1.2　曲柄连杆机构

1-26　曲柄连杆机构的功用是什么？

曲柄连杆机构是发动机实现热能与机械能相互转换的主要机构。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。在做功行程，它将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力；在其他三个辅助行程中，它又将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动，为做功行程做好准备。

1-27　曲柄连杆机构分为哪几部分？

曲柄连杆机构可分为机体组、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。

1-28　机体组由哪些零件组成？

机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸垫等组成。

1-29　气缸体有何特点？分几种类型？

气缸体是发动机的装配基体，其结构复杂，一般采用铸铁或铝合金材料铸造而成。气缸为圆柱形空腔，活塞在其内部做往复直线运动，多个气缸组合成一体即为气缸体。

根据气缸的排列形式，气缸体有直列式、卧式和V形三种结构形式。

1-30　气缸盖有何功用？气缸盖结构如何？

气缸盖的功用是封闭气缸上部，并与活塞顶构成燃烧室。

气缸盖结构复杂，一般采用铸铁或铝合金材料铸造而成。对具体发动机而言，气缸盖的结构各异，但有许多共同点，如图1-7所示。

1-31　气缸垫有何功用？结构上有何特点？

气缸垫安装在气缸盖与气缸体之间，功用是保证气缸体与气缸盖的接合面密封。

目前应用的气缸垫多数由金属与石棉及黏合剂压制而成，具有一定的弹性，用以补偿气缸体和气缸盖表面的平面度误差。气缸垫的水孔和燃烧室孔周围有镶边，以防被高温的冷却水或气体烧坏。

1-32　活塞连杆组由哪些零件组成？

活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴承等组成，如图1-8所示。

1-33　活塞有何功用？结构特点如何？

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共同组成燃烧室。

活塞一般都用铝合金材料铸造或锻造而成。

1-34　活塞环分哪两种？各有何功用？

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。一般发动机上装有两道气环和一道油环。

1-35　活塞销有何功用？

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。

1-36　连杆有何功用？由几部分组成？

连杆的功用是将活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。

连杆由连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）三部分组成。

1-37　曲轴飞轮组由哪些零件组成？

曲轴飞轮组主要由曲轴、曲轴主轴承和飞轮等组成，如图1-9所示。

1-38　曲轴有何功用？

曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此产生绕自身轴线的旋转力矩，该力矩通过飞轮输送给底盘驱动汽车行驶。曲轴还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空气压缩机等附件。

1-39　飞轮有何功用？

（1）储存做功行程中的部分能量，以便在其他行程带动曲柄连杆机构工作。

（2）保证曲轴运转均匀，克服短时间的超负荷。

（3）通过飞轮齿圈与启动机小齿轮啮合，以便启动发动机。

（4）通过飞轮将发动机的动力传递给离合器或自动变速器。

1-40　曲轴轴承有何功用？其包括哪两种零件？

曲轴轴承的功用主要是减小摩擦和减轻曲轴等零件的磨损。连杆轴承和曲轴轴承一般都是分开式滑动轴承。

曲轴轴承包括连杆轴承（俗称小瓦）和曲轴主轴承（俗称大瓦），其结构基本相同。

1-41　平衡轴有何功用？分为哪两种类型？

部分发动机装有平衡轴系统，其功用是平衡曲柄连杆机构所产生的惯性力，以减轻发动机的振动。

平衡轴系统可分为单平衡轴系统和双平衡轴系统两种。

◇1-42　如何检查气缸体裂损？

气缸体裂损一般发生在水套或其他壁厚较薄的部位。明显的气缸体裂损可用目视或五倍放大镜检查出来，细小的气缸体裂损可通过水压或气压试验检查。

水压试验或气压试验的压力为0.3～0.4MPa。水压试验时，首先将气缸体、气缸垫和气缸盖装配好，密封水套的出水口，然后从水套进水口将水压入，查看漏水部位，即为气缸体裂损部位。气压试验与水压试验方法类似，将压缩空气压入气缸体水套后，将气缸体放入水池或在气缸体表面涂遍肥皂水，查看冒气泡的部位，即为气缸体裂损部位。检查出气缸体裂损部位后，应作好标记，以便修理。

◇1-43　如何修理气缸体裂纹？

对气缸体裂损可视情况采用焊补、粘接、螺钉填补等修复方法，必要时进行更换。

◇1-44　怎样采用气焊修理法修理气缸体？

气焊是利用可燃气体（乙炔）在氧气中燃烧时产生的热量将焊条与焊件熔化为一体的简便焊接方法。此方法成本低，但焊后变形大。

对铸铁气缸体裂损可采用气焊修理。焊接前，可用汽油或洗涤剂清除焊件表面油污，并用砂布或其他方法清除锈迹和杂质，直至露出金属本色。若焊接部分厚度在6mm以上，应开V形坡口。若焊接部分在15mm以上，应开X形坡口。进行气焊修理时，应选用QHT1铸铁焊条，并将气缸体预热至，保证气焊修理过程中气缸体600～700℃的温度不低于400℃。

◇1-45　怎样用焊条电弧焊修理法修理气缸体？

对铸铁气缸体裂损也可采用焊条电弧焊修理。此方法焊接强度高，修复速度快，但工艺复杂，成本较高。

采用焊条电弧焊修理前，应清洁焊接表面，并在裂纹发展走向前方距裂纹终点3～5mm处钻止裂孔，以防止裂纹延伸，止裂孔直径一般3～5mm。对裂损较深的气缸体，为保证焊条金属与基体金属很好地结合，增加焊接强度，应在裂损处开坡口。

施焊时，气缸体不必预热，使用ф3.2mm的T308焊条，直流电80～100A，采用短焊道（焊缝长20mm左右），断续由内向外的焊法，每段尽量一次焊好，每焊完一段应立即趁热锤击焊缝，等冷却3～5min不烫手后再继续施焊，直到焊补完毕。锤击焊缝可消除焊接应力，砸实气孔，提高焊缝致密性。

◇1-46　怎样用粘接修理法修理气缸体？

对铝合金气缸体裂损可采用粘接修理。此方法工艺简单，成本低，且不会引起变形和金属组织的变化，在机械修复中应用广泛。

在粘接修理中，采用的粘接剂种类繁多，汽车零件粘接修理中常用的有环氧树脂胶、酚醛树脂胶和氧化铜胶等。其中氧化铜胶耐热性好（耐热温度600～900℃），最适宜气缸体粘接。粘接的方法可采用开V形槽法或贴加布层法。

（1）开V形槽法　清除表面油污，在裂纹终点前方钻直径为3～5mm止裂孔，用窄凿沿裂纹凿V形槽，将裂纹全部消除（壁厚较薄的部位，V形槽深度不得超过其壁厚的一半），将V形槽及其周围清洗干净后，在槽内灌满胶液并固化。

（2）贴加布层法　对壁厚太薄而无法开V形槽的裂损部位，可在清除油污并钻止裂孔后，按需裁剪1～3块比裂纹长10mm、宽度适当的无碱玻璃纤维布，在温度约300℃的烘干箱内烘干，然后逐层涂胶，粘接在裂损处，最后进行固化。

◇1-47　怎样用螺钉填补修理气缸体？

（1）在裂纹两端钻直径为3～5mm的孔1和孔3，并在钻好的孔内攻螺纹，将预先制好的纯铜螺钉旋入螺孔，将螺钉在距气缸体2～4mm处锯断。

（2）在靠近孔1处钻孔2，再攻螺纹，旋入螺钉并锯断。用同样方法依次在裂纹上补满螺钉。

（3）用手锤将螺钉和气缸体铆平并相互咬紧即可。

1-48　气缸磨损有何规律？

气缸磨损是有规律的。由于气缸上部润滑较差，而且气缸内燃烧的高压产生在活塞上止点附近，所以气缸的磨损一般呈上大下小的圆锥形。由于活塞在上、下止点间运动时，其侧压力使活塞贴紧气缸的左右两侧，所以气缸在左右两侧方向上（发动机横向）磨损严重，而沿曲轴轴线方向上（发动机纵向）的磨损较轻。

▲1-49　气缸磨损如何检查？

气缸磨损的检查如图1-10所示。清洁气缸壁上的油污和积炭后，在气缸的上、中、下三个不同的高度及气缸的纵向和横向两个方向的六个部位，用量缸表测量气缸直径，然后根据测量结果计算出气缸的最大磨损量、圆度和圆柱度。

气缸磨损若未超过其使用极限，可更换活塞环继续使用。若气缸磨损超过使用极限，应进行镗磨修理或镶套修理，必要时进行更换。

◇1-50　气缸的镗磨修理方法有哪些？

镗磨气缸是指用专用的镗缸机对气缸实施镗削加工后，再对镗削后的气缸进行珩磨。在一些汽车工业发达国家，气缸镗磨修理已基本消失，在我国也在逐渐减少。气缸镗磨工艺要点如下。

（1）按气缸磨损情况计算并选择原厂规定的修理尺寸等级，按所选修理尺寸进行气缸镗磨修理。有修理尺寸的气缸镗磨一般分3～6级，视不同机型而异，每级加大0.25mm。

（2）目前一般都使用移动式镗缸机，镗削前，应先检查气缸体上平面的平面度是否符合要求，并将气缸体上平面和镗缸机下平面清理干净，用定心装置使镗缸机镗杆轴线与气缸轴线重合，并用固定装置将镗缸机固定在气缸体上。检查镗削刀具，刀刃宽度一般为0.2～0.3mm。

（3）进行气缸镗磨修理时，应先在气缸孔顶部的缸肩处进行试镗，然后测量镗出的缸径尺寸，以确定进刀量是否合适，必要时调整进刀量。第一刀和最后一刀的进刀量不宜过大，一般第一刀的进刀量为0.05～0.07mm，最后一刀的进刀量不超过0.05mm。

（4）气缸的镗削尺寸应比最终所要达到的缸径尺寸小，以留出珩磨余量。一般珩磨余量不大于0.02mm。

（5）气缸珩磨一般使用固定式珩磨机。珩磨时，应严格控制珩磨头的转速和往复速度，以保证获得理想的网纹夹角，夹角应为50°～60°。

（6）气缸镗磨修理后，其圆度和圆柱度误差应不大于0.005mm，气缸壁的表面粗糙度应为Ra0.8μm，气缸与活塞配合间隙应符合标准。

△1-51　气缸体上平面变形应如何检查与修理？

气缸体上平面变形多是由于发动机长期过热等原因引起，影响与气缸盖接合的密封性。检查气缸体上平面的平面度时，在如图1-11所示六个方向上放置直尺，并用塞尺测量直尺与气缸体上平面之间的间隙，测得的最大值即为气缸体上平面的平面度误差。其使用极限，铝合金气缸体一般为0.25mm，铸铁气缸体一般为0.10mm。

1—气缸体上平面；2—直尺；3—塞尺

气缸体上平面的平面度误差若超过使用极限，应进行磨削或铣削加工，总加工量一般不允许超过0.30mm。

△1-52　活塞销应如何检修？

（1）如图1-12所示，用一只手握住活塞，用另一只手将连杆顺竖直方向上下移动，检查活塞销与活塞的配合是否正常。如稍许感觉到移动量，则应更换活塞及活塞销。

（2）如图1-13所示，测量活塞销孔（或连杆小头衬套）的内径和活塞销的外径，计算出活塞销孔（或连杆小头衬套）与活塞销的配合间隙。国产轿车活塞销孔（或连杆小头衬套）与活塞销的配合间隙允许的极限值为一般为0.03mm。

如果配合间隙超过规定极限值，应铰削或更换连杆小头衬套，也可成组地更换活塞及活塞销。

△1-53　如何检修活塞和活塞环？

（1）清洗活塞，刮除活塞顶面的积炭及活塞环槽内的积炭。注意，要非常小心，不要刮伤活塞。

（2）检查活塞有无裂纹、损伤和卡滞现象。

（3）测量活塞外径，如图1-14所示，在距活塞裙部15mm处，与活塞销轴线成90°的位置上测量活塞外径，测量结果与活塞标准尺寸的最大偏差量不超过0.04mm。

（4）检查活塞环开口间隙，如图1-15所示，把活塞环沿气缸筒方向笔直地压入距气缸筒下端大约15mm处，用塞尺测量活塞环开口间隙。活塞环的开口间隙应符合规定值。

（5）检查活塞环侧向间隙，如图1-16所示，用活塞环钳将活塞环按规定方向装入活塞环槽，用塞尺测量活塞环侧向间隙。活塞环的侧向间隙应符合规定值。

◇1-54　如何检修连杆及连杆轴承？

（1）检查连杆轴承是否有剥落或伤痕等缺陷。如果已经损坏，就要更换新件。

（2）如图1-17所示，在连杆检验仪上用塞尺检查连杆的弯曲度和扭曲度。若连杆弯曲或扭曲，必须校正连杆或更换新件。

发动机连杆最大弯曲度极限值为0.05mm/100mm；最大扭曲度极限值为0.05mm/100mm。

（3）测量连杆大头间隙，将塑料间隙规装在连杆轴颈上，注意塑料间隙规不能放在油孔上。以规定的力矩紧固连杆盖，注意不要转动连杆或曲轴。

然后拆下连杆盖，检查压扁的塑料间隙规最宽点的宽度。

若与此宽度对应的连杆轴颈间隙超过规定极限值，则应磨削曲轴连杆轴颈。发动机连杆轴承间隙一般为0.012～0.09mm。

（4）检查连杆轴向间隙，如图1-18所示，用塞尺测量连杆与曲轴间的轴向间隙。测量轴向间隙时，将连杆沿轴向压向曲轴的任何一侧，然后在另一侧测量间隙。如果连杆轴向间隙超过规定值，应更换连杆或曲轴或两者一起更换。发动机连杆轴向间隙一般为0.13～0.38mm。

◇1-55　怎样检查曲轴的径向圆跳动？

如图1-19所示，将曲轴放在V形铁上，用百分表测量曲轴的径向圆跳动，注意不要划伤曲轴轴颈。发动机曲轴的最大径向圆跳动极限值一般为0.06mm。

◇1-56　怎样检查曲轴的主轴颈和连杆轴颈？

在每个主轴颈和连杆轴颈上各取四点测量其外径，如图1-20所示。测量应在每一轴颈的整个表面上进行，而且要避开轴颈上的油孔处。根据主轴颈和连杆轴颈的每一测量结果，计算出最大值与最小值之差。发动机曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度和圆柱度极限值一般为0.01mm。

◇1-57　怎样检查曲轴主轴颈间隙？

（1）将曲轴主轴承安装到曲轴主轴颈和主轴承盖上，注意不要将上、下主轴承的位置装颠倒，不要用手触摸主轴承的工作面和背面。将曲轴安装到气缸体上，注意不要在曲轴及主轴承上涂发动机润滑油。

（2）安装好塑料间隙规，按规定的拧紧力矩和顺序紧固主轴承盖。

（3）拆下主轴承盖，读取被压扁的塑料间隙规最厚点的厚度值，并算出间隙值。

（4）发动机曲轴主轴颈间隙规定值一般为0.03～0.09mm。如果间隙超过规定值，可对曲轴的主轴颈尺寸磨削或更换曲轴，使其间隙符合规定要求。

◇1-58　怎样检查曲轴轴向间隙？

（1）把曲轴主轴承安装在气缸体与主轴承盖上。在操作中，不要用手触摸主轴承的工作表面和背面，也不要触摸气缸体和主轴承盖上的主轴承安装表面。

（2）将曲轴止推片装到气缸体上（注意不要在止推片上涂机油），并把曲轴放置在气缸体上。

（3）如图1-21所示，用千分表测量曲轴的轴向间隙。如果曲轴轴向间隙超过规定值，应更换加大级别的止推片，磨损严重时应更换曲轴。发动机连杆轴向间隙一般为0.13～0.38mm。