活塞连杆组是发动机的重要零件。发动机工作的时候活塞连杆组很忙。活塞在气缸里面上下运动。连杆连接活塞和曲轴。活塞的直线运动变成曲轴的旋转运动。汽车轮子就能转起来。没有活塞连杆组发动机不能工作。

活塞连杆组有几个零件。活塞是一个圆筒形的零件。活塞顶部和气缸盖组成燃烧室。燃料在燃烧室里面燃烧。气体膨胀推动活塞向下运动。活塞承受很高的温度。活塞承受很大的压力。活塞材料要结实。活塞材料要耐热。铝合金活塞很常见。铝合金比较轻。铝合金传热快。活塞表面很光滑。活塞和气缸壁紧密配合。活塞不能太紧。活塞不能太松。活塞头部有几道环槽。活塞环安装在环槽里面。

活塞环分为气环和油环。气环防止漏气。燃烧室的高压气体不能漏到曲轴箱。气环还能把活塞热量传给气缸壁。气缸外面有冷却水。热量被水带走。油环刮掉气缸壁上多余的机油。机油不能进入燃烧室。机油燃烧会产生积碳。活塞环要有弹性。活塞环要耐磨。活塞环通常用铸铁材料。有些活塞环表面有特殊涂层。

连杆是长杆零件。连杆小头连接活塞。连杆大头连接曲轴。连杆把活塞的力传给曲轴。连杆工作时来回摆动。连杆承受拉伸力。连杆承受压缩力。连杆承受弯曲力。连杆材料要很坚固。连杆常用钢材锻造。连杆体是工字形截面。工字形结构又轻又结实。连杆小头有铜套。活塞销穿过铜套。连杆大头分成两半。连杆盖用螺栓拧紧。连杆大头里面有轴瓦。

轴瓦是薄壁零件。轴瓦贴在连杆大头里面。曲轴轴颈在轴瓦里面转动。轴瓦减少摩擦。轴瓦保护曲轴。轴瓦通常用钢背和合金层。合金层很软耐磨性好。机油进入轴瓦和曲轴之间。油膜把两个表面分开。金属不直接接触。摩擦变小磨损减少。

活塞销是空心轴。活塞销穿过活塞销孔和连杆小头。活塞销连接活塞和连杆。活塞销要很硬。活塞销要耐磨。活塞销表面很光滑。活塞销通常用低碳钢材料。表面渗碳处理。外面硬里面韧。

活塞连杆组工作环境很恶劣。温度很高压力很大。速度很快负荷很重。汽油燃烧温度超过两千度。活塞顶部温度有三百多度。机油冷却很重要。润滑系统不断供油。零件表面需要油膜保护。

设计活塞要考虑很多问题。活塞形状不是简单的圆柱。气缸受热会膨胀。活塞受热也会膨胀。材料膨胀系数不一样。活塞设计成上小下大的锥形。活塞头部直径小一些活塞裙部直径大一些。有些活塞裙部做成椭圆形。冷的时候是椭圆的热的时候变成圆形。活塞和气缸的间隙很重要。间隙太小活塞会卡住。间隙太大会敲缸。发动机会有响声。

活塞环设计也很关键。环的弹力要合适。弹力太大摩擦增加。弹力太大会漏气。环的开口间隙不能太大。环的开口间隙不能太小。活塞环开口有几种形状。平口斜口搭口都有。现在多用平口结构。几道环的开口要错开。不能排在一条线上。

连杆设计要保证强度。连杆不能太重要轻量化。连杆不能太弱会断裂。连杆螺栓很重要。螺栓断裂发动机会损坏。连杆大头孔精度要求高。孔不圆影响轴瓦配合。连杆需要平衡重量。所有连杆重量应该一样。发动机转动才平稳。

制造活塞用铸造方法。铝合金熔化浇进模具。毛坯出来进行机械加工。车外圆镗销孔车环槽。热处理提高硬度。表面处理改善性能。有些活塞表面喷石墨。有些活塞裙部镀锡。

制造连杆用锻造方法。钢材加热用模具压成形。锻造流线沿连杆外形。机械加工钻小头孔铣结合面。镗大头孔攻螺纹。称重去重保证平衡。热处理调质提高强度。

装配活塞连杆组要注意方向。活塞有前标记不能装反。连杆也有前标记。活塞环开口不能对正。按照规定角度错开。活塞销安装需要压力。有些活塞销是全浮式。销子在孔里能转动。装配前活塞需要加热。热胀冷缩容易装配。

活塞连杆组故障有很多种。活塞磨损气缸间隙变大。发动机会烧机油。蓝烟从排气管出来。活塞环磨损弹力不足。发动机会无力。油耗增加冒黑烟。活塞烧顶是严重故障。温度太高活塞局部熔化。活塞裂开很危险。连杆弯曲后果严重。活塞不在正确位置。会撞气门会碰气缸盖。连杆螺栓松动很可怕。连杆盖脱离打坏气缸体。发动机需要大修。

检查活塞连杆组需要拆开发动机。首先放出机油拆下油底壳。拆下气缸盖看到活塞顶部。转动曲轴让活塞到下止点。拆下连杆螺母取下连杆盖。轻轻推连杆活塞组就出来。清理积碳检查磨损。用量具测量活塞直径。测量气缸直径计算配合间隙。检查活塞环弹力检查开口间隙。新的活塞环放入气缸测量开口。间隙不对需要修整。

安装新活塞环需要专用工具。扩张器张开环套进活塞环槽。活塞连杆组装进气缸。用活塞环压缩器夹紧活塞。轻轻敲活塞顶部进入气缸。注意连杆大头对准曲轴轴颈。装上连杆盖拧紧螺栓。螺栓拧紧需要扭力扳手。力气太大螺栓会拉伸。力气太小螺母会松动。按照规定力矩分两次拧紧。

发动机装好需要试车。开始运转慢慢加速。新的活塞环需要磨合。表面微观不平逐渐磨平。密封性能越来越好。磨合期不能超负荷。机油需要定期更换。金属屑粒及时清除。

活塞连杆组影响发动机性能。压缩压力高燃烧效率高。密封不好动力不足。摩擦损失大油耗增加。重量轻惯性小转速可以更高。平衡好振动小噪音低。现代发动机转速很高。活塞平均速度每秒二十多米。材料要求越来越高。设计方法不断进步。计算机辅助设计很常用。三维模型模拟分析。有限元计算应力分布。流体分析润滑状态。试验测试验证设计。

制造技术也在发展。精密铸造减少加工量。粉末冶金制造连杆。强度高质量轻。表面镀层提高耐磨性。等离子喷涂陶瓷层。活塞环表面喷钼。轴瓦材料多层复合。自动化生产保证质量。机器人装配精度高。

维修保养需要重视。选用合适机油。定期检查更换。空气滤清器保持清洁。灰尘进入加速磨损。冷却系统正常工作。发动机过热很危险。注意异常声音。及时检查维修。

活塞连杆组虽然小作用很大。汽车拖拉机离不开它。轮船发电机也需要。内燃机存在活塞连杆组就存在。研究改进一直在进行。提高效率减少污染。节约能源保护环境。