第二节　曲柄连杆机构的维修

一、曲柄连杆机构的结构

1.曲柄连杆机构的作用

曲柄连杆机构是发动机实现热能与机械能相互转换的主要机构。其主要功用是将汽缸内气体作用在活塞上的力转变为曲轴的旋转力矩，从而输出动力。

2.曲柄连杆机构的组成

曲柄连杆机构零件的基本组成如图2-6所示，V型6缸曲柄连杆机构的组成如图2-7所示。曲柄连杆机构可分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分。在有些发动机上，为平衡曲柄连杆机构的振动，还装有平衡轴装置。

①机体组的总体结构。机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸垫和油底壳组成，如图2-8所示。

②活塞连杆组的总体结构。活塞连杆组是发动机的传动件，它把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、连杆、活塞销和连杆轴承等组成，如图2-9所示。

③曲轴飞轮组的总体结构。曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴主轴承等组成，如图2-10所示。

二、曲柄连杆机构的检修

1.汽缸体上平面变形的检查与修理

汽缸体上平面变形多是由于发动机长期过热等原因引起，影响与汽缸盖接合的密封性。

检查汽缸体上平面的平面度时，应分别检查如图2-11所示的六个方向的平面度。检查时，如图2-12所示，在汽缸体上平面上放置直尺，并用塞尺测量直尺与汽缸体上平面之间的间隙，测得的最大值即为汽缸体上平面的平面度误差。其使用极限，铝合金汽缸体一般为0.25mm，铸铁汽缸体一般为0.10mm。

汽缸体上平面的平面度误差若超过使用极限，应进行磨削或铣削加工，总加工量一般不允许超过0.30mm。必要时应更换新件。

2.汽缸缸径的检查

①测量部位。选用适当量程的内径百分表按图2-13所示的部位和要求进行测量。在汽缸体上部距汽缸上平面10mm处、汽缸中部和汽缸下部距缸套下部10mm处三点，按轴向和推力方向分别测量汽缸的直径，如图2-14所示。

②汽缸圆度的测量。选择合适的测杆，并使其压缩1～2mm以留出测量余量。将测杆伸入汽缸中，微微摆动表杆，使测杆与汽缸中心线垂直，量缸表指示最小读数，即为正确的汽缸直径。用量缸表在垂直于曲轴方向测量，旋转表盘，使“0”刻度对准大表针，然后，将测杆在此横截面上旋转一圈，此时表针所指刻度与“0”位刻度之差的1/2即为该缸的圆度误差；如果测量值大于规定尺寸，则更换汽缸体。

③汽缸圆柱度的测量。用量缸表在b部位推力方向测量并找出正确直径位置。旋转表盘，使“0”刻度对准大指针。然后，依次测出其他五个数值，取六个数值中最大差值之半作为该汽缸的圆柱度误差；如果测量值大于规定尺寸，则更换汽缸体。

④汽缸磨损尺寸的测量。一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部，应重点测量这两缸。测量时，用量缸表在b部位推力方向测量并找出正确汽缸直径的位置。旋转表盘，使“0”刻度对准大指针，并注意观察小指针所处位置。取出量缸表，将测杆放置于外径千分尺的两测头之间，旋转外径千分尺的活动测头，使量缸表的大指针指向“0”，且小指针处于原来的位置（在汽缸中所指示的位置）。此时，外径千分尺的尺寸即为汽缸的磨损尺寸，按此找出该发动机汽缸的最大磨损尺寸。

3.汽缸盖的检修

①汽缸盖平面变形的检查与修理。汽缸盖平面变形多发生在与汽缸体的接合平面上，会影响密封性，其原因一般是热处理不当、缸盖螺栓拧紧力矩不均或放置不当。检查方法与汽缸体上平面变形检查基本相同，平面度误差一般不能超过0.05mm，否则应进行修理或更换。

②清除燃烧室积炭。汽缸盖上燃烧室内的积炭过多，会使燃烧室有效容积变小，改变发动机的压缩比。拆下汽缸盖后，若发现燃烧室积炭过多，应采用机械方法或化学方法进行清理。

③火花塞安装座孔的修理。汽油发动机的火花塞为易损零件，使用中经常拆装。频繁的拆装有时会导致火花塞安装座孔螺纹损坏，可采用镶套法修理，即将损坏的火花塞安装座孔钻大（约10mm）并攻制细螺纹，再用与汽缸盖相同的材料加工一个合适的螺堵拧入已加大的火花塞安装座孔，紧固后在螺堵上加工火花塞安装座孔。

4.活塞的检修

活塞的常见故障是破损、烧蚀、磨损。活塞是易损零件，价格比较便宜，在轿车维修中一般不对活塞进行修理，而是直接更换。在更换新件前，应查明故障原因，并予以排除。

①活塞的清洁。活塞上的积炭主要沉积在活塞顶部，如图2-15所示。

活塞顶部积炭可用刮刀清除。若活塞环槽内有积炭，可用折断的旧活塞环磨制成合适的形状进行清除（图2-16），但应注意不要刮伤活塞环槽底部。

②活塞破损和烧蚀的检查与修理。活塞拆出后应检查其顶部有无异常，若有撞击造成的明显凹陷甚至是裂损，应及时查明故障原因，予以排除。发动机工作中，造成活塞受撞击损坏一般是气门间隙过小、配气相位失准、气门弹簧折断等原因导致活塞与气门相撞，或维修时汽缸内掉入异物。对受损的活塞，若其顶部虽有凹陷但无裂损可继续使用，若发现有裂纹或孔洞必须更换新件。破损的活塞如图2-17所示。

活塞烧蚀呈现在活塞顶部，轻者有疏松状麻坑，重者有局部烧熔现象。活塞烧蚀主要是汽缸内温度过高所引起。烧蚀较轻的活塞，允许继续使用，烧蚀严重时必须更换。

③活塞环槽磨损的检查与修理。活塞环槽的磨损通常发生在高度方向上，第一道活塞环槽磨损最严重。活塞环槽磨损后使活塞环侧隙增大，如不及时修理或更换活塞，会导致发动机工作时烧机油和汽缸压力下降等后果。

a.活塞环侧隙的检查。活塞环侧隙是指活塞环与活塞环槽在高度方向上的配合间隙。如图2-18所示，测量时，将一新活塞环放入环槽，用塞尺测量环的侧隙。若更换新活塞环后侧隙过小，可将活塞环平放在细砂布上研磨；若侧隙过大，说明环槽磨损，应可将活塞环与活塞一起更换。新装时侧隙一般为0.02～0.05mm，极限间隙为0.15mm时，应更换活塞环。

b.活塞环端隙的检查。如图2-19所示，将活塞环放入汽缸，使其水平停放在距上平面15mm的汽缸内，用厚薄规进行测量，其磨损极限为1.00mm。

④活塞的测量。

a.检查活塞裙部的磨损。在与活塞销垂直的方向，用外径千分尺测量活塞裙部直径，若测量值超过极限值时，在发动机大修时应更换全部活塞。

b.活塞更换时，只能用重量等级和尺寸相同的产品更换，其一台发动机上同组活塞的重量差不得大于标准规定。

5.连杆变形的检查和校正

①连杆变形主要是弯曲和扭曲，其主要危害是导致汽缸、活塞和连杆轴承异常磨损。对采用全浮式连接的活塞销，连杆弯曲可能会引起活塞销卡环脱出。连杆变形量的检查必须使用专用的连杆检测仪器。

②检查连杆变形时，将连杆轴承盖装好，活塞销装入连杆小头，再将连杆大头固定在检测器的定心轴上，然后把三点式量规的V形槽贴紧活塞销，用塞尺测量检测器平面与量规指销之间的间隙。三点式量规有三个指销，上面一个，下面两个，三个指销均与检测器平面接触，说明连杆无变形；若量规仅上面一个指销（或下面两个指销）与检测器平面有间隙，说明连杆有弯曲变形，如图2-20所示，间隙大小反映了连杆的弯曲程度；若量规下面的两个指销与检测器平面的间隙不同，说明连杆有扭曲变形，如图2-21所示，两指销的间隙差反映了连杆的扭曲程度；若上述两种情况并存，说明连杆即有弯曲变形，又有扭曲变形。连杆弯曲或扭曲超过其允许极限时，应进行校正或更换连杆。

6.曲轴的检修

曲轴的常见故障是轴颈磨损、弯曲和扭曲变形，严重时出现裂纹，甚至断裂。

①曲轴裂纹的检查与修理。曲轴裂纹一般发生在轴颈两端过渡圆角处或油孔处，裂纹较严重时，可通过观察或用锤子轻轻敲击平衡重从发出的声音来判断。检查裂纹的最好方法是在专用的磁力探伤仪上进行磁力探伤。

曲轴裂纹可进行焊修，但一般是更换新件。

②曲轴弯曲的检查与修理。曲轴弯曲的检查如图2-22所示。将曲轴放在检测平板上的V形架上，百分表指针抵触在中间主轴颈上，转动曲轴一圈，百分表指针的摆差（径向圆跳动误差）一般应不超过0.04～0.06mm。

曲轴弯曲较轻（径向圆跳动误差小于0.1mm）时，一般可经磨削曲轴后消除。弯曲严重的曲轴必须进行校正，必要时更换曲轴。

③曲轴磨损的检查与修理。曲轴轴颈的磨损可用外径千分尺测量其直径来确定，测量部位如图2-23所示。轿车发动机曲轴轴颈的圆度和圆柱度一般超过0.01～0.0125mm时，应进行磨削修理，轴颈直径达到其使用极限时应更换曲轴。

曲轴主轴颈磨损严重失圆时，发动机熄火后曲轴往往停在同一位置上，发动机启动时则飞轮上总是局部的几个齿与启动机齿轮啮合，所以可根据飞轮齿圈磨损情况判断。连杆弯曲变形可导致连杆轴颈锥形磨损，所以连杆轴颈圆柱度过大时，应检查曲轴是否有弯曲变形。

④曲轴轴向间隙的检查与调整。检查曲轴轴向间隙时，可将百分表指针抵触在飞轮或曲轴的其他端面上，用撬棒前后撬动曲轴，百分表指针的最大摆差即为曲轴轴向间隙。也可用塞尺插入止推垫片与曲轴的承推面之间，测量曲轴的轴向间隙。

曲轴轴向间隙一般为0.07～0.17mm，允许极限一般为0.25mm。间隙过大或过小，可通过更换止推垫片来调整。