任务2 活塞连杆组的拆装与检测

实训任务

活塞连杆组的拆装与检测，以及正确的拆装顺序、要求、方法。

实训场地

理论与实践一体化汽修专业实训教室。

实训设备

（1）EQ6100-1型或CA6102型发动机2台。

（2）专用工具5套。

（3）发动机拆装、翻转架或拆装工作台5套。

（4）其他（如清洗用料、油盆、搁架等）若干。

知识链接

一、活塞

1．活塞的作用

活塞与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室可承受气体压力，并将此压力传给连杆，以推动曲轴旋转。

2．活塞的材料

汽车发动机活塞广泛采用铝合金，其优点是质量小（为铸铁活塞的50%～70%）、导热性好（约为铸铁活塞的3倍）、热膨胀系数大。

3．活塞的结构特点

活塞可分为顶部、头部（也称环槽部）、裙部，如图2-7所示。

（1）活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。活塞顶部形状，如图2-8所示。

平顶活塞：受热面积小，被广泛采用。

凸顶活塞：与半球形燃烧室配用。

凹顶活塞：高压缩比发动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑的深度来调整压缩比。

成型顶活塞：一般适用于对燃烧室有特殊要求的柴油机，特殊的顶部形状可满足燃烧过程中的不同要求。

（2）活塞头部有若干道用以安装活塞环的环槽及隔热槽。隔热槽的作用是防止第一道环因过热产生积炭和卡死在槽中。

（3）活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起向导作用，并承受侧压力。

活塞裙部在受侧压力较小的一面开有绝热槽和膨胀槽（为“T”形槽或“∏”形槽），其中横槽为绝热槽，竖槽为膨胀槽，如图2-9所示。

4．活塞裙部的变形

变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。

变形规律：如图2-10所示。

解决措施：

（1）将活塞纵断面制成上小下大的截锥形。

（2）将活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。

（3）销座处凹陷0.5～1.0 mm。

（4）裙部开绝热槽和膨胀槽（“T”形槽或“∏”形槽）。

（5）采用双金属活塞，即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片（恒范钢片），以减少裙部的膨胀量。

5．偏置活塞销座孔

定义：活塞销座孔偏离中心线，朝向承受做功侧压力较大的一侧（左侧）偏移1～2 mm。

作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。

二、活塞环间隙

活塞环间隙，如图2-11所示。

（1）端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。

（2）侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。

（3）背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。

三、气环

1．气环的密封作用

第一密封面是第二次密封的前提。气环的密封作用如图2-12所示。

2．气环的泵油作用

活塞环中的矩形环，断面为矩形，其结构简单，制造方便，易于生产，应用最广。但是矩形环随活塞往复运动时，会把气缸壁壁面上的机油不断送入气缸中，这种现象称为气环的泵油作用。气环的泵油作用如图2-13所示。

3．气环的断面形状

根据气环的断面形状，可分为矩形环、锥面环、扭曲环、梯形环、桶面环等，如图2-14所示。

四、油环

作用：刮油，即将气缸壁上多余的润滑油刮下来。

类型：整体式和组合式（由刮油钢片和弹性衬环组成）。

五、安装活塞环的注意事项

（1）注意每组环的第一道环（镀铬环）。

（2）开口方向应尽量均匀错开，第一道环开口应避开受侧压力较大的一面。

（3）对于扭曲环，按“内上外下”的原则安装；对于锥面环，按“上小下大”的原则安装；对于有记号的，如有“UP”或“TOP”等记号的，记号应朝上。

（4）气缸安装前，应涂少许润滑油。

六、活塞销的结构

作用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。

结构：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。

1．全浮式

定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动，如图2-15（a）所示。

2．半浮式

定义：活塞销与活塞销座孔或连杆小头两处，一处固定，一处浮动；一般采用活塞销与连杆小头固定的方式，如图2-15（b）所示。

七、连杆的结构

连杆的结构如图2-16所示。

功用：连接活塞和曲轴，在两者间传力和转换运动。

受力情况：压缩、拉伸、弯曲等交变载荷。

要求：质量尽可能小，有足够的刚度和强度。

材料：一般用中碳钢或合金钢经模锻或锟锻而成，也有纤维增强铝合金连杆（材质轻30%以上）。

1．连杆构造

连杆由连杆小头、杆身和连杆大头（包括连杆盖）3个部分组成。

连杆小头：用来安装活塞销，以连接活塞。

杆身：常做成“工”字形断面。

连杆大头：与曲轴的连杆轴颈相连。连杆大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。

2. V型发动机连杆的布置形式

V型发动机的布置形成可分为并列式、主副式、叉形式3种。

3．连杆螺栓

必须按规定的力矩分2～3次均匀拧紧。

为防止连杆螺栓自动松动，采用开口销、双螺母、自锁螺母等锁止装置。

八、连杆轴瓦

作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。

组成：由钢背和减磨层组成。钢背由厚1～3 mm的低碳钢制成。减磨层为厚0.3～0.7 mm的减磨合金，其质较软，能保护连杆轴颈。

减磨层材料：白合金（巴氏合金），铜铅合金，铝基合金。

定位：每一连杆轴瓦与连杆大头之间都需要进行定位，以阻止连杆轴瓦与连杆大头之间产生轴向和周向的相对移动。连杆轴瓦依靠瓦背上的定位凸键进行定位。

实训流程

一、实训前准备

1．安全教育

（1）注意机件、器具、设备和人身安全。

（2）未经许可，不得随意乱动实训室内与本实训无关的任何设备、陈列器具等，不得乱动电器开关。

（3）实训室严禁烟火。

（4）严禁在实训室内嬉戏。

2．工位清理

保持车间整洁干净，及时清扫地面，将工位整理干净，物品摆放整齐。

3．小组分工

每班分成4个组，分2个内容进行：2个组进行实训内容的动手操作，2个组制订实训操作计划。依次进行轮换，分2次完成。

4．确定设备及工具

准备好实训器具，将工具零件整齐摆放在工具车上，以备使用。

二、操作过程

操作一：拆装活塞连杆组

1．从发动机上拆下活塞连杆组

（1）将安装在拆装架上的发动机侧置，拆下离合器罩。

（2）拧下油底壳上的所有螺栓，拆下油底壳及衬垫。

（3）拆除机油挡油板、曲轴前端油封支架、机油泵链条张紧器、机油泵及传动链条。

（4）摇转曲轴，将要拆卸的气缸活塞转到下止点的位置，同时检查活塞顶、连杆大头处有无装配记号。若无装配记号，应先按次序在活塞顶、连杆大头用钢字号码铳上记号。

（5）用扭力扳手拆下连杆螺栓，取下连杆盖和连杆轴承，按顺序放好，以免搞错。

（6）用手将连杆向上推，使连杆大头与曲轴连杆轴颈分离，然后用手锤柄将活塞连杆组推出气缸。

（7）取出活塞连杆组后，应将连杆盖和连杆轴承、连杆螺栓按原样装固。注意不要装错，并按缸号顺序整齐地放好。

2．分解活塞连杆组

（1）用活塞环拆装钳依次将气环、油环从活塞上拆下。

（2）将活塞销卡簧用尖嘴钳取下，使用专用工具将活塞销拆下。

3．装配活塞连杆组

（1）将活塞放在水中加热至60 ℃后取出，擦拭干净。

（2）安装活塞销。

（3）安装活塞销两侧的卡簧。

（4）安装活塞环。

（5）安装活塞连杆组。

操作二：检测活塞，测量配缸间隙

活塞与气缸壁之间的间隙称为配缸间隙。检测时，可用量缸表测量气缸的直径，用外径千分尺测量活塞的直径，两者之差即为配缸间隙。

操作三：检测活塞环

（1）把活塞环放在弹力检验仪上，使活塞环的开口处于水平位置。

（2）移动检验仪上的量块，把活塞的开口间隙压缩到标准值，观察秤杆上的质量，其值应符合规定。

操作四：检测活塞环漏光度

（1）将活塞环平正地放入气缸内，用活塞顶部把它推平。

（2）在气缸下部放置一个发亮的灯泡，在活塞环上放一个直径略小于气缸内径、能盖住活塞环内圆的盖板。

（3）从气缸上部观察活塞环外圆与气缸壁之间是否漏光。

三、任务检测

1．应知

（1）活塞的作用、材料及结构组成。

（2）连杆的作用、材料及结构组成。

2．应会

（1）活塞连杆组拆装顺序、方法。

（2）在规定时间内完成操作。

（3）应及时纠正操作过程中出现的违规操作。

（4）符合安全文明生产的要求。

四、展示成果

各小组派代表展示完成的任务成果，并对成果进行讲解汇报。

五、综合评价

对学生进行综合评价，将评价结果填入实训课堂评价表（表2-2）。