連桿曲軸高頻疲勞試驗機

曲柄連桿機構(gòu)▼

曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機的主要運動機構(gòu)。其功用是將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。曲柄連桿機構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸、飛輪組等零部件組成。

曲柄連桿機構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。在作功沖程，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能活塞往復運動、曲軸旋轉(zhuǎn)運動而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，對外輸出動力；在其他沖程，則依靠曲柄和飛輪的轉(zhuǎn)動慣性、通過連桿帶動活塞上下運動，為下一次作功創(chuàng)造條件。

曲柄連桿機構(gòu)

曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機的主要運動機構(gòu)。其功能是將活塞的往返運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。曲柄連桿機構(gòu)由活塞連桿組、曲軸飛輪組的零件組成。曲柄連桿機構(gòu)總體構(gòu)造如下圖所示。

曲柄連桿機構(gòu)總體構(gòu)造

1-高壓燃油泵；2-活塞；3-連桿；4-冷卻液泵；5-冷卻液泵驅(qū)動皮帶；6-平衡軸；7-曲軸；8-可調(diào)式外部齒輪機油泵；9-機油泵驅(qū)動鏈條；10-鏈條張緊器；11-齒形皮帶傳動；12-進氣凸輪軸調(diào)節(jié)器；13-排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器；14-具有氣門行程切換功能的排氣凸輪軸

定義：曲柄連桿機構(gòu)（crank train）是發(fā)動機的主要運動機構(gòu)。組成：由活塞組、連桿組和曲軸、飛輪組等零部件組成。

作用：曲柄連桿機構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后產(chǎn)生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。

（1）將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩。

（2）將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。

（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機械輸出機械能。

常見故障

?1、曲軸軸承異響

在機油加注口處聽察，反復改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速，當突然加速或減速時，若有低悶、鈍啞而沉重“嘡、嘡”聲響，再用一字螺絲刀抵在汽缸體兩側(cè)的曲軸位置處聽察，同時不斷變化轉(zhuǎn)速，若聲響明顯，可以判斷曲軸聲響。

可能原因：

（1）曲軸軸承一與軸頸磨損，或曲軸軸承選配不當，導致配合間隙過大，產(chǎn)生撞擊聲；

（2）安裝時，曲軸軸承蓋螺栓力矩沒有達到規(guī)定值，出現(xiàn)軸頸與軸承的撞擊聲；

（3）曲軸彎曲、折斷，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生撞擊聲；

（4）曲軸箱內(nèi)潤滑油不足或過稀，由于潤滑不良而使軸承合金燒毀脫落而產(chǎn)生異響。

解決方法：

（1）若曲軸主軸承響發(fā)生在早期或正常使用期，多數(shù)是由于個別軸承蓋螺栓松動或主軸徑潤滑油路堵塞，使軸承異常磨損而間隙過大，這時可做臨近兩缸斷火試驗以確定異響軸承的缸位。

（2）若相鄰兩缸斷火后異響聲減小或消失，表明此兩缸間軸承有異響。

（3）若曲軸主軸承響發(fā)生在損耗期，并伴有機油壓力下降，表明各道軸承間隙均過大，應進行發(fā)動機大修。

活塞連桿組

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

連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來稱作連桿，有時也稱連桿體為連桿。

連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。活塞連桿組的構(gòu)造如下圖所示。

活塞連桿組的構(gòu)造

1-活塞；2-第一道氣環(huán)；3-第二道氣環(huán)；4-油環(huán)；5-曲軸上的連桿瓦軸徑；6-連桿瓦蓋；7-連桿瓦蓋緊固螺栓；8-連桿軸瓦（下）；9-連桿軸瓦（上）；10-連桿；11-1 缸、3 缸、5 缸、8 缸、10 缸、12缸活塞（頭部有區(qū)別）；12-2缸、4 缸、6 缸、7 缸、9 缸、11 缸活塞（頭部有區(qū)別）；13-活塞銷

活塞環(huán)分氣環(huán)和油環(huán)兩種。氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。此外，氣環(huán)和油環(huán)還分別起到刮油和密封的輔助作用。

?2、活塞銷異響

轉(zhuǎn)速控制在異響明顯范圍，進行斷火試驗，若聲響更明顯，可判定活塞銷異響。若聲響異常明顯，隨轉(zhuǎn)速升高，聲響變大，可確定活塞銷間隙異常。

轉(zhuǎn)速變化時，可聽察到突出的尖脆而連貫的“嗒、嗒”聲，可判定活塞銷異響。

怠速時，出現(xiàn)有節(jié)奏而沉重的“吭、吭”金屬聲，提高轉(zhuǎn)速，聲響不消失，同時出現(xiàn)機體抖動，斷火試驗，聲響加重，可判定活塞銷竄動。

可能原因：

（1）活塞銷與連桿小頭磨損、間隙過大；

（2）活塞銷與活塞銷孔配合間隙大；

（3）機油壓力過低，機油飛濺不足，潤滑效果差；

（4）活塞銷鎖環(huán)脫落，使活塞銷自由竄動；

（5）活塞銷折斷。

解決方法：

（1）分解檢查，確認活塞銷與銷孔配合尺寸，若問隙大需調(diào)整后重新安裝；

（2）檢查連桿等零件油路加工是否異常，若有堵塞，應重新加工或更換；

（3）測量活塞銷裝配后尺寸或檢查鎖環(huán)位置是否異常，確?；钊N位置正確；

（4）活塞銷鎖環(huán)脫落，使活塞銷自由竄動；

（5）分解檢查，確認活塞銷是否有折斷、磨損等異常，若有需立即更換。

?3、連桿軸承異響

怠速時一聲響較小，中速時較為明顯，突然加速時響聲隨之增大；當發(fā)動機負荷增加時，聲響隨著增大；當發(fā)動機水溫變化時，聲響無變化；斷火后聲響明顯減弱或消失。

可能原因:

（1）連桿軸承與連桿頸磨損嚴重，使徑向間隙過大；

（2）連桿蓋螺栓松動或脫落；

（3）連桿軸承燒毀或脫落；

（4）連桿小頭內(nèi)孔失圓，連桿頸與連桿軸承接觸不良；

（5）曲軸主油道堵塞，集濾器、濾清器堵塞，旁通閥失效，機油泵失效，油壓不足，軸承潤滑不良。

解決方法：

（1）分解檢查，若軸承型號錯誤，進行更換；若連桿蓋方向錯誤，重新安裝；

（2）檢查連桿蓋螺栓擰緊力矩是否合格，若松動或力矩不合格，重新安裝擰緊；

（3）分解檢查連桿軸承，確認軸承是否有表層脫落，若有不良立即更換；

（4）分解檢查連桿軸承是否磨損異常，若有應立即檢查油路系統(tǒng)，供油是否正常。

?4、活塞敲缸

在不同的溫度下診斷。敲缸響的最大特點是冷車明顯，熱車時減弱或消失，因此，應在最初啟動時和發(fā)動機溫度較低時仔細聽察。若在冷車時存在清脆而有節(jié)奏地敲擊聲，熱車的響聲減弱或消失，即為活塞敲缸響。

可能原因：

（1）活塞與汽缸壁配合間隙的影響，配合間隙大；

（2）連桿扭轉(zhuǎn)的影響；

（3）活塞銷與連桿配合孔裝配過緊；

（4）活塞裙部圓柱度超差，活塞徑向間隙中無潤滑油，活塞敲缸會更明顯。

解決方法：

（1）分解檢查，若配合間隙小，選配正確活塞重新裝配；

（2）分解檢查，目視檢查連桿是否異常，若有明顯變形，更換并重新安裝；

（3）分解檢查，用手檢查活塞轉(zhuǎn)動是否靈活，若有卡滯，需對活塞銷重新安裝；

（4）分解目視檢查，活塞裙部是否異常磨損，若有需更換并重新安裝。

活塞連桿組的拆卸

① 按照由上至下的順序拆卸外圍附件。

② 拆卸氣缸蓋，需注意將缸蓋螺栓按照由兩端向中間對稱分幾次旋松，以免缸蓋變形。

③ 拆卸油底殼。

④ 檢查活塞頂部的裝配標記，若無則打上標記并標明氣缸號。

⑤ 轉(zhuǎn)動曲軸，將準備拆卸的連桿相對應的活塞轉(zhuǎn)至下止點位置。

⑥ 拆下連桿螺母，取下連桿蓋、軸承，并按次序放好。

⑦ 用橡膠錘或鐵錘木柄推出活塞連桿組，注意不要傾斜，不要硬撬、硬敲，以免損壞氣缸。

⑧ 取出活塞連桿組后，應將連桿蓋、螺栓、螺母按原位裝回，并檢查連桿的裝配標記。標記應朝向傳動帶盤，連桿和連桿大頭打上對應缸號。

⑨ 用活塞環(huán)裝卸鉗拆下活塞環(huán)。觀察活塞環(huán)上的標記， “TOP”朝向活塞頂部。

⑩ 拆卸活塞，加熱到60℃后拆下活塞銷。

活塞連桿組的裝配

活塞連桿組的檢驗 ▼

01 活塞圓度的檢驗

活塞為橢圓形，其短軸在活塞銷方向上?；钊麍A度的檢驗應在圓度檢驗儀上進行，其圓度的值是0.40mm。

02 活塞環(huán)的檢驗

用塞尺檢查活塞環(huán)的側(cè)隙，如下圖中 (a)所示。標準間隙為0.02~0.05mm，使用極限為0.15mm。

用塞尺檢查活塞環(huán)的端隙，如下圖中(b)所示。倒置活塞，用其頂部將活塞環(huán)垂直推入氣缸，在離氣缸頂面15mm 處進行測量。

對于新環(huán)，第一道氣環(huán)為0.03~0.45mm，第二道氣環(huán)為0.25~0.40mm，油環(huán)為0.20~0.50mm，磨損極限值為1.0mm。

活塞銷為全浮式，即正常工作時活塞銷和連桿襯套及活塞銷座之間均為間隙配合。在(25±5)℃時，將涂有潤滑油的活塞銷用大拇指僅需很小的力就可推入連桿襯套內(nèi)，同時靠活塞銷本身重力(垂直向下時)又會從襯套中滑出一點且無松曠感。

冷態(tài)裝配時，活塞銷與活塞銷座為過渡配合。將活塞放入水中加熱到60℃取出，此時用大拇指應可壓入，即為合格。

安裝活塞銷卡環(huán) ▼

卡環(huán)與活塞銷端面應有0.15mm 的間隙，以滿足活塞銷和活塞熱脹冷縮的需要。

安裝活塞環(huán) ▼

第一道氣環(huán)是矩形環(huán)，第二道氣環(huán)是錐形環(huán)，油環(huán)為組合式，用活塞環(huán)裝卸鉗依次裝好。注意，“TOP”朝向活塞頂部，三環(huán)開口錯開120°，第一環(huán)開口位置與活塞銷中心錯開45°。

將活塞連桿組裝入氣缸 ▼

① 將第一缸曲柄銷轉(zhuǎn)到下止點位置，安裝第一缸的活塞連桿總成(不帶連桿蓋，上軸瓦應放在座內(nèi)，將油孔對正)，各部位進行預潤滑，并檢驗各環(huán)口是否處于規(guī)定方位。

② 用夾具收緊各環(huán)。按活塞頂部裝配標記將活塞連桿從氣缸頂部裝入缸筒，用手引導連桿使其對準曲柄銷，用木錘柄將活塞輕輕推入。

③ 按裝配標記裝上第一缸連桿蓋及軸瓦，并按規(guī)定力矩交替擰緊連桿螺母。

擰緊力矩： M9×1 45N·m

M8×1 30N·m

④ 按上述方法順序裝上各缸活塞連桿組。

注意事項

① 安裝活塞和連桿時，應認清標記，對正方向。

② 裝合活塞連桿組時應每擰緊一次即轉(zhuǎn)動曲軸，確定轉(zhuǎn)動靈活無阻滯感時再進行第二次擰緊，如此操作直至達到規(guī)定力矩。

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定義：曲柄連桿機構(gòu)（crank train）是發(fā)動機的主要運動機構(gòu)。

組成：由活塞組、連桿組和曲軸、飛輪組等零部件組成。

作用：曲柄連桿機構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后產(chǎn)生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。

（1）將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩。

（2）將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。

（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機械輸出機械能。

常見故障

?1、曲軸軸承異響

在機油加注口處聽察，反復改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速，當突然加速或減速時，若有低悶、鈍啞而沉重“嘡、嘡”聲響，再用一字螺絲刀抵在汽缸體兩側(cè)的曲軸位置處聽察，同時不斷變化轉(zhuǎn)速，若聲響明顯，可以判斷曲軸聲響。

可能原因：

（1）曲軸軸承一與軸頸磨損，或曲軸軸承選配不當，導致配合間隙過大，產(chǎn)生撞擊聲；

（2）安裝時，曲軸軸承蓋螺栓力矩沒有達到規(guī)定值，出現(xiàn)軸頸與軸承的撞擊聲；

（3）曲軸彎曲、折斷，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生撞擊聲；

（4）曲軸箱內(nèi)潤滑油不足或過稀，由于潤滑不良而使軸承合金燒毀脫落而產(chǎn)生異響。

解決方法：

（1）若曲軸主軸承響發(fā)生在早期或正常使用期，多數(shù)是由于個別軸承蓋螺栓松動或主軸徑潤滑油路堵塞，使軸承異常磨損而間隙過大，這時可做臨近兩缸斷火試驗以確定異響軸承的缸位。

（2）若相鄰兩缸斷火后異響聲減小或消失，表明此兩缸間軸承有異響。

（3）若曲軸主軸承響發(fā)生在損耗期，并伴有機油壓力下降，表明各道軸承間隙均過大，應進行發(fā)動機大修。

?2、活塞銷異響

轉(zhuǎn)速控制在異響明顯范圍，進行斷火試驗，若聲響更明顯，可判定活塞銷異響。若聲響異常明顯，隨轉(zhuǎn)速升高，聲響變大，可確定活塞銷間隙異常。

轉(zhuǎn)速變化時，可聽察到突出的尖脆而連貫的“嗒、嗒”聲，可判定活塞銷異響。

怠速時，出現(xiàn)有節(jié)奏而沉重的“吭、吭”金屬聲，提高轉(zhuǎn)速，聲響不消失，同時出現(xiàn)機體抖動，斷火試驗，聲響加重，可判定活塞銷竄動。

可能原因：

（1）活塞銷與連桿小頭磨損、間隙過大；

（2）活塞銷與活塞銷孔配合間隙大；

（3）機油壓力過低，機油飛濺不足，潤滑效果差；

（4）活塞銷鎖環(huán)脫落，使活塞銷自由竄動；

（5）活塞銷折斷。

解決方法：

（1）分解檢查，確認活塞銷與銷孔配合尺寸，若問隙大需調(diào)整后重新安裝；

（2）檢查連桿等零件油路加工是否異常，若有堵塞，應重新加工或更換；

（3）測量活塞銷裝配后尺寸或檢查鎖環(huán)位置是否異常，確?；钊N位置正確；

（4）活塞銷鎖環(huán)脫落，使活塞銷自由竄動；

（5）分解檢查，確認活塞銷是否有折斷、磨損等異常，若有需立即更換。

?3、連桿軸承異響

怠速時一聲響較小，中速時較為明顯，突然加速時響聲隨之增大；當發(fā)動機負荷增加時，聲響隨著增大；當發(fā)動機水溫變化時，聲響無變化；斷火后聲響明顯減弱或消失。

可能原因:

（1）連桿軸承與連桿頸磨損嚴重，使徑向間隙過大；

（2）連桿蓋螺栓松動或脫落；

（3）連桿軸承燒毀或脫落；

（4）連桿小頭內(nèi)孔失圓，連桿頸與連桿軸承接觸不良；

（5）曲軸主油道堵塞，集濾器、濾清器堵塞，旁通閥失效，機油泵失效，油壓不足，軸承潤滑不良。

解決方法：

（1）分解檢查，若軸承型號錯誤，進行更換；若連桿蓋方向錯誤，重新安裝；

（2）檢查連桿蓋螺栓擰緊力矩是否合格，若松動或力矩不合格，重新安裝擰緊；

（3）分解檢查連桿軸承，確認軸承是否有表層脫落，若有不良立即更換；

（4）分解檢查連桿軸承是否磨損異常，若有應立即檢查油路系統(tǒng)，供油是否正常。

?4、活塞敲缸

在不同的溫度下診斷。敲缸響的最大特點是冷車明顯，熱車時減弱或消失，因此，應在最初啟動時和發(fā)動機溫度較低時仔細聽察。若在冷車時存在清脆而有節(jié)奏地敲擊聲，熱車的響聲減弱或消失，即為活塞敲缸響。

可能原因：

（1）活塞與汽缸壁配合間隙的影響，配合間隙大；

（2）連桿扭轉(zhuǎn)的影響；

（3）活塞銷與連桿配合孔裝配過緊；

（4）活塞裙部圓柱度超差，活塞徑向間隙中無潤滑油，活塞敲缸會更明顯。

解決方法：

（1）分解檢查，若配合間隙小，選配正確活塞重新裝配；

（2）分解檢查，目視檢查連桿是否異常，若有明顯變形，更換并重新安裝；

（3）分解檢查，用手檢查活塞轉(zhuǎn)動是否靈活，若有卡滯，需對活塞銷重新安裝；

（4）分解目視檢查，活塞裙部是否異常磨損，若有需更換并重新安裝。

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