学习目标

1.了解柴油机活塞连杆组基本结构

2.掌握活塞连杆组装配的基本要领

基础知识

活塞连杆组是发动机的关键部件（图5-13）。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销及连杆等组成。活塞顶承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转输出动力。

1.活塞

活塞把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。活塞的顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。活塞的顶部直接与高温燃气接触，对活塞的要求是热膨胀系数小，导热性好和耐磨。活塞一般采用铝合金制作，个别柴油机也采用高级铸铁或耐热钢。活塞主要由顶部、头部和裙部组成。

（1）活塞顶部 活塞头部的形状与选用燃烧室有关。柴油机活塞顶多采用凹顶，凹坑的大小还可以调节发动机压缩比。

（2）活塞的头部 活塞头部是活塞环槽以上部分。其作用有承受气体压力，并传给连杆；与活塞一起实现气缸密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。头部绝大多数采用三道环槽，用以安装活塞环，上面两道是气环，下面一道为油环。油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环所刮下来的多余机油，经过小孔流回油底壳。

（3）活塞裙部 活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分。其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向和承受侧压力。一般活塞裙部与气缸壁间隙较小。

图5-13 活塞连杆组

（4）活塞销座孔 活塞销座孔是将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆。销座孔内有卡环槽，卡环用于活塞销轴向限位。

2.活塞环

活塞环包括气环和油环两种。

（1）气环 气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温高压燃气进入曲轴箱；同时还将活塞顶部的大部分热量传导给气缸，再由冷却液传入大气。活塞环工作时受到气缸中气体的高温高压作用。第一道气环的工作表面一般镀铬，以提高耐磨性。气环按着端面不同分为矩形环、梯形环、正扭曲环和反扭曲环等多种类型（图5-14）。气环装配有方向性要求。

图5-14 不同结构的气环

（2）油环 油环用于刮油、布油。活塞下行时，油环用来刮除气缸壁上多余的机油；活塞上行时为气缸壁上布一层均匀机油膜，减小活塞与气缸的磨损和摩擦阻力。

油环分为普通油环和组合油环。普通油环一般是由铸铁做成的，其外圆中间切有一道凹槽，在凹槽的底部加工有许多排油孔。组合油环由刮油片和两个弹性衬环组合而成。油环装配一般没有方向性要求。

3.活塞销

活塞销的作用是连接活塞与连杆小端，将活塞承受的气体压力传递给连杆。活塞销为中空的圆柱体，一般采用低碳钢、低碳合金钢渗碳淬火或用45号中碳钢高频淬火制成。根据活塞销固定方式的不同，可分为全浮式或半浮式两种，其中全浮式应用普遍。

（1）全浮式 全浮式是指活塞销与连杆小端销孔、活塞销座孔均为间隙配合或过度配合。全浮式活塞销安装时，有时需要用热水加热。

（2）半浮式 半浮式活塞销与活塞销座孔间为过盈配合，与连杆小端销孔为间隙配合。半浮式活塞销装配时需要借助压力机完成。

4.连杆

（1）作用 将活塞承受的力传给曲轴，从而使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。连杆承受活塞销传来的推力以及曲轴作用力，这些力的大小和方向都是周期性变化的，因此，连杆受到的是压缩、拉升和弯曲等交变载荷。

（2）组成 连杆一般由小头、杆身和大头三部分组成的。连杆通常由中碳钢或合金钢制成。连杆小端与活塞销相连，工作时与活塞销之间有相对运动，小头孔中装有铜衬套。有些机型连杆的小端和衬套上钻有油道孔，用来润滑活塞销。连杆杆身通常做成工字形断面，提高其强度和刚度。连杆大头与曲轴的曲柄销相连，大头一般作剖分式，被分开的部分称为连杆大端盖，连杆螺栓紧固在连杆大端上。连杆大端盖与连杆大头是组合镗孔，为了防止装配错误，在同一侧有配对记号或数字。大头孔表面加工精度很高，以便与连杆轴瓦紧密贴和。连杆大头和大端盖均铣有定位凹槽，用于连杆瓦定位。连杆大头按剖分面可分为平切口和斜切口两种。连杆螺栓是受交变应力作用的重要零件，安装时，必须牢固可靠，扭紧力矩符合厂家规定要求。

实际操作

1.连杆衬套的安装

连杆衬套与连杆小端孔间为过盈配合，安装时应使用专用胎具在压力机上完成。连杆衬套有的是成品，装入后无需加工；有些是半成品的连杆衬套，装复后需要用专用铰刀进行加工（图5-15）。

2.活塞与连杆间的连接

如图5-16所示，将活塞放入70～80℃的热水中加热（有些机型无需加热）数分钟后，迅速将活塞销装入活塞及连杆的销孔中，然后装上活塞销卡环。

注意：连接活塞和连杆时，应保证两者的朝前标志均指向发动机前部。(www.daowen.com)

图5-15 连杆衬套铰削

图5-16 活塞与连杆上的朝前标记

3.活塞环的安装

如图5-17所示，使用活塞环安装钳将各道活塞环装入环槽中。环装入后在环槽内应转动灵活、无卡滞现象。

4.活塞连杆组的装配

活塞连杆组装配一般从1、6缸（6缸机）开始，装配在下止点进行。每盘转一次曲轴完成两个气缸装配。具体操作如下（以1缸装配为例）

1）盘转曲轴，至1缸下止点，用抹布擦拭连杆轴颈、气缸壁。

2）在连杆大端和连杆大端盖上装好连杆瓦，然后用机油润滑活塞裙部、活塞环、连杆瓦、活塞销和气缸壁。

图5-17 活塞环安装

3）整体式油环开口与两气环开口互错120°，同时不要使开口处于活塞销附近；组合式油环，三道环的4个开口4等分均分圆周，如图5-18所示。

图5-18 活塞环开口布置

4）将活塞连杆组按正确的方向置入气缸，然后使用专用的活塞环压缩器将活塞环压缩，然后用木锤把将其轻轻推入缸内，如图5-19所示。

注意：

◇不得使用金属冲头将活塞敲入缸套内。否则会损坏活塞环和缸套。

◇如果活塞不能顺利进入，拆下活塞并检查活塞环是否断裂或损坏。

图5-19 活塞连杆组装入气缸

5）装复连杆大端盖。将连杆和大端盖上印的相同字码同侧安装（图5-20），然后按规定交替拧紧连杆螺栓至规定扭矩。

注意：

◇连杆装复后，用手轴向推动连杆大端，能感到微动为宜，如果完全感觉不到间隙，应查明原因。

◇同步两缸安装完毕后，应盘转曲轴检查阻力大小。如果阻力过大应查明原因。

图5-20 相同字码同侧安装

◇所有各缸安装完成后，应将曲轴盘转到1缸上止点。

你学会了吗？

1.活塞环开口布置原则是什么？

2.如何保证活塞、连杆、活塞环的正确安装方向？