小型柴油机曲柄连杆机构中活塞连杆组

付艳娟

（吉林省通榆县开通镇农业机械推广中心站，吉林 通榆 137200）

小型农用柴油机是我县广大农机用户经常使用的农业机械，其曲柄连杆机构中活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦和连杆螺栓等组成，下面对其进行简要介绍。

1 活塞

柴油机在工作时，活塞顶面燃气的最高温度可达2000℃，压力可达 8800kPa（90kg/cm3）。 同时，活塞在气缸内作高速往复运动，产生很大的、呈周期性变化的往复惯性力。为保证活塞能在高温、高压下可靠地传递动力，要求活塞不仅有足够的强度和刚度，还要质量轻，导热性能好，耐磨，目前柴油机上广泛采用铝合金活塞。其构造由防漏部、活塞顶、裙部和活塞销座等组成。防漏部（又称环槽部）指安装活塞环的部位。一般有3道环槽 （有的活塞在裙部还有一道环槽），最下面一道环槽为油环槽，其余为气环槽。油环槽底面钻有数个小孔通活塞内腔，称为回油孔。活塞顶直接与燃烧气体接触，是承受高温、高压的部位，它的形状与燃烧室形式、喷油气位置、喷射要求等有关。活塞裙部对活塞起导向作用，并承受侧向压力。活塞销座孔用于安装活塞销，并将活塞和连杆小头连接起来，孔内两端各有一个挡圈槽，用来装卡簧，以防止活塞销轴向窜动。

活塞工作时，销孔方向受热膨胀后，直径变化较垂直销孔方向大，故一般将裙部做成椭圆形。此外，由于活塞的温度总是头部高，裙部低，故活塞从上到下略呈圆锥形。

2 活塞环

活塞在气缸内作调整往复运动，并受热膨胀，所以，活塞与气缸之间必须留有适当的间隙。此间隙在工作中会造成燃气漏入曲轴箱，故要用活塞环来密封。活塞环有气环和油环两种。气环的主要作用是保证气缸的密封，不让气缸内的高压气体漏入曲轴箱。它依靠气环本身的弹力和高压气体的作用力，使环的外壁紧贴在气缸壁上而起密封作用。油环的作用主要是布油和刮油。当活塞上行时，油环将曲轴旋转飞溅上来的润滑油均匀地分布到气缸壁上，改善活塞与气缸壁之间的润滑，减少活塞、活塞环与气缸壁之间的磨损和摩擦阻力；当活塞下行时，又将气缸壁上多余的润滑油刮除，防止润滑油窜入燃烧室。正如气环也有布油和刮油的辅助作用一样，油环也有封气的辅助作用。同时，气环和油环都有将活塞吸收的热量传递给气缸壁的导热作用。

活塞环在高温、高压、高速条件下工作，润滑条件较差，多采用合金铸铁制造。第一道气环表面直接与高温燃气接触，工作条件最差，因此其表面经镀铬或喷钼处理，以提高表面的耐磨性。

3 活塞销

活塞销连接活塞和连杆，与活塞一起作高速往复运动，承受燃气的周期性冲击载荷，其润滑条件很差。活塞销材料为低碳钢或低碳合金钢。活塞销的构造为一空心圆柱销，一般内外圆表面经渗碳处理，且外圆表面经淬火和低温回火处理，硬度很高，以适应耐磨损。

4 连杆

连杆在作功行程时，将活塞承受的气体压力传递给曲轴，使活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动；在其他3个行程时，又将曲轴的旋转运动传递给活塞，使活塞作往复运动，即连杆是一个连接活塞和曲轴的传动杆件。连杆一般多采用中碳钢和合金钢经模锻或滚压形成，以适应耐冲击和耐疲劳的特性。

5 连杆轴瓦

连杆轴瓦安装在连杆大头孔内，是连杆与曲轴颈连接的滑动轴承。为使拆装维修方便，加工成两半，其形状如瓦，故称轴瓦。由于连杆轴瓦经常处于摩擦受热受冲击状态，故常采用内表面敷一层减磨合金的薄壁钢背轴瓦，小型柴油机的减磨合金为高锡铝合金。轴瓦与连杆大头孔的配合属紧配合，故使用后如果发现瓦背有磨亮的痕迹，则表明过盈不足，必须更换。否则，会使连杆大头磨损，降低其使用寿命。连杆轴瓦在接合端面处制有定位凸肩，装配时，应使凸肩嵌入连杆大头孔里相应的凹槽内，保证在工作中轴瓦与连杆的相对位置固定不变。为使机油进入轴瓦并沿整个轴瓦表面分布，有的轴瓦上钻有油孔并开有圆周方向的油槽。有的轴瓦把切口附近局部铣薄或者做成不等厚壁，以使油楔作用更好，同时可防止由于变形而引起的切口发生内缩现象。一般铝合金轴瓦与轴颈之间的配合间隙的曲轴直径为（0.001～0.0014）。

6 连杆螺栓

180、185、165F、170F、175F 型等柴油机是用连杆螺栓连接连杆体与连杆盖。它承受交变载荷，很容易引起疲劳破坏而断裂，引起断轴、捣缸等重大机械事故。故一般采用经过热处理的优质碳素钢或优质合金钢精制而成，绝对不能用普通螺栓代替。连杆螺栓装配时，要按规定的扭距拧紧螺母，使连杆螺栓具有足够的预紧力，以保证连杆轴瓦与连杆大头孔的良好配合，保证连杆体与连杆盖之间有足够的压紧力。若扭距过小，连杆剖面处易出现缝隙，使连杆螺栓受到很大的附加拉力，造成疲劳断裂；若扭距过大，越过了螺栓材料的屈服极限，会造成螺栓变形或断裂。故在安装时，应用扭力扳手将两个螺栓分2～3次交替均匀地拧紧至规定扭距。

还有些柴油机比如说 R190、R185、X195、S195型等是用连杆螺钉来连接连杆体与连杆盖。在连杆体上有螺纹孔，连杆螺钉拧入螺纹孔。为防止连杆螺栓在工作中自行松脱，均有锁紧防松零件，常用的有开口销、锁片、钢丝、自锁螺母、螺纹表面镀铜等。

[1]王连成.农业机械[M].北京:中国农业出版社，2000.