小型柴油機曲柄連桿機構(gòu)中活塞連桿組

付艷娟

（吉林省通榆縣開通鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)機械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

小型農(nóng)用柴油機是我縣廣大農(nóng)機用戶經(jīng)常使用的農(nóng)業(yè)機械，其曲柄連桿機構(gòu)中活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、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(nèi)作高速往復(fù)運動，產(chǎn)生很大的、呈周期性變化的往復(fù)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(zhì)量輕，導(dǎo)熱性能好，耐磨，目前柴油機上廣泛采用鋁合金活塞。其構(gòu)造由防漏部、活塞頂、裙部和活塞銷座等組成。防漏部（又稱環(huán)槽部）指安裝活塞環(huán)的部位。一般有3道環(huán)槽 （有的活塞在裙部還有一道環(huán)槽），最下面一道環(huán)槽為油環(huán)槽，其余為氣環(huán)槽。油環(huán)槽底面鉆有數(shù)個小孔通活塞內(nèi)腔，稱為回油孔?；钊斨苯优c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(guān)?；钊共繉钊饘?dǎo)向作用，并承受側(cè)向壓力?；钊N座孔用于安裝活塞銷，并將活塞和連桿小頭連接起來，孔內(nèi)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(huán)

活塞在氣缸內(nèi)作調(diào)整往復(fù)運動，并受熱膨脹，所以，活塞與氣缸之間必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙。此間隙在工作中會造成燃氣漏入曲軸箱，故要用活塞環(huán)來密封?；钊h(huán)有氣環(huán)和油環(huán)兩種。氣環(huán)的主要作用是保證氣缸的密封，不讓氣缸內(nèi)的高壓氣體漏入曲軸箱。它依靠氣環(huán)本身的彈力和高壓氣體的作用力，使環(huán)的外壁緊貼在氣缸壁上而起密封作用。油環(huán)的作用主要是布油和刮油。當(dāng)活塞上行時，油環(huán)將曲軸旋轉(zhuǎn)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(huán)與氣缸壁之間的磨損和摩擦阻力；當(dāng)活塞下行時，又將氣缸壁上多余的潤滑油刮除，防止?jié)櫥透Z入燃燒室。正如氣環(huán)也有布油和刮油的輔助作用一樣，油環(huán)也有封氣的輔助作用。同時，氣環(huán)和油環(huán)都有將活塞吸收的熱量傳遞給氣缸壁的導(dǎo)熱作用。

活塞環(huán)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(huán)表面直接與高溫燃氣接觸，工作條件最差，因此其表面經(jīng)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(fù)運動，承受燃氣的周期性沖擊載荷，其潤滑條件很差?；钊N材料為低碳鋼或低碳合金鋼?；钊N的構(gòu)造為一空心圓柱銷，一般內(nèi)外圓表面經(jīng)滲碳處理，且外圓表面經(jīng)淬火和低溫回火處理，硬度很高，以適應(yīng)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(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動；在其他3個行程時，又將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給活塞，使活塞作往復(fù)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(jīng)模鍛或滾壓形成，以適應(yīng)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(nèi)，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(jīng)常處于摩擦受熱受沖擊狀態(tài)，故常采用內(nèi)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(fā)現(xiàn)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(yīng)使凸肩嵌入連桿大頭孔里相應(yīng)的凹槽內(nèi)，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(fā)生內(nèi)縮現(xiàn)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(jīng)過熱處理的優(yōu)質(zhì)碳素鋼或優(yōu)質(zhì)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(guī)定的扭距擰緊螺母，使連桿螺栓具有足夠的預(yù)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(xiàn)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(yīng)用扭力扳手將兩個螺栓分2～3次交替均勻地擰緊至規(guī)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(nóng)業(yè)機械[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.