曲柄连杆机构活塞连杆组的构成与作用

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、活塞销挡圈、连杆、连杆轴瓦、连杆螺栓、连杆螺母等组成，如图3-5所示。

（1）活塞 活塞在高温（2000℃左右）、高压（8.8MPa左右）燃烧气体的作用下，在气缸内进行往复直线运动，属于容易磨损的零件（易损件）。它的顶面承受燃气压力；环带部用以装置活塞环（气环和油环）；销座部用以装配活塞销，燃气压力通过它传递给连杆；裙部在活塞往复直线运动中起导向作用，并承受侧压力。装配时裙部与缸套之间必须保持一定的间隙，以防止活塞受热膨胀后在气缸内卡死，如S195型柴油机的装配间隙为0.19～0.255mm，当间隙因磨损增大到极限值0.42mm时或裙部有较大面积的拉损且痕深在0.1mm以上时，应更换活塞。在多缸机上活塞连杆还需要按质量配套装配，在同一台柴油机上必须装用同一质量组的活塞和同一质量组的连杆，以保证各缸间运动惯量的平衡，减小扭振。活塞不同质量组别用不同的字母表示，活塞的材料为铸造铝硅合金。

图3-5 曲柄连杆机构连杆活塞组的组成

1—螺母 2—连杆轴瓦 3—连杆盖 4—连杆 5—活塞 6—油环 7—油环衬簧 8—第二压缩环 9—第一压缩环 10—活塞销 11—连杆螺栓

图3-6 活塞环的基本结构

（2）活塞环 活塞环（见图3-6）基本外形为一矩形断面的开口圆环。活塞环和活塞一起密封燃烧室，将活塞的热量传导到气缸套，以使气缸壁面的机油分布均匀和防止窜泄，另外活塞环还对活塞起支承作用，使其在往复运动中稳定、平顺。

为了防止活塞环受热膨胀卡死拉损气缸，当活塞环装入气缸后，活塞环开口处应保留一定的间隙，这个间隙称为“开口间隙”，其大小与气缸直径有关，一般为0.25～0.8mm，当活塞环磨损开口间隙增大到2～3mm时就需要更换新活塞环。环与环槽之间在高度方向的间隙，称为侧隙，一般为0.04～0.15mm，以防止活塞环受到热膨胀被卡死在环槽中。如侧隙过大，则会导致密封不好，还会增加气环的泵油作用。

活塞环的材料要求具有好的耐磨性和弹性，一般用灰铸铁或合金铸铁制造。订货及使用时要注意活塞环材料与气缸套材料的相互配合，使这对摩擦副更为耐用。

（3）活塞销 活塞销用以连接活塞与连杆，它承受活塞运动时的往复惯性力和燃气压力，并传递给连杆。活塞销为中空圆柱体，一般采用20钢或15Cr、20Cr等铬合金钢制造。为了满足活塞销外表面硬而耐磨、内部韧而抗冲击的要求，销的外表面需进行渗碳处理并抛光，渗碳层的厚度为0.8～1.2mm。活塞销与活塞销座孔为紧配合，一般装配方法为将活塞在热油中加热到80～100℃，然后压入活塞销。

活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接配合，一般多采用“全浮式”，即在发动机运转过程中，活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均匀。

当采用铝活塞时，活塞销座的热膨胀量大于钢活塞销。为了保证高温工作时有正常的工作间隙（0.01～0.02mm），在冷态装配时，活塞销与活塞销座孔为过渡配合。装配时，应先将铝活塞放在温度为70～90℃的水或油中加热，然后将销装入。为了防止销的轴向窜动而刮伤气缸壁，在活塞销两端用卡环嵌在销座孔凹槽中加以轴向定位。(www.xing528.com)

活塞销的连接方式如图3-7所示，活塞销的内孔形状如图3-8所示。

图3-7 活塞销的连接方式

1、3—卡环 2—活塞销

图3-8 活塞销的内孔形状

a）圆柱形 b）组合形 c）两段截锥形

（4）连杆、连杆衬套和连杆螺栓及螺母 连杆用以连接活塞和曲轴，并将活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。其结构可分为小头、大头和杆身三个部分。连杆小头压装有连杆衬套，连杆杆身断面呈“工”字形，即减轻质量，又保证强度。连杆大头剖成两半，可拆部分称为连杆盖，两者需配对加工，同一侧有配对号，用连杆螺栓拧紧。

连杆或连杆螺栓的断裂往往造成曲轴箱或整机破损的重大事故。因而，连杆材料一般选用具有较高强度和冲击韧度的45、40Cr等钢材经锻造和机械加工制成。在多缸机中为不影响各缸间运动惯量的平衡，成组的连杆质量差不允许大于15g。在商品供应中，连杆以连杆总成的方式供应，不允许拆散。维修配套时，应按同一质量组选购连杆总成。

连杆杆身与连杆盖由连杆螺栓连接，连杆螺栓为高强度专用螺栓，其材料与加工精度均优于普通螺栓。连杆螺栓在安装时应有足够的预紧力，以防止松动，中部有定位带作为连杆身与连杆盖的定位，螺纹部钻有孔用于穿保险铁丝，也有用保险钢片、开口销固定连杆螺母的。连杆螺栓、螺母的材料一般用35CrMo、40Cr等中碳合金钢制造。连杆螺栓为重要零件，绝对不允许用普通螺栓代用。

（5）连杆轴瓦 连杆大头和连杆盖间装有分开式的滑动轴承（轴瓦），轴瓦上有油孔或油槽，具有保持油膜、减少摩擦阻力的作用。