小型柴油機曲柄連桿機構中活塞連桿組

付艷娟

（吉林省通榆縣開通鎮農業機械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

小型農用柴油機是我縣廣大農機用戶經常使用的農業機械，其曲柄連桿機構中活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸瓦和連桿螺栓等組成，下面對其進行簡要介紹。

1 活塞

柴油機在工作時，活塞頂面燃氣的最高溫度可達2000℃，壓力可達 8800kPa（90kg/cm3）。 同時，活塞在氣缸內作高速往復運動，產生很大的、呈周期性變化的往復慣性力。為保證活塞能在高溫、高壓下可靠地傳遞動力，要求活塞不僅有足夠的強度和剛度，還要質量輕，導熱性能好，耐磨，目前柴油機上廣泛采用鋁合金活塞。其構造由防漏部、活塞頂、裙部和活塞銷座等組成。防漏部（又稱環槽部）指安裝活塞環的部位。一般有3道環槽 （有的活塞在裙部還有一道環槽），最下面一道環槽為油環槽，其余為氣環槽。油環槽底面鉆有數個小孔通活塞內腔，稱為回油孔。活塞頂直接與燃燒氣體接觸，是承受高溫、高壓的部位，它的形狀與燃燒室形式、噴油氣位置、噴射要求等有關。活塞裙部對活塞起導向作用，并承受側向壓力。活塞銷座孔用于安裝活塞銷，并將活塞和連桿小頭連接起來，孔內兩端各有一個擋圈槽，用來裝卡簧，以防止活塞銷軸向竄動。

活塞工作時，銷孔方向受熱膨脹后，直徑變化較垂直銷孔方向大，故一般將裙部做成橢圓形。此外，由于活塞的溫度總是頭部高，裙部低，故活塞從上到下略呈圓錐形。

2 活塞環

活塞在氣缸內作調整往復運動，并受熱膨脹，所以，活塞與氣缸之間必須留有適當的間隙。此間隙在工作中會造成燃氣漏入曲軸箱，故要用活塞環來密封。活塞環有氣環和油環兩種。氣環的主要作用是保證氣缸的密封，不讓氣缸內的高壓氣體漏入曲軸箱。它依靠氣環本身的彈力和高壓氣體的作用力，使環的外壁緊貼在氣缸壁上而起密封作用。油環的作用主要是布油和刮油。當活塞上行時，油環將曲軸旋轉飛濺上來的潤滑油均勻地分布到氣缸壁上，改善活塞與氣缸壁之間的潤滑，減少活塞、活塞環與氣缸壁之間的磨損和摩擦阻力；當活塞下行時，又將氣缸壁上多余的潤滑油刮除，防止潤滑油竄入燃燒室。正如氣環也有布油和刮油的輔助作用一樣，油環也有封氣的輔助作用。同時，氣環和油環都有將活塞吸收的熱量傳遞給氣缸壁的導熱作用。

活塞環在高溫、高壓、高速條件下工作，潤滑條件較差，多采用合金鑄鐵制造。第一道氣環表面直接與高溫燃氣接觸，工作條件最差，因此其表面經鍍鉻或噴鉬處理，以提高表面的耐磨性。

3 活塞銷

活塞銷連接活塞和連桿，與活塞一起作高速往復運動，承受燃氣的周期性沖擊載荷，其潤滑條件很差。活塞銷材料為低碳鋼或低碳合金鋼。活塞銷的構造為一空心圓柱銷，一般內外圓表面經滲碳處理，且外圓表面經淬火和低溫回火處理，硬度很高，以適應耐磨損。

4 連桿

連桿在作功行程時，將活塞承受的氣體壓力傳遞給曲軸，使活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動；在其他3個行程時，又將曲軸的旋轉運動傳遞給活塞，使活塞作往復運動，即連桿是一個連接活塞和曲軸的傳動桿件。連桿一般多采用中碳鋼和合金鋼經模鍛或滾壓形成，以適應耐沖擊和耐疲勞的特性。

5 連桿軸瓦

連桿軸瓦安裝在連桿大頭孔內，是連桿與曲軸頸連接的滑動軸承。為使拆裝維修方便，加工成兩半，其形狀如瓦，故稱軸瓦。由于連桿軸瓦經常處于摩擦受熱受沖擊狀態，故常采用內表面敷一層減磨合金的薄壁鋼背軸瓦，小型柴油機的減磨合金為高錫鋁合金。軸瓦與連桿大頭孔的配合屬緊配合，故使用后如果發現瓦背有磨亮的痕跡，則表明過盈不足，必須更換。否則，會使連桿大頭磨損，降低其使用壽命。連桿軸瓦在接合端面處制有定位凸肩，裝配時，應使凸肩嵌入連桿大頭孔里相應的凹槽內，保證在工作中軸瓦與連桿的相對位置固定不變。為使機油進入軸瓦并沿整個軸瓦表面分布，有的軸瓦上鉆有油孔并開有圓周方向的油槽。有的軸瓦把切口附近局部銑薄或者做成不等厚壁，以使油楔作用更好，同時可防止由于變形而引起的切口發生內縮現象。一般鋁合金軸瓦與軸頸之間的配合間隙的曲軸直徑為（0.001～0.0014）。

6 連桿螺栓

180、185、165F、170F、175F 型等柴油機是用連桿螺栓連接連桿體與連桿蓋。它承受交變載荷，很容易引起疲勞破壞而斷裂，引起斷軸、搗缸等重大機械事故。故一般采用經過熱處理的優質碳素鋼或優質合金鋼精制而成，絕對不能用普通螺栓代替。連桿螺栓裝配時，要按規定的扭距擰緊螺母，使連桿螺栓具有足夠的預緊力，以保證連桿軸瓦與連桿大頭孔的良好配合，保證連桿體與連桿蓋之間有足夠的壓緊力。若扭距過小，連桿剖面處易出現縫隙，使連桿螺栓受到很大的附加拉力，造成疲勞斷裂；若扭距過大，越過了螺栓材料的屈服極限，會造成螺栓變形或斷裂。故在安裝時，應用扭力扳手將兩個螺栓分2～3次交替均勻地擰緊至規定扭距。

還有些柴油機比如說 R190、R185、X195、S195型等是用連桿螺釘來連接連桿體與連桿蓋。在連桿體上有螺紋孔，連桿螺釘擰入螺紋孔。為防止連桿螺栓在工作中自行松脫，均有鎖緊防松零件，常用的有開口銷、鎖片、鋼絲、自鎖螺母、螺紋表面鍍銅等。

[1]王連成.農業機械[M].北京:中國農業出版社，2000.