汽车发动机构造与检修任务二-活塞连杆组拆检

一、活塞连杆组零部件的拆装

AJR发动机活塞连杆组的拆装分解图见图3-46。

图3-46　活塞连杆组分解图

1.活塞连杆组的拆卸

（1）将已拆下缸盖、油底壳的发动机平放在工作台上（或在发动机翻转架上平置），以方便拆卸；

（2）拆下连杆螺栓的螺母，取下连杆轴承盖；

（3）用木槌柄将活塞连杆组从气缸内推出。将连杆轴承盖装回活塞连杆组件上，以防搞乱丢失；

（4）用活塞环卡钳拆下活塞环，如图3-47所示；

图3-47　拆卸活塞环

（5）拆下活塞销卡环；

（6）拆下活塞销；

（7）取下活塞；

（8）拆下连杆小头衬套。

2.活塞连杆组的组装

活塞连杆组的零件在装到发动机上之前，应先进行总成的组装。

（1）装配前应彻底清洗各零件。要特别注意清除油道中的污垢，并用压缩空气吹净。

（2）在活塞加热状态下进行活塞与连杆的装配。

全浮式活塞销与座孔在常温下有微量的过盈，所以在安装时一定要将活塞加热再行装配。建议在水中加热活塞至60—80℃，取出活塞迅速擦净座孔，将活塞销推入活塞一端座孔，随即放入连杆小头（衬套涂上一层机油）于活塞两座孔之间。然后将活塞销推入连杆衬套，直至活塞的另一端，再装上锁环。锁环与活塞两端应各有0.10 mm的间隙，否则工作时活塞销伸长，会把锁环顶出造成拉缸事故。锁环嵌入环中的深度应不少于钢丝厚度的2/3。

半浮式活塞销也应在加温条件下使用专用设备进行安装。例如富康TU发动机在连杆、活塞装配时，应将连杆小头加热至230℃，在专用压销工具上把活塞销压入，将活塞、连杆连接起来。装配中连杆小头在靠向活塞销座孔两边时，活塞销的断面距活塞销孔外面的距离要一致，活塞销在座孔中可以灵活的转动。

（3）活塞与连杆安装时要注意其安装方向，一般活塞与连杆零件上都专门制有安装标记，如AJR型发动机活塞裙部的箭头应指向发动机前方。

（4）安装活塞环。应在活塞与连杆连接完毕后再装配活塞环。安装时注意环的断面结构及安装位置。如AJR型发动机活塞环安装时，其开口应错开120°，安装时活塞环“TOP”记号的一面应朝向活塞的顶部。

二、活塞连杆组零部件的检修

1.活塞的选配

在发动机大修或更换气缸体（或气缸套）时，应根据气缸的修理尺寸同时更换活塞，并注意下列要求：

（1）活塞的修理尺寸要求

应选配同一修理级别的活塞

（2）活塞的质量要求

同一组活塞中，各活塞的质量应基本一致，中低转速的发动机活塞之间的质量误差应不大于8 g，高速发动机应不大于5 g。

（3）活塞的材质要求

同一台发动机上，应选用同一厂牌同一组的活塞，以便使材料、性能、尺寸一致。同组活塞直径差应不大于0.20—0.25 mm。

（4）活塞裙部圆度及圆柱度要求

活塞裙部的圆度和圆柱度应符合规定的要求，汽油机活塞裙部锥形的圆柱度为0.005—0.015 mm，最大不得超过0.025 mm；膨胀槽开到裙底的活塞应为0.015—0.030 mm。活塞的圆度，即活塞径向截面形状，多为椭圆形，具体尺寸视其车型和结构而异。

2.连杆的检修

（1）连杆裂纹的检修

连杆有无裂纹，通常采用磁力探伤检查，磁力探伤检查的基本原理是在磁力线通过被检测的零件时，如果零件存在表面裂纹或内部裂纹时，磁力线在通过裂纹部位时，因磁阻大而中断、偏散而形成磁极，如图3-48所示。此时在零件表面撒上的铁粉就会被磁化，并吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的位置。零件经过磁力探伤后，必须进行退磁处理。连杆若出现任何形式的裂纹均应更换。

图3-48　磁场在缺陷边缘的分布和磁极的形成

（2）连杆大头内孔磨损的检修

连杆大头内孔磨损将产生失圆和锥形，当其圆度误差和圆柱度误差超过0.025 mm，而内孔圆周尺寸未变时，可通过对连杆轴承进行镗削来保证与连杆轴颈的装配精度。轴承内孔与对应连杆轴颈的径向间隙应为0.3—0.8 mm；桑塔纳JV发动机的连杆轴颈径向间隙应为0.024—0.050 mm。

（3）连杆螺栓的检修

连杆螺栓在工作中，由于受到很大的交变载荷的作用，会发生拉长、裂纹和滑牙等损伤，严重时会导致断裂，造成敲坏气缸的严重事故。修理中应认真检查，有条件时可进行磁力探伤，不符合要求时，应及时更换。

桑塔纳JV发动机使用的连杆螺栓是预应力螺栓，如图3-49所示，此类螺栓在修理中必须更换。

（4）连杆变形的检修

① 引起连杆变形的原因

连杆在工作中承受着活塞销传来的气体压力、离心力和惯性力的作用，尤其当发动机工作不正常时（如超负荷、爆燃、用汽车惯性起动发动机等）会引起弯曲、扭曲以及双重弯曲，另外，镗缸时如果定位不准，也会遗留下连杆弯曲的隐患。连杆弯曲会导致发动机活塞偏缸，引起气缸敲缸、拉缸、偏磨等故障。

② 连杆变形的检验

连杆有无弯曲、扭曲变形，一般是在连杆检验器上进行检验。图3-50和图3-51所示是常用的一种检验器。检验时，应将连杆大端轴承取下，将承孔清洁干净；然后将轴承盖装在连杆体上，并按标准力矩拧紧连杆螺栓。连杆大端安装在连杆检验器可调横轴上，拧动调整柄使半圆键向外扩张，将连杆固定在检验器上。检验工具是带有V形槽的三点规。三点规上的三个测点在同一平面上，并与V形槽相垂直，下面两测点的距离为100 mm，而上面的一测点，处在下面两测点连线的垂直等分线上，与下面两测点的距离也是100 mm，检测时将三点规放在连杆小头的心轴或活塞销上，使三点规的三个测点与检验器的平板相接触。根据三测点与平板的接触情况，便可判断连杆有无弯曲、扭曲变形。

图3-49　桑塔纳JV发动机连杆螺栓

检验时，当三点规的三测点都与检验器的平板相接触时，便表明连杆无弯曲、扭曲变形；当上测点与检验平板接触，而下面两测点与检验平板不接触，且与平板间隙相等，或下两测点与平板接触，而上测点与平板不接触，便表明连杆有弯曲，如图3-50所示。这时用塞尺测量两点与平板的间隙，便是连杆在100 mm长度的弯曲值。检验时若只有一个下测点与检验平板相接触，且上测点与平板的间隙等于另一个测点与平板间隙的一半，则表明连杆发生了扭曲，如图3-51所示。其下测点与平板的间隙便是连杆在100 mm长度的扭曲值。检验时，若一个下测点与检验平板接触，但上测点与检验平板的间隙不等于另一下测点与平板间隙的一半，则表明连杆同时存在弯曲、扭曲变形。

图3-50　连杆弯曲的检验

图3-51　连杆扭曲的检验

汽车修理技术标准规定：连杆在100 mm长度上弯曲值应不大于0.3 mm，扭曲值应不大于0.6 mm，超过许用数值应进行校正。

（3）连杆变形的校正

连杆的弯曲、扭曲变形通常是利用连杆校正器的附设工具进行校正，当弯扭并存时，一般是先校正扭曲后校正弯曲。

① 连杆扭曲变形的校正。将连杆大端盖装好，套在检验器的心轴上，然后用扳钳进行校正，直到合格为止，如图3-52所示。

② 连杆弯曲变形的校正。如图3-53所示，将弯曲的连杆置于压具上，使弯曲的部位朝上，并对正丝杆部位放好垫块，施加压力，使连杆向已弯的反方向发生变形，并使连杆变形量达到已弯曲部位变形量的数倍以上，停止一段时间，等金属组织稳定后，再去掉外载荷。重新复查校正情况，确定是否需要再校。

图3-52　连杆扭曲校正

图3-53　连杆弯曲校正

连杆的校正通常是在常温下进行冷压校正，卸除压力后，连杆有恢复原状的趋势。因此，在校正弯、扭变形较大的连杆后，最好进行时效处理：将连杆加热至300℃左右，并保温一段时间。校正弯、扭变形较小的连杆后，只需在校正载荷下保持一定时间即可。

连杆经弯、扭校正后，两端座孔轴线的距离变化应不大于0.5 mm，否则，会影响气缸的压缩比。可用普通量具对连杆进行测量。检验时用游标卡尺测量上下两轴承座孔内侧距离1，用内径百分表测出上下两轴承孔直径D和d，两孔轴线中心距L便可用下式算出。

L=（D+d）/2+1 （mm）

3.活塞销的选配

（1）活塞销的损伤

发动机工作时，活塞销在高温下承受着很大的冲击载荷和弯矩的作用，且润滑条件较差，使活塞销产生磨损和弯曲。

① 全浮式活塞销的损伤

全浮式活塞销主要损伤部位是其与活塞和连杆的连接配合处，径向磨损后失圆、轴向成台阶形。在工作中，活塞销会慢慢地转动，使磨损减轻，并沿圆周均匀分布。因此，全浮式活塞销的弯曲变形一般很小。活塞销磨损过大，会导致不正常的敲击声。

② 半浮式活塞销的损伤

半浮式活塞销目前在微型车上应用较多，由于活塞销与连杆小头衬套无相对转动，其磨损部位一般发生在活塞销座孔配合表面，且圆周方向的磨损也不均匀，其平行于气缸轴线的上下方向是受力最大的部位，通常也是磨损最大的部位。这种连接形式的活塞销在磨损的同时，一般会伴随弯曲变形。活塞销与活塞座的损伤还会导致活塞销座破裂。

（2）活塞销的选配

发动机大修时，活塞销必须随活塞的更换而更换。活塞销除标准尺寸外，还有四级加大的修理尺寸：+0.08 mm、+0.12 mm、+0.16 mm、+0.20 mm，以适应汽车在两次大修之间修理的要求。

EQ6100-1发动机和桑塔纳JV发动机均采用全浮式活塞销，新的活塞销表面粗糙度Ra不大于0.63 um，无锈蚀斑点，EQ6100-1发动机活塞销的圆度、圆柱度误差不大于0.002 5 mm，桑塔纳JV发动机不大于0.005 mm，同组活塞销质量差不大于10 g。活塞销与活塞销座孔在常温下应有微量的过盈，过盈量一般为0.002 5—0.007 5 mm，当活塞处于70—80℃时，又有微量的间隙，活塞销能在销座孔内转动，但无间隙感，要求它们的接触面积在75%以上。

活塞销与活塞销座孔的上述配合要求，可通过以下三种方法来实现：

① 选配(www.xing528.com)

在更换活塞销的同时需更换活塞时，可进行选配。生产厂家生产的活塞销座孔和活塞销均以标准修理尺寸按直径分组，每组相差0.002 5 mm，并以不同颜色加以区别，见表3-3。使用时，应选用相同颜色的活塞和活塞销进行装配。

表3-3　EQ6100-1发动机活塞销座孔及颜色区分

② 镗削

现在国内生产的活塞，其活塞销座孔是经过挤压处理的，其表面被挤压后形成一层耐磨层，一般说来，这类活塞的活塞销座孔是不允许镗削或手工铰配的，只有在缺少配件或应急修理中做一种应急手段来采用。

镗削多采用高速精镗，以达到较高的精度和较低的表面粗糙度。镗削后，加工精度可达到2-1级，加工孔径尺寸公差可保持在0.005—0.008 mm内，圆度和圆柱度误差不大于0.001 5—0.002 5 mm，表面粗糙度Ra不大于0.80 um。

③ 手工铰配

活塞销座孔的铰削是用手工操作进行的，其步骤如下：

a.选择铰刀。根据活塞销的实际尺寸选择长刃铰刀，刀刃长度应能保证两活塞销座孔能同时进行铰削，以保证两孔的同轴度。

b.调整铰刀。将铰刀垂直地夹持在台虎钳上，初步调整铰刀，第一刀一般调整到刀片刚刚与销座孔接触即可，以后各刀的调整量也不应过大，一般是旋转调整螺母30°—60°角为宜。

c.铰削。铰削时两手握住活塞，施以轻轻的压力，用力要均匀，掌握要平衡稳，按顺时针方向旋转铰削。为了使销座孔铰削正直，每调整一次铰刀，要从销座孔两个方向各铰一次。每次铰削到当刀片下端面接近活塞下方销座孔时，应压下活塞，使它从铰刀下方胶出，以免铰偏和起棱。

d.试配。铰削过程中，应随时用活塞销进行试配，防止铰大。当铰削到用手掌力量能将活塞销推入一个销座孔深度的1/3时，应停止铰削。然后用铜冲垫在活塞销外端，用木槌或铜锤轻轻将活塞销打入销座孔内。在打压时，应防止活塞销倾斜损伤座孔表面，然后用冲头将活塞销从反方向冲出，视其接触痕迹进行刮削修正。

e.刮削。刮削修正的部位是活塞销座孔中接触痕迹较深的表面。刮削的要领是：从里向外，刮大留小，刮重留轻。以免造成座孔的圆柱度超差，并应边刮边试配。

座孔经刮削后，活塞销应能用手掌力量从原来试配的一端推入座孔1/2-2/3，且接触面积在75%以上，分布均匀，轻重一致。

4.连杆衬套的修配

在修理过程中，如果活塞、活塞销已换成了新件，一般应同时更换连杆衬套，并通过铰削或镗削恢复它与活塞销的正常配合。

（1）连杆衬套的选择

衬套与连杆小头承孔的配合应有0.10—0.20的过盈，以保证衬套工作时不发生转动。

新的衬套在压入前应进行以下几项检查：

① 检查连杆小头承孔是否有损伤、毛刺；

② 衬套倒角端应对着连杆小头有倒角的一侧，且要求对正；

③ 油孔要对准。

（2）连杆衬套的铰削

① 选择铰刀。根据活塞销实际尺寸，选择相应的可调铰刀。

② 调整铰刀。连杆小头承孔套入铰刀，使其互相垂直，以刀刃露出衬套上端面3—5 mm为第一刀的铰削量来进行铰削。

③ 铰削。铰削时，一手托住连杆大头，一手把持住连杆小头，向下略施压力，并保持连杆杆身与铰刀轴线垂直，如图3-54所示。

④ 试配。在铰削过程中要不断用活塞销试配，以防止铰大，当铰削到用手掌力能将活塞销推入衬套1/3～2/5，如图3-55所示时，应停止铰削。将活塞销压入连杆小端衬套内，并夹在台钳上往复扳转连杆，如图3-56所示然后压出活塞销，查看衬套的接触情况。

图3-54　铰削连杆衬套

图3-55　检验活塞销与连杆衬套的配合间隙

图3-56　检验活塞销与连杆衬套的接触面积

⑤ 修刮。根据活塞销与衬套的接触面和松紧度情况，用刮刀修刮，直至能用手掌力把活塞销推入连杆衬套为止。

（3）连杆衬套的镗削

镗削连杆衬套时，以衬套的内孔为定心基准。固定好连杆大头，支撑好连杆小头，最后一刀用比标准活塞销-0.01 mm的尺寸进行镗削。镗削后进行试配和必要的修刮。

（4）连杆衬套修理质量的检验

① 检验配合间隙。对于手工铰削的衬套，用手掌力能压入涂过机油的活塞销，或在台钳上夹住活塞销，把连杆向上转至与水平方向成75°靠其自身重力徐徐下落，则配合间隙符合要求。

对用镗削法加工的衬套，经挤压或刮配后，应以拇指能压入抹过机油的活塞销为宜或将活塞销夹于台钳上，以活塞销轴线方向扳动连杆，应无间隙感，转动连杆时，圆滑无卡滞。

② 检验接触面积。左右转动连杆数次后，取出活塞销，则连杆衬套内圆表面的接触痕迹的面积应在75%以上，且接触点分布均匀，轻重一致。

5.活塞环的选配与检修

（1）活塞环的损伤

活塞环长期在高温、高压、高速下工作，且润滑条件差，其磨损失效往往比气缸磨损至极限的速度快，随着活塞环磨损的加剧，活塞环的弹力逐渐减弱，端隙、侧隙增大，使气缸密封性变差，造成窜机油和漏气，降低了发动机的动力性和经济性。因此，在发动机两次大修之间的二级维护时，如果气缸的最大圆柱度误差达到0.09—0.11 mm，可采用更换同级尺寸活塞环的方法来改善发动机性能，延长发动机的大修间隔里程。

（2）活塞环的选配

活塞环除标准尺寸外，为适应气缸修理的需要，也同活塞一样，有相应的加大修理尺寸。发动机大修时，应按照气缸的修理级别，选用与气缸、活塞同一修理级别的活塞环。在维护或小修中，需要更换活塞环时，所选用的活塞环修理尺寸级别应与更换的活塞环相同。不允许使用加大级别的活塞环通过锉削开口端面的方法，来代替较小级别的活塞环使用。

为了保证活塞环与活塞环槽及气缸的良好配合，在选配活塞环时，应进行下列检查，其中任何一项不符合要求时，均应重新选配。

① 活塞环弹力的检验

活塞环的弹力是保证气缸密封性的主要条件之一，一般是在弹力检验仪上进行检查，如图3-57所示。检验时把活塞环放在弹力检验仪上，使环的开口处于水平位置，移动检验仪上的量块，把活塞环的开口间隙压缩到标准的端隙，观察秤杆上的质量，应符合技术要求。如EQ6100-1发动机的气环弹力要求41—57 N，油环弹力要求34—49 N。

图3-57　活塞环弹力的检验

② 活塞环漏光度的检验

a.将活塞环平放在已镗磨得气缸内，用活塞顶部推平活塞环。

b.在活塞环上盖一个比缸径略小的硬纸板做成的遮光板，在气缸下部放置灯光照明，如图3-58所示。

c.观察活塞环外圆与气缸壁之间是否有漏光。

d 用厚薄规和量角器测量其漏光度，应符合技术要求：开口处左右对应的圆心角30°范围内不允许漏光，同一活塞环上漏光不应多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25°，同一活塞环上漏光弧长所对应的圆心角总和不超过45°，漏光缝隙不得大于0.03 mm。

③ 活塞环端隙的检查

活塞环端隙即为活塞环置于气缸内在环的开口处呈现的间隙，其规定值的大小与环的直径和所受的温度有关。测量步骤为：

a.将活塞环放在气缸内，用活塞顶将活塞环推正。

b.用厚薄规插入活塞环开口处进行测量，如图3-59所示。其间隙值应符合技术要求：EQ6100-1发动机为：气环　0.29—0.49 mm ，油环　0.50—1.00 mm。

图3-58　活塞环漏光度的检验

桑塔纳JV发动机为：第一道环　0.30—0.45 mm，第二道环　0.25—0.45 mm，油环　0.25—0.50 mm，磨损极限为 1.00 mm。

c.活塞环端隙过大时不能使用；端隙过小时，可用细平挫或什锦挫在开口处的一个端面上锉削，边挫边量，要求环开口平整无毛刺。

④ 活塞环侧隙的检查

a.检查时，将环放在环槽内，如图3-60所示。使活塞环围绕环槽转动一圈，环在环槽内应能自由转动，既不松动，又无卡滞现象。

图3-59　端隙的检查

图3-60　活塞环在环槽滚动

b.如图3-61所示。用厚薄规测量间隙，应符合以下要求：EQ6100-1发动机为：第一道气环　0.05—0.11 mm，第二道气环　0.03—0.09 mm，油环　0.03—0.07 mm。

桑塔纳JV发动机为：气环0.02—0.05 mm ，油环0.03—0.08 mm ，极限值0.15 mm 。

图3-61　侧隙的检查

c.活塞环侧隙过大，将影响环的密封作用，需要重新选配；侧隙过小，可能使活塞环卡死在环槽中，造成拉缸，也应重新选配。在重新选配有困难时，可采用如下方法修正：将活塞环放在垫于平板上的00号砂布上研磨。研磨时，砂布面上稍涂些机油，然后均匀地、细心地把活塞环在砂布上作回转运动。

⑤ 活塞环背隙的检查

背隙是活塞环装入气缸后，活塞环背面与活塞环槽底之间的间隙。其检查方法如下：

a.将活塞环放入环槽内，活塞环的宽度应低于活塞环槽岸。

b.用深度游标卡尺测量时，环槽深度与环的宽度之差即为环的背隙，一般为0—0.35 mm。

c.活塞环背隙过大或过小，都应重新选配。