　　　　　D．A、B均不可。

9．在装配P形或T形槽的活塞时，应将槽口位于从发动机前面向后看的（C）。

A．左面　　　　　　　B．右面　　　C．前面　　D．后面

10．在负荷较高的柴油机上，第一环常采用（D）。

A．矩形环　　　　　　B．扭曲环　　　C．锥面环　　　　D．梯形环

11．V形发动机曲轴的曲拐数等于（A）。

A．气缸数　　　　　　　　　　　　B．气缸数的一半

C．气缸数的一半加l　　　　　　　　　D．气缸数加1

12．直列式发动机的全支承曲轴的主轴颈数等于（D）。

A．气缸数　　　　　　　　　　　　B．气缸数的一半

C．气缸数的一半加l　　　　　　　　D．气缸数加1

13．按1一2一4一3顺序工作的发动机，当一缸压缩到上止点时，二缸活塞处于（A）行程下止点位置。

A．进气　　　　　B．压缩　　　C．作功　　　　　D．排气

14．与发动机发火次序有关的是（D）。

A．曲轴旋向B．曲拐的布置C．曲轴的支承形式D．A、B、C

15．活塞在制造中，其头部有一定锥度，主要是由于（C）。

A.材料　B.可减少往复运动惯性力

C.活塞在工作中受热不均匀D.润滑可靠

16.扭曲环所以会扭曲是因为（B）.

A.加工成扭曲B.环断面不对称

C.气体压力的作用D.惯性力的作用

17.发动机气缸磨损的检验，主要测量其（D）。

A.直线度和同轴度B.平行度和平面度

C.垂直度和圆跳动D.圆度和圆柱度

18.测量气缸直径时，当量缸表指示到（B）时，即表示All杆垂直于气缸轴线。

A.最大读数B.最小读数C.中间值读数D.任一读数

19.为了减轻磨损，通常对（A）进行镀格。

A.第一道环B.所有气环C.油环D.气环和油环

20.活塞的最大磨损部位一般是（D）。

A.头部B.裙部C.顶部D.环槽

21.若连杆检验仪的量规的上All点与平板接触，下面两测点与平板存在相等的间隙，则表明连杆发生了（A）。

A.弯曲　　　　　B.扭曲　　　　C.双重弯曲　　　　D.弯曲与扭曲

22.连杆的弯，扭校正经常在（B）下进行。

A.高温　　　　　B.常温　　　　C.高压　　　　　　D.低压

23.汽油机活塞裙部的膨胀槽一般开在工作行程（D）的对面。

A.受离心力较大处B.受离心力较小处

B.受侧向力较大处D.受侧向力较小处

24.正扭曲环正确的安装方向是（C）。

.

A.外切口向上、内切口向下　　　B.外切口向上、内切口向上

B.外切口向下、内切口向上　　　D.外切口向下、内切口向下

四、名词解释

1．全浮式活塞销：

发动机活塞销能在连杆衬套和活塞销座孔中自由转动的活塞销称为全浮式活塞销。

2．曲拐：

由连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴构成的称曲拐。

3．全支承式曲轴：

在相邻的两个曲拐间都有主轴颈支承的曲轴称全支承式曲轴。

4．扭曲环：

气环在安装后由于弹性内力使断面发生扭转的称扭曲环。

五、问答题

1．曲柄连杆机构有何功用？

答：

曲柄连杆机构是发动机实现热功转换的主要机构。

其主要功用是将气缸内气体作用在活塞上的力转变为曲轴的旋转力矩，从而输出动力。

2．曲柄连杆机构主要组成有哪些？

答：

曲柄连杆机构主要包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分。

在有些发动机上，为平衡曲柄连杆机构的振动，还装有平衡轴装置。

3．机体组主要包括哪些零件？

答：

主要包括气缸体、气缸盖、气缸垫等。

4．活塞连杆组主要包括哪些零件？

答：

主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴承等。

5．曲轴飞轮组主要包括哪些零件？

答：

主要包括曲轴、曲轴主轴承和飞轮等。

6．气缸体主要由几种结构形式？

答：

根据气缸的排列形式，气缸体有直列式、卧式和V型三种结构形式。

7．曲轴箱有几种结构形式？

各有何特点？

答：

气缸体下部包围着曲轴的部分称上曲轴箱。

曲轴箱有三种结构形式：

曲轴箱底平面与曲轴中心线平齐的为平分式，此结构形式便于加工，多用于中小型发动机上；曲轴箱下平面位于曲轴中心线以下的为龙门式，此结构形式强度和刚度均比平分式大，但工艺性较差，多用于大中型发动机；隧道式的主轴承座孔为整体式，其强度和刚度最高，但工艺性差，只用于少数机械负荷较大、采用组合式曲轴的发动机。

8．什么是水套？

答：

为了保证发动机的正常工作温度，在水冷式发动机的气缸体和气缸盖内设有充水空腔，称之为水套。

9．为何镶气缸套？

答：

活塞在气缸内运动，气缸表面必须耐磨，但气缸体全部用优质耐磨材料制造，其成本较高；为此，除一些小型发动机外，在大、中型的发动机气缸内一般镶有气缸套。

10．气缸套有几种？

各有何特点？

答：

气缸套有干式和湿式两种。

干式缸套不与冷却水接触，冷却效果较差，但加工和安装都比较方便，其壁厚一般为1~3mm。

湿式缸套外表面直接与冷却水接触，所以冷却效果好，但加工和安装工艺复杂，壁厚一般为5~9mm。

24．气缸垫有何功用？

损坏后如何修理？

答：

气缸垫安装在气缸盖与气缸体之间，其功用是保证气缸体与气缸盖的接合面密封。

气缸垫的常见故障是烧蚀击穿，其原因主要是气缸盖和气缸体平面不平、气缸盖螺栓拧紧力矩不符合标准、气缸垫质量不好。

气缸垫烧蚀击穿部位一般在水孔或燃烧室孔，会导致发动机漏气或冷却水进入润滑油中，损坏的缸垫只能更换，不需修理。

25．活塞有何功用？

答：

活塞的功用主要是承受气缸中气体的压力，并将此压力传给连杆，以推动曲轴旋转；此外，活塞的顶部还与气缸盖和气缸体共同组成燃烧室。

26．活塞有几部分组成？

有何结构特点？

答：

活塞主要由顶部、头部和裙部三部分组成，在活塞裙部的上部有活塞销座。

27．活塞有何结构特点？

答：

（1）活塞顶部是燃烧室的组成部分，承受高温气体的压力。

活塞的顶部有平顶、凸顶、凹顶、成形顶等不同形状，有些活塞顶部在与气门对应的位置上有凹坑，是为防止活塞在上止点与气门相碰而设的。

活塞缸位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也刻在活塞顶部。

（2）活塞头部。

是指活塞环槽以上的部分，主要用来安装活塞环，以实现气缸的密封。

活塞头部加工有安装活塞环的环槽，一般有3~4道环槽，最下面一道环槽安装油环，其它环槽安装气环。

油环环槽底部的孔是让气缸壁上多余的润滑油通过活塞内腔流回曲轴箱。

有些油环槽的底部是一条较窄的槽，除回油作用外，还有减少活塞头部向裙部传递热量的作用，所以称之为隔热槽，有些活塞的隔热槽设在油环槽下方的活塞裙部。

还有些活塞在第一道环槽的上方设有隔热槽，以减少活塞顶部向下传递的热量。

（3）活塞裙部。

活塞环槽以下的部分称活塞裙部，为活塞的往复运动起导向作用。

在常温下活塞裙部断面制成长轴垂直于活塞销方向的椭圆形，以保证在热态下活塞与气缸的配合间隙均匀。

在常温下活塞呈上小下大的锥形。

有些活塞裙部除设有隔热槽外，还有膨胀槽，膨胀槽可使活塞裙部具有一定的弹性，在低温时与气缸的配合间隙较小，且高温时又不致在气缸中卡死。

膨胀槽必须斜切，不能与活塞轴线平行，以防导致气缸磨损不均匀。

为防止切槽处裂损，在隔热槽和膨胀槽的端部都必须加工止裂孔。

活塞裙部开槽会降低其强度和刚度，一般只适用于负荷较小的发动机。

为限制活塞裙部的膨胀量，有些活塞在销座中镶铸有膨胀系数较低的“恒范钢片”。

（4）活塞销座。

活塞销座位于活塞裙部的上部，加工有座孔，用以安装活塞销。

在活塞销座孔内一般加工有卡环槽，以便安装活塞销卡环，防止活塞销工作时轴向窜动。

有些活塞销座上加工有油孔，以便飞溅的润滑油对活塞销与座孔进行润滑。

为减小活塞销座处受热后的变形量，有些活塞的销座外表面是凹陷的。

在活塞内腔的活塞销座与活塞顶部之间一般铸有加强筋，以提高活塞的刚度。

28．什么是活塞销偏置？

有何作用？

答：

活塞销座孔轴线通常向活塞中心线左侧（由发动机前方看）偏移1~2mm，称之为活塞销偏置，目的是防止活塞在受气体压力较大的压缩上止点换向时，撞击气缸壁而产生“敲缸”。

34．活塞的拆装应注意什么？

答：

在拆装时不允许各缸活塞互换。

因此，从气缸内拆出活塞时，必须注意活塞顶部有无缸位标记，如果没有应作缸位标记。

活塞的方向一般不能装错，在活塞顶部有箭头、缺口标记的通常应朝向发动机前方，裙部有膨胀槽的应朝向承受侧压力较小的一侧（发动机顺时针转动，从前方看为右侧）。

35．更换新活塞时应注意什么？

答：

应选用与气缸标准尺寸或修理尺寸等级相同的活塞，同一台发动机应先用同一厂牌的一组活塞。

此外还必须对活塞进行质量选配和与气缸的选配。

36．为何进行活塞质量选配？

答：

为保证发动机的平衡，更换新活塞时必须仔细称量活塞的质量，新活塞质量与旧活塞应相同，即使加大尺寸的活塞也应如此。

同组活塞的质量误差不应超过规定值，否则应适当车削裙部内壁或重新选配，如切诺基Ⅰ-4规定不超过4g。

37．为何进行活塞与气缸选配？

答：

活塞与气缸选配的目的是保证其配合间隙符合标准。

测量活塞裙部直径和气缸直径，并计算其配合间隙，若旧活塞与气缸配合间隙超过使用极限，应更换新活塞及活塞环，或对气缸进行搪磨后更换加大尺寸的活塞及活塞环。

更换的新活塞与气缸的配合间隙应符合标准。

38．如何测量活塞直径？

答：

活塞直径应在垂直活塞销方向的裙部进行测量，测量的位置各型发动机有不同的规定，应按原厂规定位置测量活塞直径。

39．活塞环有几种？

各有何功用？

答：

活塞环安装在活塞环槽内，按其功用可分为气环和油环两类。

气环又称压缩环，其功用是密封活塞和气缸之间的间隙，防止漏气和窜油，并将活塞承受的热量传给气缸。

油环的功用是刮去气缸壁上多余的润滑油，并在气缸壁上均匀布油。

一般发动机上装有2~3道气环和一道油环。

40．拆装活塞环应注意什么？

答：

拆装气环应使用专用卡钳，若手工拆装活塞环时，应先用布包住活塞环开口端部，然后用两手拇指使活塞环开口张大，不允许使环开口两端上下错开，以免活塞环变形或折断。

安装非矩形断面的气环时，应注意活塞环端面上是否有“TOP”等标记，有标记的一面应向上。

内切口扭曲环的切口应向上，外切口扭曲环的切口应向下。

活塞环装反，会导致漏气和窜油。

组合式油环的安装顺序是衬簧、上刮油钢片、下刮油钢片，衬簧接头处不能重叠过多，安装后两刮油钢片开口应相对并与衬簧接头错开90°。

活塞环开口方向的布置直接影响气缸的磨损和密封性，开口方向的布置形式很多，但最好按原车要求进行。

常见的活塞环开口方向布置形式如图2—32所示。

除全裙式活塞外，一般活塞环开口不应与活塞销对正，同时开口应尽量避开作功时活塞与气缸壁接触的左侧。

41．如何选配活塞环？

答：

更换活塞环时，应选用与气缸、活塞同一修理尺寸级别的活塞环，同时还应检查其侧隙和开口间隙是否符合标准，以保证活塞环与环槽、气缸的良好配合。

检查活塞环开口间隙时，将活塞环放入气缸内，使活塞倒置将活塞环推到正常行程的下极限位置，然后用塞尺插入活塞环开口检查其间隙值，如图2—33所示。

活塞环开口间隙过小，可进行锉修；活塞环开口间隙过大或有其它损坏，则必须更换。

42．活塞销有何功用和结构特点？

答：

活塞销的功用是将活塞和连杆连接在一起，将活塞承受的气体压力传给连杆。

活塞销为空心管状结构，外表面为圆柱形，内孔形状有圆柱形、截锥形和组合形。

43．活塞销与活塞销座孔和连杆的连接方式有几种？

答：

有半浮式和全浮式两种。

半浮式连接是在发动机工作时，活塞销与座孔为间隙配合，而活塞销与连杆小头为过盈配合，活塞销只能在座孔内浮动。

全浮式连接是在发动机工作时，活塞销与连杆小头和座孔均为间隙配合，活塞销可在座孔和连杆小头的衬套孔内自由转动。

44．如何拆装活塞销？

答：

采用半浮式连接的活塞销，必须在压床上拆卸或安装，在维修中若不更换活塞，就不必拆下活塞销。

采用铝合金活塞时，活塞销在常温下与座孔为过渡配合，安装时先将活塞在温度为70~80℃的水中或油中加热，然后再将活塞销装入。

拆卸活塞销时，应将活塞和连杆按缸位摆放好，以免装错。

同时还应注意活塞与连杆上是否有安装方向标记，如果没有应作标记，以便安装时保证其正确的方向。

56．曲轴的支承形式有几种？

答：

按曲轴的主轴颈数，可将曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴。

在相邻的两个连杆轴颈之间，都设有主轴颈的曲轴称全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。

显然全支承曲轴的主轴颈数比连杆轴颈数多一个，而非全支承曲轴的主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。

57．曲轴扭转减振器有何功用？

答：

发动机工作时，经连杆传给曲轴的作用力呈周期性变化，所以使曲轴旋转的瞬时角速度也呈周期性变化。

安装在曲轴后端的飞轮，由于转动惯量较大，其瞬时角速度比较均匀。

这样就造成曲轴相对于飞轮转动时快时慢，使曲轴产生扭转振动。

为消减曲轴的扭转振动，在发动机曲轴前端多装有扭转减振器。

扭转减振器有橡胶式、摩擦式、硅油式等多种形式，常用的是橡胶式扭转减振器。

58．如何检查与修理曲轴裂纹？

答：

曲轴裂纹一般发生在轴颈两端过渡圆角处或油孔处，裂纹较严重时，可观察到或用锤子轻轻敲击平衡重从发出的声音来判断，有裂纹时声音钝哑。

检查裂纹的最好方法是在专用的磁力探伤仪上进行磁力探伤。

曲轴裂纹可进行焊修，但一般均更换新件。

59．如何检查与修理曲轴弯曲？

答：

曲轴弯曲的检查如图2—50所示。

将曲轴放在检测平板上的V型架上，百分表指针抵触在中间主轴颈上，转动曲轴一圈，百分表指针的摆差（径向圆跳动误差）一般应不超过0.04~0.06mm。

曲轴弯曲较轻（径向圆跳动误差小于0.1mm）时，一般可经磨削曲轴后消除。

弯曲严重的曲轴必须进行校正，必要时更换曲轴。

60．如何检查与修理曲轴磨损？

答：

曲轴轴颈的磨损可用外径千分尺测量其直径来确定，测量部位如图2—52所示。

轿车发动机曲轴轴颈的圆度和圆柱度（计算方法与气缸类似）一般超过0.01~0.0125mm时，应进行磨削修理，轴颈直径达到其使用极限时应更换曲轴。

曲轴主轴颈磨损严重失圆时，发动机熄火后曲轴往往停在同一位置上，发动机起动时则飞轮上总是局部的几个齿与起动机齿轮啮合，所以可根据飞轮齿圈磨损情况判断。

连杆弯曲变形可导致连杆轴颈锥形磨损，所以连杆轴颈圆柱度过大时，应检查曲轴是否有弯曲变形。

61．如何磨削曲轴？

答：

曲轴磨削加工应在专用磨床上进行，工艺要点如下：

（1）磨削曲轴前应先确定修理尺寸，并购置选配轴承。

一般发动机曲轴的主轴颈和连杆轴颈均有标准尺寸和级差为0.25mm的2~4级缩小修理尺寸，并配有相应尺寸的轴承，少数曲轴无修理尺寸。

选择的修理尺寸应小于或等于磨削加工后可能得到的最大轴颈尺寸。

（2）同一曲轴的所有轴颈应按同一级修理尺寸进行磨削，以保证曲轴的动平衡。

（3）轴颈磨削尺寸应根据选定的修理尺寸和轴承的实际尺寸进行磨削加工，并保证规定的配合间隙。

（4）曲轴磨削后，其轴颈圆度和圆柱度应小于0.005mm，表面粗糙度应达到Ra0.2μm以上，尺寸公差应不大于0.02mm。

（5）曲轴的轴颈两端应加工1~3mm的过渡圆角，润滑油孔应加工0.50~1.00mm×45°的倒角，并除净毛刺。

62．如何检查与调整曲轴轴向间隙？

答：

检查曲轴轴向间隙时，可将百分表指针抵触在飞轮或曲轴的其它端面上，用撬棒前后撬动曲轴，百分表指针的最大摆差即为曲轴轴向间隙。

也可用塞尺插入止推垫片与曲轴的承推面之间，测量曲轴的轴向间隙。

曲轴轴向正常间隙一般为0.07~0.17mm，允许极限一般为0.25mm。

间隙过大或过小，可通过更换止推垫片来调整。

63．飞轮有何功用？

答：

飞轮的主要功用是：

贮存作功行程中的部分能量，以便在其它行程带动曲柄连杆机构工作；保证曲轴运转均匀，克服短时间的超负荷；通过飞轮齿圈与起动机小齿轮啮合，以便起动发动机；通过飞轮将发动机的动力传递给离心合器或自动变速器。

64．飞轮有何结构特点？

答：

飞轮是一个转动惯量较大的金属圆盘，飞轮外缘一般较厚，以保证有足够转动惯量的前提下，尽可能减累飞轮质量。

飞轮的外缘压装有起动用的齿圈。

飞轮通过螺栓与曲轴后端凸缘连接，为保证飞轮与曲轴的正确安装位置，一般用定位销或不对称螺栓孔来保证。

飞轮上一般刻有第一缸点火正时标记，以便校准点火正时。