（1)活塞

活塞的功用是承受燃气的压力，并经过连杆将力传给曲轴。

活塞的工作条件十分恶劣，它是在高温、高压的燃气作用下，不断地作高速往复直线运动。由于受到周期性变化的燃气压力和往复惯性力的作用，活塞承受很大的机械负荷和热负荷，加之温度分布不均匀，就会引起热应力。因此，要求活塞必须有较轻的重量以及足够的强度与刚度。松开固定螺钉可变更两凸缘盘间的相对角位置，从而也就变更了整个喷油泵的供油提前角。活塞在高温、高压、高速条件下工作，其润滑条件较差，活塞与汽缸壁摩擦严重。为减小磨损，活塞表面必须耐磨。

高速内燃机的活塞通常采用铸铝合金。随着内燃机的不断强化，采用锻铝合金或共晶铝硅合金的活塞日益增多，而高增压内燃机较多采用铸铁活塞，其目的在于提高其强度，减小热膨胀系数。当采用上述旋流纸质空气滤清器时，消声器出口处需预装有与之匹配的排气引射管，当柴油机排气时，高速气流通过喉管处使废气气流增大，于是便形成了真空度。活塞的基本构造可分为顶部、环槽部（防漏部或头部）、活塞销座和裙部四部分。

①顶部顶部是构成燃烧室的一部分，其结构形状与发动机及燃烧室的型式有关。活塞顶部的几种不同结构形状。小型内燃机大多采用平顶活塞，优点是制造简单，受热面积小。大多数内燃机的活塞顶部由于要形成特殊形状的燃烧室，其形状比较复杂，一般都制有各种各样的凹坑。柴油机工作时，空气经纸质滤芯滤清后，从接管沿进气管被吸入汽缸。凹坑是为了改善发动机的燃烧状况而设置的，使可燃混合气的形成更有利，燃烧过程更完善。有的内燃机为避免气门与活塞顶相碰撞，在顶部还制有浅的气门避碰凹坑。

内燃机活塞所受的热负荷大（尤其是直接喷射式内燃机），往往会使活塞引起热疲劳，产生裂纹。因此，有的内燃机可从连杆小头上的喷油孔喷射机油，以冷却活塞顶内壁。也有的内燃机在机体里设有专门的喷油机构，也可起到同样的作用。它由柴油机的曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置带动增压器旋转。活塞顶部因承受燃气压力，所以一般比较厚；有的活塞顶内部还制有加强筋。

②环槽部环槽部主要用于安装活塞环以防止燃油或燃气漏入曲轴箱，并将活塞吸收的热量经活塞环传给汽缸壁，与此同时阻止润滑油窜入燃烧室。活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽，上面2一3道用于安装气环，下面1、2道是油环槽。在修刮过程中，如松紧度合适，但接触面未达到要求，可适当减少垫片后继续修刮。油环槽的底部钻有许多径向小孔，以便油环从汽缸壁上刮下多余的润滑油从小孔流回曲轴箱。

有的内燃机在活塞顶到一环槽之间，或者一直到以下几道环槽处，都开有细小的隔热沟槽。沟槽在活塞工作时，可形成一定的退让性，可以防止活塞与汽缸壁的咬合，故这种活塞可适当减小活塞与汽缸间的间隙。

二道环槽的耐磨性，有的内燃机在环槽部位上随着内燃机的不断强化，为了提高一镶铸耐热和耐磨的奥氏体铸铁护槽圈。

③活塞销座销座用以安装活塞销，主要起传递气压力的作用。活塞销座与顶部之间往往还有加强筋，以增加刚度。销座孔内设有安装弹性卡环的环槽，活塞销卡环是用来防止活塞销在工作中发生轴向窜动，窜出活塞销座孔而打坏汽缸体。

④裙部活塞头部低一道油环槽以下的部分称为裙部。其作用主要是对活塞在汽缸内的运动加以导向，此外它还承受侧压力。柴油机由于燃气压力高，侧压力大，所以裙部也比较长，以减小单位面积上的压力和磨损。

由于柴油机汽缸压力很大，要求裙部具有足够大的承压面积，又要在任何情况下保持它与汽缸壁有佳的配合间隙（既不因间隙过大而使密封性变差和产生敲缸现象，又不因间隙过小而刮伤汽缸壁，甚至发生咬缸现象）。故其活塞裙部通常不开切槽，只是将活塞轴向制成上小下大的圆锥形，并将裙部径向做成椭圆形。因此，柴油机活塞与汽缸壁的装配间隙要比油机的大。①光磨轴颈时，没有使轴颈与曲轴臂（曲柄）连接处保持一定的内圆角（一般要求轴颈的内圆角为1~3mm之间）引起应力集中而使曲轴断裂。为了保证柴油机压缩终了有足够的压力和温度，则要求其有更好的密封性，因此，柴油机应具有更多的密封环和刮油环。

活塞与连杆的装配与检验

①将活塞上所标记的装配方向认定准确

a.有膨胀槽的活塞，应朝向连杆喷油孔的相对面。

b.活塞顶上的箭头：指向排气管。

c.活塞顶上的凹槽：按相关位置装配。

d.活塞平顶无记号：任意装配（但不能装错缸）。

②活塞、活塞销及连杆小头的装配将铝制活塞（全浮式）活塞，放入水中加热到75~85℃，取出活塞后迅速擦净销孔，将活塞销推入孔的一端，立即在衬套内涂以少许机油，把连杆伸入活塞内与活塞销对正（注意方向：一般大头上有油匙的一边应朝向工作时的转动方向）。继续用手的腕力将活塞销推入另一销孔（或用木锤敲进）。尤其用木锤往里敲时，活塞销一定要装正，否则对销孔内表面有损伤。装好后继续放入水中加温，当温度达到90℃左右时，再从水中取出，当活塞销处于垂直地面位置时，活塞销在孔中应不能自动下移，如果下移就证明配合松；另外应摇动连杆，看活塞销是否在孔中转动，如能转动，证明配合正常。配气机构与进排气系统各机件的技术状况在工作过程中是不断变化的，如气门、气门座和凸轮轴等主要机件，在高温高压和冲击负荷的作用下，会产生机械磨损和化学腐蚀。如活塞销在孔中不转动，则证明配合过紧，此时应把销子打出来，适当修刮。

③活塞销与连杆衬套装配检验在常温下，检查活塞销与衬套的配合情况时，可以手扶住活塞，另一手持连杆大头部分摆动，如果活塞销和衬套配合正常，摆动时应有一定的阻力；或用手握住活塞，使连杆大头部分稍向上，虚线位置，若衬套与活塞销配合正常，则连杆能借本身的重量徐徐下降。若配合松时，则下降很快；若配合紧了，则连杆不下降。若配合稍松，可用合适的工具在衬套两边轻轻敲击数下，这样可以使衬套内径稍变小，若紧得不多，则不必用修刮，可将活塞销装进衬套，然后将活塞销夹在虎钳上，来回搬动连杆，使衬套内表面磨得光滑些即可。调整气门间隙的方法是：先松开调整螺钉的锁紧螺母，再旋转调整螺钉，用规定数值的厚薄规插入气门杆与摇臂之间进行测量，使气门间隙符合规定，调整好后再将锁紧螺母拧紧，复查一次，直至气门间隙在规定的范围内。

④活塞连杆装好后，在活塞销两端装入卡环一定要把卡环装在槽内，并使开口朝向活塞的上边（活塞顶端方向），这是因为活塞销端部受热膨胀的系数大，卡环长期受高温而失去弹力，开口朝上时，卡环端部回缩，不易跑出槽外，同时，开口朝上，还可以保存润卡环有两种（钢丝和钢片）。如卡环为钢片时，其卡环槽深度为0.6~0.7mm；卡环为钢丝时，槽的深度为钢丝直径的1/2、2/3，卡环装入槽内与槽的四周应接触严密。卡环与活塞销两端的间隙均应不小于0.10mm。保留此间隙的目的在于使活塞销受热后有膨胀的余地。但是为了进气更充分，排气更干净，进、排气门要提早打开、延迟关闭。若没有此间隙，活塞销膨胀会使活塞的变形加大，甚至顶出卡环，易造成“拉缸”事故。间隙过小或没有时，可将活塞销磨短少许即可。

⑤检查活塞连杆组的弯扭在连杆校验器上检查整套活塞连杆组是否有弯扭现象（检查时不装活塞环），检查方法：按要求将活塞连杆组装在连杆校验器上，使活塞的底部与槽块的顶部接触，通过左右间隙的测量来确定活塞连杆组的扭曲，不得超过0.10mm；有的增压内燃机，由于进气管中无真空度，所以进气门处得不到机油的润滑，而排气门处由于有废气中的油烟可起到润滑作用，所以进气门座有座圈，而排气门座则没有。通过测量活塞裙部上下与平块之间的间隙来确定活塞连杆组的弯曲，不得超过0.10mm，若超过规定就要重新对轴承、活塞销孔、连杆衬套、连杆的弯曲与扭曲进行校验。

⑥活塞连杆组的重量规定内燃机的型号不同，要求也不一样，各内燃机说明书均有具体规定，例如，135系列柴油机，新机时，在同一台柴油机中各活塞质量差不得大于5g，在同一台柴油机中各连杆组（包括连杆体、连杆盖、大小头轴承、连杆螦钉）质量差不得大于30g。一般修理时要求略低一些，例如铸铁活塞直径在150mm左右的，各缸质量差不能超过15g，连杆不能超过30、40g，活塞连杆组不超过60~80g，汽缸直径在100mm左右的铝活塞各缸质量差不超过10g，连杆不能超过25~30g，活塞连杆组不能超过40~50g。由此可知：要提高柴油机的输出功率，经济有效的办法是增加进入汽缸的空气量。

曲轴的功用、工作条件及制造方法

曲轴的功用是将气体压力转变为扭矩输出，以驱动与其相连的动力装置。此外，它还要驱动内燃机本身的配气机构及各种附件，如喷油泵、水泵和冷却风扇等。

曲轴在工作时，由于承受很高的气体力、往复惯性力、离心力及其力矩的作用，因此曲轴内部产生冲击性的交变应力（拉伸、压缩、弯曲、扭转），并易产生扭转振动，从而引起曲轴的疲劳***。另外由于各轴颈在很高的压力下作高速转动，使轴颈与轴承磨损严重，所以，对曲轴的要求是：耐疲劳、耐冲击；有足够的强度和刚度；由于机械增压系统压气机所消耗的功率是由曲轴提供的，当增压压力较高时，所耗的驱动功率也会很大，使整机的机械效率下降。轴颈表面的耐磨性好并经常保持良好的润滑状态多静平衡与动平衡要好；在使用转速范围内不能产生扭转振动；安装固定可靠并加以轴向***或限制轴向位移。

曲轴毛坯制造采用铸造和锻造两种方法。锻造曲轴主要用于强化程度高的内燃机，这类曲轴一般采用强度极限和屈服极限较高的合金钢（如40Cr、35CrMo等）或中碳钢（如45号钢）制造：造曲轴广泛应用于中小功率内燃机，通常采用高强度球墨铸铁铸造，其优占：过方，成本低；在一般情况下，轴瓦刮好后要保留1~2个垫片以便内燃机工作一段时间后对轴瓦的松紧度进行调整。能够铸出合理的结构形状；对扭转振动的阻尼作用优于钢材。

曲轴的分类

①白轴按各组成部分的连接情况，可分为组合式曲轴和整体式曲轴两种。

即将曲轴分成若干部分，分别制造与加工，然后组装成一个整体：其优点是加工方便，便于产品系列化。缺点是拆装不方便，组装质量不易保证，重量大，成本高，采用滚动轴承，噪声大，难以适应高转速。

整体式曲轴，即曲轴的各组成部分铸（或锻）造在一根曲轴毛坯上。其优点是结构简单紧凑、强度及刚度好、重量轻、成本低。

②按照曲轴主轴颈数目，可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。

全支承曲轴即是在任两个相邻曲拐之间都设有主轴颈的曲轴。其主轴颈总数比连杆轴数多一个。这种曲轴的优点是曲轴的刚度大，主轴承负荷轻。其缺点是内燃机轴向尺寸加长。非全支承曲轴的主轴颈总数等于或少于连杆轴颈数，其优点是尺寸小、结构简单、紧凑。其中要考虑失圆度在内，而各机型轴瓦与轴颈的径向间隙均有具体规定。缺点是刚度和强度较差，主轴承负荷较重。柴油机因负荷较重，一般多采用全支承曲轴。非全支承曲轴多用于负荷较轻的内燃机。