第二節 曲柄連桿機構

1-38.發動機機體組由哪幾部分組成？

機體是發動機的骨架和外殼，曲柄連桿機構、配氣機構和發動機各系統許多零部件和輔助系統的元件都安裝在機體上

機體組由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣門蓋罩、主軸承蓋、氣缸墊以及油底殼等零件組成。鑲氣缸套的發動機，機體組還包括干式或濕式氣缸套。

1-39.什么是氣缸體？

氣缸體是氣缸的殼體，水冷式發動機通常將氣缸體與上曲軸箱鑄成一體，簡稱氣缸體。氣缸體上半部有若干個為活塞在其中運動導向的圓柱形空腔，稱為氣缸。下半部為支承曲軸的上曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。在上曲軸箱上制有主軸承座孔，有的發動機還制有凸輪軸軸承座孔。為了這些軸承的潤滑，在側壁上鑄有主油道，前后壁和中間隔板上鑄有分油道。

1-40.直噴發動機氣缸體結構有何特點？

以大眾直噴發動機為例，其缸體是用含有片狀石墨晶體的鑄鐵制造的。它采用“OPen-dech Design”設計，如圖1-15所示。這種設計的理念是氣缸水套的開口向上，這樣可以使得溫度比較高的氣缸上部分的冷卻效果更好。

在采用頂面敞開式結構的同時，氣缸蓋與氣缸體還采用了分開循環回路冷卻，能夠可靠地解決曲軸箱通風和冷卻液中夾雜空氣泡的問題。

片墨鑄鐵缸體的運行表面應用了液體射流、研磨加工工藝。液體射流和光滑研磨是已知的兩級研磨工藝的進一步發展，即在原工藝基礎上加上兩個工作過程。在第一個新的工作過程，消除缸套表面的任何變形及在磨削中產生的缺陷和合金裂縫。由此產生了基本上沒有金屬缺陷的金屬表面。在最后工作過程，將射流或其他原因造成的遺留粗糙表面磨削至最高光潔水平。這種磨削工藝縮短了發動機磨合時間，也減少了機油消耗。

圖1-15 大眾直噴發動機氣缸體

1-41.直噴發動機氣缸結構有何特點？

大眾直噴發動機缸體是用含有片狀石墨晶體的鑄鐵制造的，如圖1-16a所示。它采用的是“Open-dech Design”設計。這種設計的理念是使氣缸的水套開口向上，這樣可以使溫度比較高的氣缸上部分的冷卻效果更好。

在氣缸蓋用螺栓擰緊的情況下，壓緊力通過氣缸蓋螺栓傳入氣缸體曲軸箱，由此引起氣缸筒的變形，使之偏離理想的圓度，限制了與活塞環的貼合程度，導致較高的機油消耗量。頂面封閉式氣缸體曲軸箱的氣缸筒的變形（花瓣形）如圖1-16b所示，而圖1-16c表示的是頂面敞開式氣缸體曲軸箱的氣缸筒的變形，無論是圓度還是總的變形量，頂面敞開式結構都要小得多。

這種長裙式氣缸體曲軸箱選擇片墨鑄鐵（GJL）作為材料，即使在2.17MPa的高平均有效壓力下也能確保可靠地運轉。為了降低制造成本，這種薄壁的氣缸體曲軸箱采用臥式澆注工藝進行鑄造，平均壁厚為（3±0.5）mm，在局部范圍內需要視應力大小適當加大壁厚。這種灰鑄鐵氣缸體曲軸箱的重量只有29hg（不含主軸承蓋），在該功率等級汽油機中是非常輕的。

圖1-16 大眾直噴發動機氣缸體

片墨鑄鐵缸體的運行表面應用了液體射流研磨加工工藝。液體射流和光滑研磨是已知的兩級研磨工藝的進一步發展，即在原工藝基礎上增加兩個工作過程。在第一個新的工作過程，消除缸套表面的任何變形及在磨削中產生的缺陷和合金裂紋，由此產生了基本上沒有金屬缺陷的金屬表面。在最后工作過程，將射流或其他原因造成的遺留粗糙表面磨削至最高光潔水平。這種磨削工藝縮短了發動機磨合時間，也減少了機油消耗。

大眾直噴發動機氣缸壁應用等離子涂膜如圖1-17所示。等離子氣體在流出時由電弧點燃，等離子束溫度約為11700℃，流度可高達600m/s。等離子束中噴射的是涂層粉末（50％合金鋼，50％鉬），涂層粉末被加熱到約2500℃，速度增加到150m/s。此時，動能會轉換成塑性變形，液態涂層會嵌入到缸壁的不平處。在固化后，涂層和缸壁就會形成良好的結合收縮應力，還可產生與缸壁的附著力。

圖1-17 氣缸壁等離子涂膜

1-42.氣缸的排列形式有哪幾種？

氣缸的排列形式有三種：直列式、V形和水平對置式。

（1）直列式 如圖1-18所示，其機體的寬度小而高度和長度大，一般只用于六缸以下的發動機。通常把采用直列式氣缸排列的發動機稱為直列式發動機。六缸直列式發動機的平衡性最好，發動機工作時不產生振動。

（2）V形 將所有氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定夾角布置一起（左右兩列氣缸中心線的夾角γ＜180°），使兩組氣缸平面形成一個夾角，從側面看氣缸呈V字形（通常的夾角為60°），故稱V形發動機，如圖1-19所示。目前有V4、V6、V8、V10、V12、V16等機型。V形發動機機體寬度大，而長度和高度小，形狀比較復雜，但機體的剛度大，質量和外形尺寸較小。

（3）水平對置式 發動機活塞平均分布在曲軸兩側，在水平方向上左右運動。這種類型的發動機安裝在整車的中心線上，兩側活塞產生的力矩相互抵消，大大降低了車輛在行駛中的振動，使發動機轉速得以較大提升，并減少噪聲，如圖1-20所示。使用車輛有保時捷除卡宴、帕納梅拉外全系和斯巴魯全系。

圖1-18 直列式

圖1-19 V形

圖1-20 水平對置式

1-43.氣缸的結構形式有哪幾種？

氣缸的結構形式也有三種，即無氣缸套、干式氣缸套和濕式氣缸套。

1）無氣缸套即機體上不鑲嵌任何氣缸套，在機體上直接加工出氣缸，如圖1-21所示。

2）干式氣缸套指的是在一般灰鑄鐵的氣缸座孔內壓入或裝入干式氣缸套，如圖1-22所示，干式氣缸套不與冷卻液接觸。

3）濕式氣缸套的外壁與冷卻液直接接觸，如圖1-23所示。

圖1-21 無氣缸套機體

圖1-22 干式氣缸套機體

圖1-23 濕式氣缸套機體

1-44.曲軸箱結構有哪幾種形式？

曲軸箱結構形式有一般式、龍門式和隧道式三種。

1）一般式指的是機體底平面與曲軸軸線齊平，如圖1-24所示。

2）龍門式指底平面下沉到曲軸軸線以下的機體，如圖1-25所示。

3）隧道式氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入，如圖1-26所示。

圖1-24 一般式氣缸體

圖1-25 龍門式氣缸體

圖1-26 隧道式氣缸體

1-45.氣缸蓋有何功用？

配合氣缸體活塞組成發動機的燃燒室，完成發動機燃燒過程。

1-46.新型直噴發動機氣缸蓋結構有何特點？

大眾2.0直噴發動機采用可以改善冷卻功能的橫流式氣缸蓋。進氣道由渦旋板分成上部進氣道和下部進氣道。氣門采用兩個上置式凸輪軸來控制，這兩個凸輪軸支承在一個抗扭曲梯形框架內。高壓噴油閥的支座集成在缸蓋內，這樣高壓噴油器就可以直接伸到燃燒室內了，如圖1-27所示。

1-47.氣缸蓋的形式有哪幾種？

汽車發動機氣缸蓋的結構形式有三種：整體式、分體式和單體式。

1-48.整體式氣缸蓋有何特點？

整體式氣缸蓋是指多缸發動機的多個氣缸共用一個缸蓋。整體式氣缸蓋結構緊湊，零件數少，可縮短氣缸中心距和發動機總長度，制造成本低。當氣缸數不超過6個，氣缸直徑小105mm時，均采用整體式氣缸蓋。

圖1-27 氣缸蓋

1-49.分體式氣缸蓋有何特點？

分體式氣缸蓋是指一個、兩個或三個氣缸共用一個缸蓋。這種結構剛度較高，變形小，易于實現對高溫、高壓燃氣的有效密封，同時易于實現發動機產品的系列化。但氣缸蓋零件數增多會使氣缸中心距增大，一般用在缸徑較大的發動機上。氣缸直徑為100～140mm時采用何種形式的氣缸蓋要看廠家的生產情況，若只生產直列六缸和V6、V12缸發動機，則采用三缸一蓋更為合適。

1-50.單體式氣缸蓋有何特點？

若每缸一蓋，則為單體式氣缸蓋。單體式氣缸蓋剛度大，且在備件儲存、修理及制造等方面都比較優越。采用單體式氣缸蓋在縮小氣缸中心距方面受到一定的限制，同時氣缸蓋冷卻液的回流需裝設專門的回水管，使結構復雜。一般氣缸直徑大于140mm的發動機采用單體式氣缸蓋。

1-51.常見的燃燒室形狀有哪幾種？

汽油機常用燃燒室形狀有三種：楔形、浴盆形和半球形。

1-52.浴盆形燃燒室有何特點？

浴盆形燃燒室結構簡單、緊湊，氣門平行于氣缸軸線，可形成擠氣渦流，如圖1-28所示。但其氣門尺寸受到限制，影響換氣質量，因而燃燒速度稍差，燃燒質量稍低。用于1缸兩氣門發動機，如捷達、奧迪100等汽油發動機。

1-53.楔形燃燒室有何特點？

楔形燃燒室結構較簡單、緊湊，氣門相對氣缸軸線傾斜，進氣道比較平直，進氣阻力小，充氣效率較高，如圖1-29所示。在壓縮終了時能形成擠氣渦流，因而燃燒速度快，燃燒質量較好。

1-54.半球形燃燒室有何特點？

半球形燃燒室結構較前兩種更緊湊，氣門成橫向V形排列，因而氣門可以做得較大，換氣好，如圖1-30所示。火花塞通常位于燃燒室的中部，火焰行程短，燃燒迅速完全。但沒有擠氣渦流，低速性能較差，因進、排氣門位于氣缸蓋兩側，使配氣機構較復雜。

1-55.柴油發動機燃燒室按其結構分為哪幾類？

由于柴油機的混合氣形成和燃燒都是在燃燒室內進行的，所占的時間又非常短促，因此要求燃燒室形狀、空氣運動和噴油系統之間實現最佳匹配。燃燒室的造型和噴油器的布置確定了混合氣的形成方式，根據這兩個特性可以將燃燒室分為分隔式燃燒室和直噴式（統一式）燃燒室，這兩類燃燒室又可以進一步區分，如圖1-31所示。

圖1-28 浴盆形燃燒室

圖1-29 楔形燃燒室

圖1-30 半球形燃燒室

圖1-31 柴油發動機燃燒室的分類

1-56.柴油發動機直噴燃燒室（統一式燃燒室）結構有何特點？

直噴燃燒室的容積集中于氣缸之中，且其大部分集中于活塞頂上的燃燒室凹坑內，燃燒室凹坑的形狀多種多樣，極具創造性。常見結構有ω形和球形燃燒室，如圖1-32所示。

1-57.柴油發動機分隔式燃燒室結構有何特點？

分隔式燃燒室的容積則一分為二，一部分位于氣缸蓋中，另一部分則在氣缸內，如圖1-33所示。在氣缸內的那部分稱主燃燒室，位于氣缸蓋中的那部分稱副燃燒室。主、副燃燒室之間用通道連通。分隔式燃燒室又分為渦流室式燃燒室和預燃室式燃燒室。

圖1-32 直噴燃燒室（統一燃燒室）

圖1-33 分隔式燃燒室

1-58.氣缸墊有何功用？

氣缸墊用來保證氣缸體與氣缸蓋接合面間的密封，防止漏氣、漏水、漏機油。

氣缸墊的厚度主要依據活塞突出氣缸體的高度來確定。有的發動機用氣缸墊邊緣的缺口加以區分，圖1-34所示“B”表示氣缸墊的厚度為1.40～1.50mm，“D”表示厚度為1.50～1.60mm，“F”表示厚度為1.60～1.70mm。

圖1-34 氣缸襯墊

1-59.氣缸墊有哪幾種結構？

目前應用較多的有以下幾種氣缸墊。

1）金屬復合材料襯墊是在鋼板兩面粘覆耐熱、耐壓和耐蝕的新型復合材料，在氣缸孔、冷卻液孔和機油孔周圍用不銹鋼皮包邊。

2）全金屬襯墊強度高，抗腐蝕能力強，多用于強化程度較高的發動機上。

3）國外一些發動機開始使用耐熱密封膠取代傳統的氣缸墊，這種發動機對氣缸蓋和氣缸體接合面的平面度要求極高。

1-60.安裝氣缸墊要注意什么？

將缸墊的卷邊朝向易修整的接觸面或硬平面。如氣缸蓋和氣缸體同為鑄鐵時，卷邊應朝向氣缸蓋（易修整）；當氣缸蓋為鋁合金，氣缸體為鑄鐵時，卷邊應朝向氣缸體（硬平面）。氣缸襯墊帶有文字面朝上安裝。

1-61.油底殼有何功用？

油底殼的主要功用是儲存機油和封閉機體和曲軸箱。

1-62.大眾直噴發動機油底殼結構有何特點？

大眾直噴發動機的油底殼用鋁合金（AlSi12Cu）制成。其內部安裝了機油泵并且額外地加強了曲軸箱的強度（底板效應）。油底殼的上部件通過螺栓緊固在曲軸箱上，并且兩者之間敷涂了液體密封劑。油底殼下部件由薄鋼板（深度拉深，沖壓并經表面催化處理）制成。其內部安裝油位傳感器和放油螺栓。油底殼的下部件通過螺栓緊固到油底殼的上部件上，并且兩者之間敷涂了液體密封劑。油底殼內集成了一個用聚胺材料制成的蜂窩狀內芯，此內芯能夠在車輛行駛時防止機油形成漩渦，如圖1-35所示。

1-63.曲柄連桿機構有何功用？

曲柄連桿機構是發動機的主要運動機構。其功用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，同時將作用于活塞上的力轉變為曲軸對外輸出的轉矩，以驅動汽車車輪轉動。

1-64.曲柄連桿機構是由哪些部分組成的？

曲柄連桿機構由活塞組（活塞、活塞環、活塞銷、卡環等）、連桿組（連桿桿身、連桿瓦蓋、連桿軸承、螺栓、連桿襯套、連桿螺母等）和曲軸飛輪組（曲軸、飛輪、主軸承、推力軸承、扭轉減振器、帶輪、正時鏈等）組成，如圖1-36所示。

圖1-35 油底殼

圖1-36 曲柄連桿機構

1-65.活塞有何功用？

活塞的主要功用是承受燃燒氣體力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉，此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。

1-66.活塞是由哪些部分組成的？

活塞由活塞頂部、活塞頭部、活塞裙部三部分組成，如圖1-37所示。

1-67.活塞的頂部結構有何特點？

活塞頂部承受氣體壓力，是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關。為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部形狀可分為三大類：平頂、凸頂、凹頂，如圖1-38所示。

圖1-37 活塞

圖1-38 活塞頂部形狀

1）平頂活塞頂部是一個平面，結構簡單，制造容易，受熱面積小，頂部應力分布較為均勻，一般用在汽油機上，柴油機很少采用。

2）凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強度高，可獲得較大的壓縮比，也能增加擠流強度。頂部溫度較高，有利于改善換氣過程，二行程汽油機常采用凸頂活塞。

3）凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒，有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等。

1-68.活塞的頭部結構有何特點？

現在汽車發動機普遍采用三環短活塞，三環是指上氣環、下氣環和油環。為了減少摩擦損失，在競賽汽車發動機的活塞上只安裝一道氣環和一道油環。由活塞頂到油環糟下端面之間的部分稱為活塞頭部。在活塞頭部加工有用來安裝氣環和油環的氣環槽和油環槽。在油環槽底部還加工有回油孔或橫向切槽，油環從氣缸壁上刮下來多余的機油，經回油孔或橫向切槽流回油底殼。

活塞頭部應足夠厚，從活塞頂到環槽區的斷面變化應盡可能圓滑，過渡角R應足夠大，以減小熱阻力，便于熱量從活塞頂經活塞環傳給氣缸壁，使活塞頂部的溫度不致過高，如圖1-39所示。

圖1-39 由活塞頂到氣缸壁的熱流

1-69.活塞裙部結構有何特點？

活塞頭部以下的部分為活塞裙部。裙部的形狀應能保證活塞在氣缸內得到良好的導向，氣缸與活塞之間在任保工況下都應保持均勻的、適宜的間隙。裙部應有足夠的實際承壓面積。為使活塞工作時裙部接近正圓形與氣缸相適應，在制造時應將活塞裙部的橫斷面加工成橢圓形，并使其長軸與活塞銷孔軸線垂直。現代汽車發動機均為橢圓裙。為使活塞工作時裙部接近圓柱形，須把活塞制成上小下大的圓錐形或桶形。

1-70.何謂恒范活塞？

圖1-40 恒范活塞及自動熱補償活塞

Δ1—恒范活塞膨脹量 Δ2—全鋁活塞膨脹量 Δ3—有效膨脹量

在活塞銷座處鑲鑄恒范鋼片的活塞稱恒范活塞（圖1-40a）。由于恒范活塞在銷座處只靠恒范鋼片與活塞裙相連且恒范鋼的熱膨脹系數只有鋁合金的1/10左右，因此當溫度升高時，在恒范鋼片的牽制下，裙部在活塞銷孔軸線方向的熱膨脹量很小。

若將普通碳素鋼片鑄在銷座處的鋁合金層內側形成雙金屬壁（圖1-40b），由于兩種金屬的熱膨脹系數不同，當溫度升高時雙金屬壁發生彎曲，而鋼片兩端的距離基本不變，從而限制了裙部的熱膨脹量。因為這種控制熱膨脹的作用隨溫度升高而增大，所以稱這種活塞為自動熱補償活塞。

1-71.何謂半拖鞋、全拖鞋式活塞？

在保證裙部有足夠承壓面積的條件下，將不承受側向力一側的裙部部分去掉，即為半拖鞋式裙部；若全部去掉則為全拖鞋式裙部。現代汽車發動機上廣泛采用半拖鞋式裙部或全拖鞋式裙部的活塞。

1-72.為什么活塞銷與銷孔軸線朝推力一側偏離活塞軸線1～2mm？

如果活塞銷孔軸線與活塞軸線垂直相交，當壓縮行程結束、做功行程開始，活塞越過上止點時，側向力方向改變，活塞由次推力面貼緊氣缸壁突然轉變為主推力面貼緊氣缸壁，活塞與氣缸會發生“拍擊”，產生噪聲，且有損活塞的耐久性，如圖1-41a所示。在許多發動機中，活塞銷孔軸線朝主推力面一側偏離活塞軸線1～2mm。這時，壓縮壓力將使活塞在接近上止點時發生傾斜，活塞在越過上止點時，將逐漸地由次推力面轉變為由主推力面貼緊氣缸壁，從而消減了活塞對氣缸的拍擊，如圖1-41b所示。

圖1-41 銷孔位置對側向力變向時活塞運動的影響

1-73.活塞環有何功用？

（1）密封 密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止氣體泄漏。

（2）導熱 將活塞頂部的熱量傳遞給氣缸壁，利用冷卻液帶走。

（3）隔熱 將活塞頂部與裙部的熱量隔開，防止裙部強度下降。

（4）刮油 油環刮去氣缸壁多余的潤滑油。

1-74.活塞環采用何種材料？

目前，活塞環的材料采用優質鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵，并對第一道環甚至所有環實行工作表面鍍鉻或噴鉬處理，以提高耐磨性。鍍鉻發亮，噴鉬發黑。其余環一般鍍錫或磷化處理。組合式油環則采用彈簧鋼片制造。

1-75.活塞環有哪三隙？

活塞環應留有端隙、側隙和背隙，如圖1-42所示。

1）端隙又稱為開口間隙，是活塞環在冷態下裝入氣缸后，該環在上止點時環的兩端頭的間隙，一般為0.25～0.80mm。第一道氣環溫度高，其端隙也最大。端隙過大漏氣嚴重；端隙過小，活塞環受熱膨脹后可能卡死甚至折斷。

2）側隙又稱邊隙，是指活塞環裝入活塞后，其側面與活塞環槽之間的間隙。第一環因工作溫度高，間隙較大，一般為0.04～0.10mm，其他環一般為0.03～0.07mm。油環側隙較氣環小，為0.025～0.07mm。

3）背隙是活塞及活塞環裝入氣缸后，活塞環內圓柱面與活塞環槽底部間的間隙，一般為0.50～1.00mm。油環背隙較氣環大，以增大存油間隙，利于減壓泄油。

圖1-42 氣環的間隙

1-76.活塞環是如何工作的？

活塞環在自由狀態下不是圓環形，其外形尺寸比氣缸內徑大，因此，它隨活塞一起裝入氣缸后，便產生彈力F1而緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，使高溫、高壓燃氣不能通過環與氣缸接觸面的間隙。活塞環在燃氣壓力作用下，壓緊在環槽的下端面上，形成第二密封面，于是燃氣繞流到環的背面，并發生膨脹，其壓力降低。同時，燃燒壓力對環背的作用力使環更緊地貼在氣缸壁上，形成對第一密封面的第二道密封，如圖1-43所示。

高溫、高壓燃氣從第一道氣環的切口漏到第二道氣環的上平面時壓力已有所降低，又把這道氣環壓貼在第二環槽的下端面上，于是，燃燒氣體又繞流到這個環的背面，再次發生膨脹，其壓力又進一步降低。如此下去，從最后一道氣環漏出來的燃燒氣體，其壓力和流速已大大減小，因而漏氣量也就很少了。（最后漏入曲軸箱的氣體僅為進氣量的0.2％～1.0％）

1-77.活塞環分為哪些形狀？

氣環按其斷面形狀分有多種，如圖1-44所示。

圖1-43 氣環密封的原理

圖1-44 氣環的斷面形狀

a—矩形環 b—錐面環 c、d—側面內切正扭曲環 e—下側面外切正扭曲環 f—下側面內切反扭曲環 g—梯形環 h—楔形環 i—桶面環 j—開槽環 k、l—頂岸環

1-78.何謂矩形環？

矩形環斷面為矩形，形狀簡單，加工方便，與氣缸壁接觸面積大，有利于活塞散熱。但磨合性差，而且在與活塞一起作往復運動時，其在環槽內上下竄動，把氣缸壁上的機油不斷地擠入燃燒室中，產生“泵油現象”，使機油消耗量增加，活塞頂及燃燒室壁面產生積炭。

1-79.何謂錐形環？

錐形環的外圓工作面上加工有一個很小的錐面（0.5°～1.5°）。理論上錐形環與氣缸壁為線接觸，磨合性好，增大了接觸壓力和對氣缸壁的適應能力。當活塞下行時，錐形環能起到向下刮油的作用。當活塞上行時，由于錐面的油楔作用，錐形環能滑越過氣缸壁上的油膜而不致將機油帶入燃燒室。錐面環傳熱性差，所以不用做第一道氣環。由于錐角很小，一般不易識別，為避免裝錯，在環的上側面標有向上的記號。

1-80.何謂梯形環？

梯形環斷面呈梯形。其主要特點是抗粘結性好。當活塞頭部溫度很高時，竄入第一道環槽中的機油容易結焦并將氣環粘住。在側向力換向活塞左右擺動時，梯形環的側隙、徑向間隙都發生變化，將槽中的膠質擠出。楔形環的工作特點與梯形環相似，而且由于斷面不對稱，裝入氣缸后也會發生扭曲。

1-81.何謂桶面環？

桶面環外圓為凸圓弧形，是近年來興起的一種新型結構。當桶面環上下運動時，能與氣缸壁形成楔形空間，使機油容易進入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸呈圓弧接觸，故對氣缸表面的適應性和對活塞偏擺的適應性均較好，有利于密封，但凸圓弧表面加工較困難。目前已普遍地用于強化柴油機的第一道氣環。

1-82.扭曲環是如何工作的？正反扭曲環是如何定義的？

斷面不對稱的氣環裝入氣缸后，由于彈性內力的作用使斷面發生扭轉，故稱扭曲環。扭曲環斷面扭轉原理如圖1-45所示。活塞環裝入氣缸之后，其外側拉應力F1與內側壓縮應力的合力F2之間有一力臂e，于是產生扭曲力矩M。在力矩M的作用下，使環的外圓周扭曲成上小下大的錐形，從而使環的邊緣上下端面接觸，提高了表面接觸應力，防止活塞在環槽內上下竄動而造成的泵油作用，同時增加了密封性。扭曲環還易于磨合，并有向下刮油的作用。

若將內圓面的上邊緣或外圓面的下邊緣切掉一部分，整個氣環將扭曲成碟形，則稱這種環為正扭曲環；若將內圓面的下邊緣切掉一部分，氣環將扭曲成蓋形，則稱這種環為反扭曲環。在環面上切去部分金屬稱切臺。

當發動機工作時，在進氣、壓縮和排氣行程中，扭曲環發生扭曲，其工作特點一方面與錐形環類似，另一方面由于扭曲環的上下側面與環槽的上下側面相接觸（圖1-46a），從而防止了環在槽內上下竄動，消除了泵油現象，減輕了環對環槽的沖擊而引起的磨損。在做功行程中，巨大的燃氣壓力作用于環的上側面和內圓面，足以克服環的彈性內力使環不再扭曲，整個外圓面與氣缸壁接觸（圖1-46b），這時扭曲環的工作特點與矩形環相同。

扭曲環安裝時必須注意斷面形狀和方向，內切口朝上，外切口朝下，不能裝反。

1-83.油環有哪幾類？

1）整體式油環用合金鑄鐵制造，其外圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或縫隙。

2）組合式油環由上下兩刮片與中間的襯簧組成，刮片用鍍鉻鋼片制成，襯簧的周邊比氣缸內圓周略大一些，如圖1-47所示。刮片緊緊壓向氣缸壁。這種油環的接觸壓力高，對氣缸壁面適應性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明顯。近年來汽車發動機上越來越多地采用了組合式油環。它的缺點主要是制造成本高。

圖1-45 扭曲環斷面扭轉原理

圖1-46 扭曲環工作原理示意圖

圖1-47 鋼帶組合式油環

1-84.活塞銷有何功用？

活塞銷的作用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳遞給連桿。

1-85.活塞銷結構有何特點？

活塞銷一般采用低碳鋼或低碳合金鋼，經表面滲碳淬火后再精磨加工。為了減輕質量，活塞銷一般做成空心圓柱，空心柱的形狀可以是組合形或兩段截錐形，如圖1-48所示。

圖1-48 活塞銷

1-86.活塞銷的連接方式有哪幾種？

活塞銷的連接方式有兩種：全浮式和半浮式，如圖1-49所示。

1-87.連桿組有何功用？

將活塞承受的力傳遞給曲軸，推動曲軸轉動對外輸出轉矩。

1-88.連桿組是由哪些零件組成的？

連桿組包括連桿、連桿軸承蓋、連桿軸承、連桿螺栓等，如圖1-50所示。連桿和連桿軸承蓋統稱為連桿。

1-89.連桿軸承結構有何特點？

連桿軸承由鋼背和減磨層、軟鍍層組成，為兩半分開形式，如圖1-51所示。鋼背由厚1～3mm的低碳鋼制成，是軸承的基體，鋼背面只有很小的粗糙度，旨在增大與連桿大頭或主軸承孔的接觸面積，以利于散熱，在鋼背鍍錫也可達到同樣目的。減磨層是由澆鑄在鋼背內圓上厚為0.3～0.7mm的薄層減磨合金制成，減磨合金具有保持油膜，減少摩擦阻力和易于磨合的作用。軟鍍層是指在減磨合金上電鍍一層錫或錫鉛合金，其主要作用是改善軸瓦的磨合性能并作為減磨合金層的保護層。

圖1-49 活塞銷的連接方式

圖1-50 大眾直噴2.0L連桿組

圖1-51 連桿軸承

1-90.曲軸飛輪組是由哪些零件組成的？

曲軸飛輪組由曲軸、飛輪（雙質量飛輪）、扭轉減振器、帶輪、正時齒輪（或鏈條）、推力軸承等組成，如圖1-52所示。

1-91.曲軸有何功用？

曲軸的作用是把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變為轉矩并對外輸出，同時，還驅動發動機的配氣機構和其他輔助裝置（如發電機、水泵、空調壓縮機）等。

1-92.曲軸是由哪些零件組成的？

曲軸的基本組成包括前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄銷、平衡重、后端凸緣等，如圖1-53所示。

圖1-52 曲軸飛輪組

圖1-53 曲軸各部位名稱

1-93.什么是曲拐單元？

一個曲柄銷，左右兩個曲柄臂和左右兩個主軸頸構成一個曲拐單元。多缸直列發動機的曲拐數與氣缸數相同。V形發動機的曲拐數等于氣缸數的一半。若干個曲拐單元按照一定的相位連接起來再加上曲軸前、后端便構成一根曲軸。多數發動機在曲柄臂上裝有平衡重。

1-94.何謂全支承曲軸及有何特點？

按曲軸主軸頸的數目，可以把曲軸分為全支承曲軸和非全支承曲軸兩種。在每個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸者，稱為全支承曲軸，否則為非全支承。顯然全支承曲軸的主軸頸數比連桿軸頸數多一個，這種支承方式曲軸剛度好，但長度較長，如圖1-54所示。由此可見，直列發動機全支承曲軸的主軸頸數比氣缸數多一個，Ⅴ形發動機全支承曲軸的主軸頸數是氣缸數的一半加一個。

圖1-54 曲軸支承形式

1-95.曲軸扭轉減振器有何功用？

曲軸扭轉減振器的功用是吸收曲軸扭轉振動的能量，消減扭轉振動，避免發生強烈的共振及其引起的嚴重惡果。一般低速發動機不易達到臨界轉速。但曲軸剛度小、旋轉質量大、缸數多及轉速高的發動機，由于自振頻率低，強迫振動頻率高，容易達到臨界轉速而發生強烈的共振。因而加裝扭轉減振器就很有必要。

最常見的扭轉減振器為橡膠式扭轉減振器、硅油式扭轉減振器和硅油-橡膠扭轉減振器。

1-96.曲軸橡膠扭轉減振器結構有何特點？

減振器殼體與曲軸連接，減振器殼體與扭轉振動慣性質量粘在硫化橡膠層上。發動機工作時，減振器殼體與曲軸一起振動，由于慣性質量滯后于減振器殼體，因而在兩者之間產生相對運動，使橡膠層來回揉搓，振動能量被橡膠的內摩擦阻尼吸收，從而使曲軸的扭振得以消減。橡膠扭轉減振器如圖1-55所示。但其阻尼作用小，橡膠容易老化，故在大功率發動機上較少用。

1-97.曲軸硅油扭轉減振器結構有何特點？

由鋼板沖壓而成的減振器殼體與曲軸連接。側蓋與減振器殼體組成封閉腔，其中滑套著扭轉振動慣性質量。慣性質量與密封腔之間留有一定的間隙，里面充滿高粘度硅油，當發動機工作時，減振器殼體與曲軸一起旋轉、振動，慣性質量則被硅油的粘性摩擦阻尼和襯套的摩擦力所帶動，在慣性質量與減振器殼體間產生相對運動。曲軸的振動能量被硅油的內摩擦阻尼吸收，使扭振消除或減輕。硅油扭轉減振器減振效果好，性能好，性能穩定，工作可靠，維修方便，所以在汽車發動機的應用日益普遍，如圖1-56所示。

1-98.曲軸硅油-橡膠扭轉減振器結構有何特點？

硅油-橡膠扭轉減振器中的橡膠慣性環主要作為彈性體，并用來密封硅油和支撐慣性環。其在封閉腔中注滿高粘度硅油。硅油-橡膠扭轉減振器集中了前二者的優點，即體積小、質量輕和減振性能穩定等，如圖1-57所示。

圖1-55 橡膠扭轉減振器

圖1-56 硅油扭轉減振器

圖1-57 硅油-橡膠扭轉減振器

1-99.飛輪有何功用？

飛輪的作用是通過儲存和釋放能量來提高發動機運轉的均勻性和改善發動機克服短時超載的能力。飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，多用灰鑄鐵制造，外緣上壓有一個齒圈，可與起動機的驅動齒輪嚙合，供起動發動機用。

1-100.雙質量飛輪結構有何特點？

雙質量飛輪結構如圖1-58所示。

1-101.新款高有爾夫A6雙質量飛輪結構有何特點？

圖1-58 長圓弧雙質量飛輪

1—第1質量飛輪 2—長圓弧彈簧（為兩個）

3—連接法蘭4—第2質量飛輪

新款高爾夫A6轎車的轉矩通過發動機曲軸、雙質量飛輪、雙離合器進行傳遞。為完成傳遞，雙質量飛輪裝配有內齒，與雙離合器的外殼上裝配的外齒相嚙合，這樣，轉矩就被傳遞到雙離合器，如圖1-59所示。

圖1-59 高爾夫A6雙質量飛輪

1-102.曲軸推力軸承有何功用？

曲軸推力軸承的作用是防止曲軸軸向移動量過大，如踩踏離合對曲軸施加軸向推力，使曲軸發生軸向竄動。過大的軸向竄動將影響活塞連桿組的正常工作和破壞正確的配氣正時以及柴油的噴油正時。

1-103.平衡機構有何功用？

現代轎車特別重視乘坐的舒適性和噪聲水平，為此必須將引起汽車振動和噪聲的發動機不平衡力及不平衡力矩減小到最低限度。在曲軸的曲柄臂上設置的平衡重只能平衡旋轉慣性力及其力矩，而往復慣性力及其力矩的平衡則需要專門的平衡機構。

直噴四缸發動機轉速在4000r/min以上振動通過車身傳遞變得非常明顯，令人不快的嗡嗡聲降低了車輛的舒適性。這種振動是由慣性力引起的，可以用帶平衡重的軸以相反方向轉動抵消。

1-104.現有代何汽特點車？的平衡機構結構

平衡機構由石墨鑄鐵制成并有三道軸承支撐，如圖1-60所示。平衡軸安裝于鑄鋁軸承座內，兩根軸的旋轉方向相反。平衡軸的反向運動消除了發動機的縱向慣性。

1-105.是六缸怎發樣動的機？各缸工作順序

圖1-60 平衡機構

六缸發動機做功間隔角為720°/6＝120°，工作順序為1—5—3—6—2—4。其工作順序見表1-1。

1-106.如何檢修氣缸體、氣缸蓋裂紋？

氣缸體與氣缸蓋產生裂紋的部位與結構、工作條件、使用操作有關。如曲軸箱共振裂紋；水套的冰凍裂紋；氣缸套修理尺寸級數過多和鑲裝氣缸套過盈量過大，壓裝工藝不當等造成的裂紋。氣缸體和氣缸蓋的裂紋通常采用水壓試驗法進行檢驗：將氣缸蓋和氣缸襯墊裝在氣缸體上，將水壓機出水管接頭與氣缸前端水泵入水口處連接好，并封閉所有水道口，然后將水壓入水套，要求在0.3～0.4MPa的壓力下，保持約5min，應沒有任何滲漏現象。

表1-1 六缸發動機工作順序

裂紋會引起發動機漏氣、漏水、漏油，影響發動機正常工作，必須及時檢修。裂紋的修理方法有粘接法、焊接法等幾種，在修理中應根據裂紋的大小、部位、損傷程度等情況進行選擇。

1-107.氣缸磨損成錐形的原因有哪些？

（1）摩擦力不等的影響 活塞在上止點處，第一道活塞環對氣缸壁壓力最大，可達2940hPa，第二道環為735hPa，第三道環為294hPa，隨著活塞的下行，工作氣壓逐漸降低，活塞環對氣缸壁上壓力也隨之下降。由于活塞環對氣缸壁的正壓力大，摩擦力也大，氣缸摩擦損失增加，所以越靠近氣缸上部磨損越嚴重。

（2）潤滑條件不同的影響 活塞在它的工作行程中，不僅壓力由大逐漸減小，而且溫度也由上而下逐漸降低。上部的高溫，使潤滑油稀釋而流失，而且上部高壓氣體的吹襲作用強，更促使稀釋的潤滑油被吹襲流掉，同時潤滑油還有可能在燃燒氣體作用下被燒掉。這使得氣缸上部可能出現干摩擦，向下逐漸出現半干摩擦和液體摩擦，造成活塞環在上止點處氣缸壁磨損劇烈，向下則逐漸減輕。

（3）腐蝕磨損的影響 氣缸內可燃混合氣燃燒后，產生水蒸氣和酸性氧化物CO2、SO2、NO2，它們溶于水而生成礦物酸，在燃燒過程中還會生成無機酸（如硫酸、碳酸等）。這些酸性物質附在氣缸表面，對氣缸表面產生腐蝕作用，氣缸表面經腐蝕后形成松散的組織，在摩擦中逐步被活塞環刮掉。

（4）磨料磨損 空氣中的灰塵、潤滑油中的機械雜質和發動機自身的磨屑等，進入缸壁間造成磨料磨損。

1-108.氣缸磨損成橢圓形的原因有哪些？

在氣缸橫斷面，即氣缸的圓周方向，磨損往往呈不規則的橢圓形，它與發動機的工作條件與結構等因素有關。

（1）做功行程時側壓力的影響 活塞在做功行程時，以很大側壓力壓向氣缸壁，它破壞了潤滑油膜，增加了氣缸的磨損。

（2）曲軸軸向移動和氣缸體變形的影響 由于離合器工作時的軸向壓力作用，使曲軸不斷前后移動；曲軸變彎造成曲軸軸承孔同軸度偏差過大，有時會出現氣缸磨損的橢圓長軸在曲軸軸線方向上。

（3）裝配質量的影響 曲柄連桿機構組裝時，不符合技術要求，連桿彎曲、扭曲過量；連桿軸頸錐度過大，氣缸中心線與曲軸中心線不垂直；氣缸套安裝不正確等。

（4）結構因素的影響 對于側置式氣門發動機，因為進氣時較冷的混合氣流吹向進氣門對面的氣缸壁上，使其工作溫度降低，潤滑油膜被沖刷掉而增大了腐蝕磨損的作用，使進氣門對面的氣缸壁磨損增加，造成氣缸的橢圓磨損。一般水冷卻發動機，第一缸前部和最后一缸的后部冷卻強度大，其磨損較大，特別是長期處于較低溫度條件下工作時，對磨損的影響尤其劇烈。

1-109.何謂氣缸的圓度偏差？

在同一斷面上不同方向測量到的最大與最小直徑差值一半，即為該斷面的圓度偏差。把在所有測量斷面上測量到的最大圓度偏差作為氣缸的圓度偏差。氣缸的圓度偏差為0.0500～0.0625mm。

1-110.何謂氣缸的圓柱度偏差？

在所有測量的氣缸表面任意方向所測得讀數中最大與最小直徑差值的一半，即為氣缸的圓柱度偏差。

1-111.如何測量氣缸磨損？

1）氣缸的測量位置。在測量時，應在活塞全行程內的①、②、③三個斷面附近測量，如圖1-61所示，以便正確地測量出氣缸的最大磨損量以及圓度和圓柱度偏差。氣缸①、②、③三個測量斷面的位置是：第一道活塞環上止點稍下處，此斷面一般是氣缸的最大磨損斷面；氣缸中部測量斷面位于活塞上、下止點中間的位置；氣缸下部測量斷面取活塞到下止點時最下一道活塞環對應的位置附近。注：用鋼直尺測量三個斷面位置。

2）將被檢驗的氣缸缸筒及上平面清洗，擦干。同時清潔千分尺、卡尺、量缸表、鋼直尺等量具。用鋼直尺測量氣缸長度，并在氣缸筒內畫上所要測量的軸向和徑向的位置。

3）用卡尺測量氣缸口處的直徑。

提示：測量時卡尺必須與氣缸平面垂直，當尺的兩個內量爪貼近氣缸壁時應作輕輕晃動，以取得測量時的最大直徑，然后將卡尺的鎖緊螺母鎖緊再讀數。

4）將千分尺校零。校量桿要放平，否則校零不準，如有偏差用校正扳手對固定套筒或旋轉套筒進行調整，并記錄下其偏差。

5）根據測量氣缸直徑尺寸，把千分尺調到所測氣缸標準直徑尺寸。

6）根據氣缸直徑大小選擇合適的測量桿，旋入量缸表下端。百分表所選測量桿長度要比氣缸大0.5～1.0mm，例如：氣缸直徑為81.01mm，測量桿選擇80～90mm。調整墊片選擇1mm。如使用千分表，要選擇和氣缸尺寸相近的尺寸，例如：氣缸直徑為81.01mm，測量桿選擇80～90mm，調整墊片選擇1mm。量缸表的桿件有兩種，一種是墊片調整式，還有一種是螺旋調整式。

7）把裝好緊固螺母的測量桿裝在支架上，裝上百分表時要進行預壓縮0.5～1.0mm。

圖1-61 氣缸體的測量部位

注：千分表預壓縮0.1～0.2mm。

8）組裝好的量缸表要進行簡單檢查，并再次清潔。使用量缸表，一手拿住隔熱套，另一只手托住下部靠本體的地方。

9）根據被測氣缸的標準尺寸用外徑千分尺校對量缸表，并留出測量桿伸長的適當數值（即預壓0.5～1.0mm）。用右手大拇指輕輕旋轉表盤，使大指針“0”位對正指針，記住小針指示毫米數，把接桿螺母固定，并復校。

10）讀數方法。

①百分表表盤刻度為100，指針在圓表盤上轉動一格為0.01mm（千分表表盤每格為0.001mm，小表盤每轉一格為0.1mm，轉動一圈為1mm），轉動一圈為1mm；小指針移動一格為1mm。

②測量時，當表針順時針方向離開“0”位，表示缸徑小于標準尺寸的缸徑，它是標準缸徑與表針離開“0”位格數的差；若表針逆時針方向離開“0”位，表示缸徑大于標準尺寸的缸徑，它是標準缸徑與表針離開“0”位格數之和。

③若測量時，小指針移動超過1mm，則應在實際測量值中加上或減去1mm。量缸表校零時，大指針對零。缸徑測量時若大指針逆時針方向偏轉2格（例如標準缸徑81.01mm），這時讀數為81.01＋0.02＝81.03mm，即所測氣缸直徑為81.03mm。缸徑測量時若大指針順時針方向偏轉2格，這時讀數為81.01-0.02＝80.99mm，即所測氣缸直徑為80.99mm。

提示：使量缸表測頭分別頂住千分尺前后測砧中央，保證量缸表垂直位置。

提示：①在測量氣缸直徑時，要先將導向輪端傾斜，使其先進入氣缸，然后再使測量桿端進入，并貼著缸壁擺動表桿，直到量缸表的測量桿與氣缸軸線成直角。

②測量時一定要將測量端放入缸體，當測量端放不進氣缸時千萬不要硬放，否則會損壞量缸表。

③導向輪的兩個支腳要和氣缸壁緊密配合。

10）計算氣缸的圓度、圓柱度見表1-2。

表1-2 計算氣缸圓度、圓柱度

1-112.如何計算氣缸的修理尺寸？

氣缸的修理尺寸可以按下式進行計算：氣缸修理尺寸＝氣缸最大磨損直徑＋鏜缸余量（一般為0.10～0.20mm）；鏜削量＝活塞最大直徑-氣缸最小直徑＋配合間隙-磨缸余量（一般為0.03～0.05mm）。計算出的修理尺寸應與修理級數相對照。氣缸修理尺寸除標準尺寸外，通常還有每加大0.25mm為一級。

1-113.如何檢查氣缸體、氣缸蓋平面變形？

氣缸體、氣缸蓋的翹曲變形可用平板作接觸檢測，或者用直尺和塞尺檢測。用直尺和塞尺檢測氣缸蓋平面翹曲的方法為在氣缸體或氣缸蓋上平面的縱向、橫向和對角線方向進行測量，求得其平面度偏差，如圖1-62所示。氣缸體上平面在全長上的最大允許偏差為0.05mm。

1-114.如何選配活塞？

在發動機大修或更換氣缸體（或氣缸套時）時，應同時更換全部活塞。

圖1-62 氣缸蓋變形檢修

在選配活塞時，應注意下列要求：

1）活塞的修理尺寸應與氣缸的加大級別相一致。同一臺發動機上，應選用同一廠牌同一組的活塞，以便使材料、性能、質量、尺寸一致。同一組活塞直徑差不得大于0.020～0.025mm。

2）同一組活塞中，各活塞的重量應基本一致，其重量差不得超過3％，高速發動機則要求更為嚴格。活塞的重量差超過規定時，可調節活塞的重量，其方法為車削活塞裙部內壁下部向上到20mm處。

3）活塞裙部的圓度和圓柱度應符合一定的要求，汽油機活塞裙部錐形的圓柱度為0.005～0.015mm，最大不得超過0.025mm，膨脹槽開到底的活塞應為0.015mm～0.03mm。活塞的圓度偏差一般為0.10～0.20mm，膨脹槽開到底的為0～0.075mm。

1-115.如何測量活塞直徑？

將活塞倒置，用外徑千分尺從活塞裙部底邊向上約10mm處測量活塞的橫向直徑，測量位置應與活塞銷的軸線錯開90°。相對于額定尺寸的偏差最大為0.04mm。測量氣缸直徑減去活塞直徑，即為活塞與氣缸的配合間隙，應符合標準。

1-116.如何選配活塞環？

活塞環的直徑尺寸同樣也有標準和加大的修理尺寸，但沒有分組尺寸。標準尺寸的氣缸和活塞選用標準尺寸活塞環，加大尺寸的氣缸和活塞，選用同一修理尺寸級別的活塞環。

發動機在兩次大修之間，二級維護時，如果氣缸的最大圓柱度偏差達到0.09～0.11mm時，可采用更換活塞環的方法來改善發動機的性能，以延長發動機的大修間隔里程。

1-117.怎樣檢驗活塞環？

擦干凈氣缸，把活塞環放進氣缸孔內，將活塞環推進氣缸孔內，應保證活塞環所在平面與氣缸壁垂直。活塞環距離氣缸底部至少12mm處，用塞尺測量活塞環開口間隙。第一道和第二道氣環開口間隙為0.25～0.50mm。如果活塞環開口間隙不符合規定，必須更換一組新的活塞環。再測量活塞環與環槽之間的間隙，應為0.02～0.05mm；極限值0.15mm；其他環為0.03～0.07mm；油環為0.025～0.07mm。

1-118.如何檢查活塞環三隙？

（1）活塞環端隙 活塞環端隙指的是活塞環平裝到氣缸內時兩端間的間隙，一般為0.25～0.50mm。端隙的檢查方法如圖1-63所示。

注意：用活塞的頭部將活塞環推入氣缸，將環垂直地從上面推進氣缸開口，離氣缸邊緣約12mm處。

（2）活塞環側隙 如圖1-64所示，將環放在環槽內，圍繞環槽滾動一圈，環在槽內應滾動自如，既不松動，又無阻滯現象。然后用塞尺測量側隙值，一般為0.02～0.05mm，極限值為0.15mm；其他環為0.03～0.07mm；油環為0.025～0.07mm。

（3）活塞環背隙 為了測量的方便，通常是將活塞環裝入環槽內，以環槽深度與活塞環徑向厚度的差值作為背隙值。測量時，將環落入環槽底，再用深度游標卡尺測出環外圓柱面低于環岸的數值。另一種方法是將活塞環放進氣缸內，測量環的內徑，再測量活塞的環槽底徑后計算背隙。此方法較準確。該數值一般為0.5～1.0mm。如背隙過小，應更換活塞環或車深環槽。

圖1-63 端隙的檢測

圖1-64 活塞環側隙檢測

1-119.如何檢測缸壁間隙？

將氣缸和活塞擦凈，把一定規格（長寬厚為200mm×13mm×0.03mm）的塞尺預先放在氣缸內受側壓力較大的一側（發動機右側），倒置活塞（前后方向不變），使裙部大徑方向對正塞尺并推入氣缸內至下緣與氣缸上平面平齊，然后左手握住活塞，右手用彈簧秤拉出塞尺，其拉力應符合規定。各缸間的拉力差應不超過9.8N，拉力計的標準拉力為22.5～36.5N。也可用外徑千分尺測量活塞的最大直徑，再用量缸表測量氣缸的最大直徑，最后計算出氣缸直徑與活塞的配合間隙。活塞與氣缸壁的間隙為0.02～0.04mm。

1-120.如何安裝活塞環？

1）活塞環安裝時開口錯開120°，如圖1-65所示，標記“TOP”必須指向活塞頂。注意：不能將活塞環強行扭曲或撐開過大，在活塞環及環槽表面涂抹潤滑油，先從底部油環開始安裝。安裝撐簧油環時，先裝彈簧，再裝環體，彈簧接頭處放于環體開口處對面。安裝鋼帶組合油環時，先裝襯簧，再裝上下刮片，襯簧接頭與上下刮片的開口周圍方向相隔3cm以上。安裝氣環時，應將有標記的一面朝活塞頂部，有內臺階或內倒角一面朝下，切勿裝反。活塞環裝入環槽內各道環之間開口應互錯90°～120°，且開口處不要對活塞銷處。

2）用活塞環卡箍收緊各道活塞環，將活塞連桿組平穩、小心地捅入氣缸。裝配時注意活塞頂部的箭頭應朝向發動機前端，如圖1-66所示。

圖1-65 活塞環安裝

圖1-66 安裝活塞連桿組件

1-121.如何檢查曲軸徑向間隙？

對于已裝配好的發動機，可用塑料塞尺測量徑向間隙，其測量步驟如下：

1）拆下曲軸軸承蓋，清潔曲軸軸承和曲軸軸頸。

2）必須將塑料塞尺放在軸頸或軸承中間。

3）裝上曲軸主軸承蓋，并以50N·m的擰緊力矩擰緊。注意測量時不可旋轉曲軸，如圖1-67所示。

4）拆下曲軸主軸承蓋，用測量尺測量擠壓過的塑料塞尺的厚度。新軸承徑向間隙為0.017～0.037mm，磨損極限為0.15mm。

5）檢驗時分別用千分尺和量缸表測量出曲軸軸頸和軸承孔徑，然后計算出徑向間隙值。

圖1-67 曲軸徑向間隙測量

1-122.如何檢查連桿軸承配合間隙？

當單道主軸承的配合間隙符合標準時，曲軸的轉動力矩小于10N·m。當連桿軸承的配合間隙符合標準值時，將連桿按規定裝在在軸頸上，然后用手甩動連桿小頭，連桿應能轉動1.25～1.75圈。

1-123.如何檢查曲軸軸向間隙？

（1）第一種方法

①把百分表和通用百分表支架擰緊到氣缸體上，如圖1-68所示。

②把百分表桿部平行于曲軸中心線放置，將表針調整為零。

③將百分表頂在曲軸曲柄臂上。

④將曲軸用手對著百分表壓入，將百分表撥到0。

⑤從百分表上推開曲軸，讀取測量值。

（2）第二種方法 將曲軸定位軸肩和軸承的承推端面的一面靠合，用撬棒將曲軸擠向后端，然后用塞尺在曲軸臂與止推軸瓦或止推墊圈之間測得。

曲軸軸向間隙一般為0.05～0.25mm，使用極限為0.35mm。軸向間隙過大會引起氣缸、活塞連桿組的異常磨損。檢查曲軸的軸向間隙，一般是在拆卸曲軸之前用撬杠將曲軸撥向一端，并用百分表或塞尺測量。該間隙不符合技術要求可通過更換止推墊片進行調整。

圖1-68 曲軸軸向間隙測量

1-124.如何檢查曲軸裂紋？

曲軸清洗后，首先應檢查有無裂紋。檢查方法有兩種：磁力探傷法和浸油敲擊法。磁力探傷是借助探傷器（儀）將零件磁化，在零件可能產生裂紋處撒些磁粉，當磁力線通過裂紋邊緣處，磁粉將會吸附在裂紋處，從而顯現出裂紋的部位和大小。

浸油敲擊法是將曲軸放在煤油中浸泡片刻，取出并擦凈表面油膜，然后撒上白粉，用手錘分段敲擊每道曲柄臂，如有明顯油跡出現，則該處有裂紋。

1-125.如何拆裝曲軸瓦蓋？

（1）拆卸

1）按規定順序松開主軸承蓋螺栓，由兩邊向中間分次均力拆卸，如圖1-69所示。

2）拆下第3道軸瓦及止推墊片。

3）拆下曲軸。

（2）安裝

1）安裝曲軸，注意安裝位置。

2）安裝第1、2、4、5道軸瓦，最后裝上第3道軸瓦及止推墊片。

3）按軸承蓋上打印的1、2、3、4、5標記，由前向后順序安裝，如圖1-70所示。

4）曲軸軸承蓋螺栓應由中間向兩邊交叉、對稱按3、2、4、1、5的順序分三次擰緊，最后緊固力矩為65N·m，達到此力矩后再轉90°，如圖1-71所示。軸承蓋緊固后，曲軸轉動應平滑自如。

圖1-69 拆卸主軸承蓋

圖1-70 曲軸瓦標記

圖1-71 安裝主軸承蓋

1-126.如何檢查曲軸軸承的配合間隙？

在各道軸頸和軸承表面涂上機油，裝好曲軸，按規定力矩值擰緊螺栓，雙手轉動曲軸，曲軸能轉動1/2圈，且轉動輕便，均勻無阻滯現象為合適。

1-127.如何檢修連桿？

連桿大頭內孔磨損將產生失圓和錐形，當其圓度和圓柱度超過0.025mm時，可在軸承蓋端面加墊調整或堆焊修復。連桿大頭與曲柄之間，一般應有0.10～0.35mm的間隙，超過0.50mm時，應在大頭側面施焊。

1-128.如何選配活塞銷？

發動機大修時，活塞銷必須隨活塞的更換而更換。活塞銷除標準尺寸外，還有加大修理尺寸，除標準尺寸至第一級修理尺寸的級差為0.08mm外，其余各級修理尺寸的級差為0.04mm，共分四級，以適應發動機在兩次大修之間修理的要求。

選配活塞銷的要求是：新活塞的表面粗糙度Ra不大于0.63μm，無銹蝕斑點，圓度、圓柱度不超過0.0025mm，同組活塞銷重量差在10g以內。

1-129.如何選配連桿襯套？

連桿襯套與小頭座孔之間的配合要有一定的過盈量，一般為0.045～0.150mm。過盈量過大會造成壓裝襯套困難，甚至造成襯套變形、損壞；過盈量過小，襯套能壓入小孔內，但工作時易出現襯套松動現象，并造成小頭座孔磨損加劇。對過盈量的測量，一般選用游標卡尺分別測量新襯套的外徑和連桿小頭內徑，根據測出過盈量的大小選擇新襯套。

活塞銷與連桿襯套之間的配合間隙在常溫下應為0.02～0.05mm，并且應保證接觸面在75％以上。如勉強套入活塞銷，則為合適。如套不進活塞銷，則說明加工余量太大；如套上后感到松曠，則加工余量太小，均應重新選配。

1-130.如何選配曲軸軸承？

1）根據軸徑選配軸承。連桿軸頸和主軸頸的修理尺寸每級以0.25mm遞減，并在數值前面標以“-”號，表示軸頸縮小。要求軸承座孔的圓度和圓柱度偏差不得超過0.025mm。

2）軸承的圓弧長度應符合規定。軸承高出量一般為0.03～0.05mm。

3）經驗法檢查。將軸承安裝好，裝上軸承蓋，按規定力矩擰緊一端螺栓，在另一端軸承座與蓋的平面插入厚度為0.05mm的墊片。當把該螺栓擰緊到10～20N·m時，墊片抽不出，說明軸承長度合適；如墊片抽得出，說明軸承過長；如果未加力時就抽不出墊片，說明軸承過短，應重新選配。

4）定位凸點要完整，瓦背要光滑。

5）彈性合適。

1-131.如何避免活塞環裝反？

活塞環的標記面顯示，在安裝時為防止被裝反，活塞環頂面帶有“TOP”或其他文字標記應朝向活塞頂面安裝。

1-132.如何判斷活塞敲缸響？

1）發動機怠速時，在氣缸的上部發出清晰的敲擊聲，好像用一小錘輕敲水泥地面產生的“嗒嗒嗒”的聲音。

2）發動機低溫時響聲明顯，溫度升高后響聲減弱或消失。怠速或中低速時響聲明顯，中高速時一般減弱或消失。

3）該缸斷火后，響聲減弱或消失。

1-133.如何判斷拉缸聲？

1）此響聲一般出現在發動機大修后的磨合期。即發動機在怠速運轉時出現“嗒嗒嗒”聲，略像活塞敲缸的聲音，而溫度升高后，響聲不但不消失，反而稍重些，且有時還帶有“吭吭”的聲音，發動機稍有抖動現象。

2）斷火試驗仍有響聲，但嚴重拉傷后也會出現活塞敲缸響，不過此時斷火試驗響聲有所減弱。

3）拉傷到一定程度時，出現發動機突然熄火現象。

4）嚴重時，從加機油口處往外冒煙。

1-134.如何判斷活塞銷響？

活塞銷響由于產生響聲的部位不同，其故障現象不完全—樣。活塞銷與連桿襯套之間產生的響聲，是一種有節奏的“嗒嗒”聲，響聲不隨發動機工作溫度的變化而變化。活塞銷與活塞座孔之間產生的響聲，是一種清晰有節奏的“啪啪”聲，響聲隨發動機工作溫度的升高而增強。這兩種部位產生的響聲，一般都在發動機怠速稍高時明顯，進行斷油試驗時，響聲增強。

1-135.如何判斷連桿軸承（瓦）響？

1）突然加速時，有連續明顯的敲擊聲，響聲清脆，短促而堅實，并隨發動機轉速的升高而增大，隨負荷的增加而增強。

2）發動機溫度發生變化時，響聲不變化。

3）軸承嚴重松曠時，在怠速或中低速運轉時，可聽到“咯棱、咯棱”的響聲。

4）斷火試驗，響聲明顯減弱或消失。

1-136.如何判斷主軸承響？

1）發動機突然加速時，有明顯而沉重的連續響聲，此響聲比連桿軸承響鈍重，好像用大錘輕敲大石塊的聲音；嚴重時發動機體也產生振動。

2）響聲隨發動機的轉速提高而增大，隨負荷的增大而增強，但與發動機的溫度變化無關。如響聲鈍重發悶，一般為后道軸承發響；如響聲較清脆，一般為前道軸承發響。

3）單缸斷火試驗無變化（不上缸），相鄰兩缸斷火時響聲明顯減弱。

4）機油壓力明顯下降。

1-137.如何判斷活塞環漏氣響？

1）響聲類似活塞敲缸響。

2）在加機油口處察聽，可聽到特別清脆的響聲，并有大量氣體自加機油口冒出，如將加機油口蓋住，響聲則顯著減弱。

1-138.如何刮軸瓦？

刮配的目的是使各個軸瓦與軸頸之間具有良好的接觸面和正常的配合間隙。新軸瓦和使用過的舊軸瓦的刮配方法基本相同。舊軸瓦表層合金已硬化，表面還可能鑲嵌著較多硬粒雜質，所以，在刮配時要將表層的舊合金層刮去。通常只刮削巴氏合金軸瓦，具體刮配方法如下：

1）將曲軸放在專用的支架上。

2）在連桿軸頸表面涂上薄薄一層紅丹油或其他有色涂料。將連桿按正確的位置和方向裝配到軸頸上，均勻扭緊連桿螺栓，緊度以能轉動連桿稍有阻力為好。

3）轉動連桿幾圈后，松開螺栓，拆下連桿，觀察軸瓦表面與軸頸的接觸情況。若軸瓦染色不均勻且不均勻部位在兩端部時，應將染有色跡的凸出部分刮去。

4）在刮削的時候，通常以左手握住連桿蓋或連桿，右手握住刮刀并持平，運用手腕的力量使刮刀由外向里刮配。刮削的要求是：刮削的方向應經常變換，第一刀的方向應與軸瓦軸線成30°角，第二刀的方向也與軸瓦軸線成30°角，但朝向另一邊。在刮削過程中，刮刀一定要鋒利，刮削的力量要適當，用力過大會產生波紋。要刮大留小、刮重留輕、重跡重刮、輕跡輕刮，起刀和落刀要準、輕、穩。

5）刮配好的軸瓦與軸頸的接觸面積應在75％以上，且接觸點要分布均勻，軸瓦的圓度和圓柱度應為0.02～0.03mm，配合間隙應符合技術說明書規定的要求。

1-139.什么是燒瓦？有何現象？

燒瓦是指曲軸的主軸頸與主軸瓦之間或連桿軸頸與連桿軸瓦之間因缺少潤滑油潤滑而咬死。

（1）現象 同時出現以下三種情況時表明已燒瓦。

1）潤滑油溫度急劇升高達90℃以上。

2）潤滑油壓力原來正常后又突然大幅度下降。

3）拆開機油濾清器或清洗油底殼時發現許多軸瓦合金碎末。

（2）原因

1）缺潤滑油：油底殼油量不足，油路臟堵、油流不暢。

2）潤滑油壓力過低：機油泵不能正常供油。

3）軸瓦和軸頸的間隙過大或過小。

4）不正確起動。

（3）排除方法 用螺釘旋具在氣缸體的中下部、中上部的兩側逐道聽診比較，找出響聲最大的某一道主軸頸或連桿軸頸，或者將曲軸箱通氣孔蓋打開，用耳側聽。

當確認主軸承有敲擊聲時，停機后拆下油底殼和發生故障可能性大的軸承下蓋，檢查軸瓦的磨損情況。如果軸瓦合金層燒損或剝落，必須更換，同時還要檢查軸頸的表面狀況，如軸頸有磨痕、拉傷、變色等損壞時，應拆下曲軸進行修磨或更換。

1-140.沖缸墊會出現哪些現象？產生原因是什么？

氣缸墊損壞俗稱“沖缸墊”。

（1）故障現象

1）缸體和缸蓋交界面冒氣泡，此時，如果涂抹一層潤滑脂，則更易發現。

2）散熱器冒泡或90℃左右開鍋。如果冷卻液溫度表讀數在100℃以下，而散熱器冒泡或開鍋，則說明氣缸墊可能漏氣或損壞。

3）功率下降，不易起動。由于氣缸墊漏氣，造成壓縮力不足，使氣缸內燃燒不良。“沖缸墊”嚴重時，發動機甚至無法起動運轉。

（2）故障原因

1）經常超負荷工作，缸內局部壓力和溫度過高，容易“沖缸墊”。

2）柴油機供油過早，造成工作粗暴而“沖缸墊”。

3）氣缸體及氣缸蓋因高溫而變形，造成相鄰缸竄氣，嚴重時易燒壞氣缸墊。

4）氣缸蓋螺栓緊度不一致，不是按照一定順序分幾次擰緊或擰緊力矩不符合規定，引起變形，造成氣缸墊損壞。

5）氣缸墊自身質量較差。氣缸墊包邊不緊，或者冷卻液孔橡膠密封不均勻，特別是燃燒室周圍處沒有鋪置均勻時，最易沖壞氣缸墊。

1-141.活塞環易出現哪些故障？如何檢修？

（1）易產生的故障 活塞組件中最易損壞的零件是活塞環。活塞環在長期使用過程中易出現的故障有嚴重磨損、彈力減弱、內部結膠以及折斷等。

（2）檢修方法 活塞環損壞后可采用觀察法和判斷法進行檢查。當柴油機排氣管冒黑煙、潤滑油內進入柴油且功率急速下降時，一般可認為活塞環出現故障。活塞環屬于易損件，價格也較低，損壞后一般更換與氣缸、活塞同級的活塞環。

1-142.活塞銷易產生哪些故障？如何檢修？

（1）易產生的故障 活塞銷在長期的使用過程中易出現表面擦傷、磨損和裂紋等。

（2）活塞銷的檢修 柴油機在進行大修時，應更換標準的活塞銷。更換時，應選用同品牌的標準活塞銷，對于舊活塞應按活塞銷座孔的磨損程度選擇加大的活塞銷。加大等級一般為＋0.8mm、＋0.12mm、＋0.20mm和＋0.30mm。

活塞銷若出現重度拉傷、裂紋或磨損圓度超過0.03mm時，應更換新活塞銷。對新活塞銷的技術要求是：表面粗糙度小于0.2mm，圓柱度、圓度公差要小于0.05mm。

1-143.連桿易出現哪些故障？如何檢修？

（1）易產生的故障：連桿在長期的使用過程中易發生彎曲、扭曲、雙重彎曲、連桿斷裂、大頭及小頭磨損等故障。

（2）修理方法：建議沒有條件的修理廠在遇到連桿彎曲、扭曲、雙重彎曲或斷裂時，更換同一型號的連桿。實踐經驗豐富且有專用工具的修理廠，可對連桿進行校正，然后可繼續使用。

1-144.怎樣拆裝濕式氣缸套？

1）拆去舊缸套。輕輕敲擊氣缸套底部，用手或拉具拉出。除去氣缸體承孔接合面上的鐵銹、污物，用砂布擦至露出金屬光澤為止，特別是與密封圈接觸的部位必須光滑，以防止不平而漏水。氣缸體上下承孔的圓度和圓柱度偏差應不大于0.015mm。

2）試裝新缸套。將未裝密封圈的氣缸套裝入氣缸套體內，壓緊后檢查氣缸套端面高出氣缸體平面的距離，使其符合原廠規定（一般高出氣缸體上平面0.03～0.10mm），如圖1-72所示。如不符合尺寸要求，可在氣缸套臺肩下選裝適當厚度的銅質或鋁質墊片調整，偏差不得大于0.04mm。

3）裝入氣缸套。將鏜磨好的氣缸套裝上水封圈并涂以密封膠，檢查各道水封圈與氣缸體的接觸是否平整，然后用專用工具擰緊螺栓、壓緊氣缸套，如圖1-73所示。

4）水壓試驗。氣缸套壓入后，應進行水壓試驗，檢查水封圈的密封性。

圖1-72 裝配氣缸套

圖1-73 用專用工具壓緊氣缸套