连杆曲轴机构

连杆曲轴机构

柴油机的连杆曲轴机构是将活塞承受的压力通过连杆传给曲轴，并将活塞的往复直线
运动边为曲轴的旋转运动输出机械能。连杆曲轴机构由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组
件构成。
1 活塞组
活塞连杆结合组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。

1.1 活塞
活塞的作用是与汽缸、汽缸盖组成工作室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。
活塞顶部是燃烧室的组成部分，当柴油机工作时间，其顶部直接承受5880-8820KPa（增
压柴油机为7840-11760KPa）爆发压力和瞬时高温的作用，顶部最热点达300-400 ℃，整
个活塞温度分布又极不均匀，并进行不等速的高速直线往复运动，因此，要求活塞强度要
高、质量要轻、导性要好。
柴油机的活塞顶部通常设有各种各样的凹坑。凹坑是为改变燃烧室的形状而设置的，
使可燃混合气的形成更有利，燃烧过程更加完善。
活塞裙部用来引导活塞在汽缸内作直线运动，并把连杆的侧向力传给汽缸壁，因此，
应有足够的承压面积。活塞裙部还有活塞销座，将气体作用力经活塞销传给连杆。
由于柴油机汽缸中压力很大，故其活塞裙部不开切槽，只是将活塞做成锥形，并在裙
部做出较大的椭圆度，因此，它的活塞与汽缸壁的装配间隙比汽油机大。为了保证柴油机
压缩终了有足够的压力和温度，则要求有更好的密封性，因此，柴油机应具有更多的密封
环和刮油环。
在使用过程中，由于磨损，活塞与汽缸之间的间隙逐渐增大，若间隙大于0.5MM 时
需要搪修汽缸，然后按汽缸尺寸选配适当尺寸的活塞，恢复标准间隙。汽缸按原来尺寸加
大0.25MM 作为修理尺寸，活塞也应有相应的选配尺寸，以保证其密封性。

1.2 活塞环
活塞环（又称涨圈）是具有弹性的金属开口圆环，按其功用不同可分为密封环（又称
气环）和刮油环（又称油环）两种。
密封环是用来密封汽缸，并将活塞所吸收的热量传给汽缸壁进入冷却系统。它是活塞
散热的主要路径，特别是第一道环，传递全部热量的40-50%。
刮油环是将飞溅在缸壁上过多的机油刮下，防止机油窜入燃烧室。
1.3 活塞销
活塞销是用来连接活塞与连杆的机件，通过它将活塞承受的气体压力传给连杆。

1.4 连杆组
连杆是将活塞与曲轴连接起来的部件。它的作用是将作用在活塞上的力传给曲轴，通

过连杆把活塞的往复运动转变为旋转运动。连杆小头随活塞作往复运动，连杆大头随曲轴
的连杆轴颈转动，整个连杆绕活塞销摆动。
连杆组由连杆、连杆螺栓、螺母、连杆轴瓦及小头衬套等零件组成。
柴油机工作时连杆承受气体压力和活塞组的惯性力都是急剧变化的，其载荷带有冲击
性，而且连杆本身摆动，工作时承受弯曲、拉伸和压缩等复杂应力，因此，要求连杆必须
有足够的强度和刚度，而且每组连杆的质量和重心位置偏差应在准许的范围之内。
2 飞轮组

上图中KGS 为柴油机的自由端，KS 是柴油机的功率输出端。曲轴是柴油机的主要
机件之一，对于多缸柴油机，它主要连续承受作功冲程从活塞经连杆来的力，将其转变为
扭矩传给传动机构；同时，还要通过连杆推动各缸活塞进行吸气、压缩和排气，并驱动配
气机构及其他辅助装置。