连杆及构造

  连杆由小头、杆体和大头组成。

  1)连杆小头

  小头的结构形状取决于活塞销的大小及其与连杆小头的连接方式。

  汽车发动机中连杆小头与活塞销的连接方式有两种，即全浮式和半浮式。全浮式活塞销工作时，在连杆小头孔和活塞销孔中旋转，可以保证活塞销沿圆周均匀磨损。为了防止活塞销两端划伤气缸壁，活塞销挡圈安装在活塞销孔外侧。半浮式活塞销用螺栓将活塞销夹紧在连杆小头孔内，此时活塞销只在活塞销孔内旋转，不在小头孔内旋转。小头孔没有衬套，销孔没有活塞销挡圈。

  2)连杆杆身

  杆体截面为工字形，刚度大，重量轻，适合模锻。工字形截面的Y-Y轴在连杆运动平面内。一些连杆在杆体中加工油道，用于润滑小头衬套或冷却活塞。如果是后者，喷油孔必须在小头顶部加工。

  3)连杆大头

  连杆头除了要有足够的刚度外，还要尺寸小，重量轻，拆卸发动机时可以从气缸上端取出。连杆头是分开的，连杆盖用螺栓或螺柱紧固。为了使接合面在任何速度下都能紧密结合，连杆螺栓的拧紧扭矩必须足够大。

  平切口连杆垂直于结合面和连杆轴，而结合面和连杆轴成30。°～60°夹角为斜切口连杆。平切口连杆大端刚度大，所以大头孔受力变形小，平切口连杆制造成本低。汽油发动机使用平切口连杆。柴油发动机连杆既有平切口，也有斜切口。一般来说，由于曲柄销的直径较大，连杆大头的形状和尺寸相应较大。如果你想在拆卸过程中从气缸的上端取出连杆体，你必须使用斜切口连杆。连杆盖安装在连杆体上时，必须严格定位，以防止连杆盖横向位移。平切口采用连杆螺栓上精密加工的圆柱面和精密加工的螺栓孔。

  4)连杆螺栓

  连杆螺栓在工作过程中承受交变载荷，因此在结构上应尽可能增加连杆螺栓的弹性，在加工过程中应精细加工过渡圆角，以消除应力集中，提高其抗疲劳强度。40Cr等连杆螺栓采用优质合金钢制成、35CrMo等。经过调整后滚动螺纹，表面防锈处理。

  活塞及构造

  活塞包括三个部分：顶部、头部和裙子。

  1)活塞顶部

  汽油发动机活塞顶部的形状与燃烧室的形状和压缩比有关。大多数汽油发动机使用平顶活塞，加热面积小，加工简单。通过使用凹顶活塞，发动机的压缩比可以通过改变活塞顶部凹坑的大小来调节。

  2)活塞头部

  从活塞顶部到油环槽下端面之间的部分称为活塞头部。活塞头部的加工有用于安装气环和油环的气环槽和油环槽。油环槽底部还有回油孔或水平切槽，油环从气缸壁上刮下的多余机油通过回油孔或水平切槽流回油底壳。活塞头部应足够厚，从活塞顶部到环槽区域的断面应尽可能平滑，过渡圆角R应足够大，以降低热流阻力，方便热量从活塞顶部通过活塞环传递到气缸壁，使活塞顶部的温度不会过高。在一个气环槽的顶部设置一个狭窄的活塞隔热槽。

  活塞环槽的磨损是影响活塞使用寿命的重要因素。在强化程度较高的发动机中，一个环槽温度较高，磨损严重。为了增强环槽的耐磨性，耐热护圈通常镶嵌在一个环槽或一个环槽或第二个环槽中。在高强化直喷式燃烧室柴油机中，耐热护圈镶嵌在一个环槽和燃烧室的喉口处，以防止喉口因过热而开裂。

  3)活塞裙部

  活塞头部以下部分为活塞裙。裙子的形状应该保证活塞在气缸中得到很好的导向，气缸和活塞在任何工作条件下都应该保持均匀合适的间隙。间隙太大，活塞敲缸;如果间隙太小，活塞可能会被气缸卡住。此外，裙子应该有足够的实际压力面积来承受侧向力。活塞裙承受膨胀侧向力的一面称为主推力面，承受压缩侧向力的一面称为推力面。

  发动机工作时，活塞在气体力和侧向力的作用下发生机械变形，活塞在受热膨胀时发生热变形。这两种变形的结果是活塞裙在活塞销孔轴线方向的尺寸增加了。因此，为了使活塞工作时的裙子接近正圆形，并与气缸相适应，活塞裙子的横截面应加工成椭圆形，长轴应垂直于活塞销孔轴线。现代汽车发动机的活塞都是椭圆形的裙子。

  此外，活塞沿活塞轴线方向的温度是上高下低，活塞的热膨胀量自然是上大下小。因此，为了使活塞的裙子在工作时接近圆柱形，有必要将活塞做成上小下大的圆锥形或桶形。