活塞连杆组拆装

    

    一、任务目标

    通过本任务学习，应能：

    （1）描述活塞连杆组组成。

    （2）描述活塞、活塞环、活塞销、连杆与连杆轴承的结构和功能。

    （3）依据汽车维修操作要求，规范、熟练地对活塞连杆组进行拆装。

    二、知识准备

    1．活塞连杆组组成

    如图3－33所示，活塞连杆组安装在气缸体内，主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的扭矩。

    

图3－33 活塞连杆组安装位置及结构

    2．活塞结构

    如图3－34所示，活塞可分为三部分：活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。

    

图3－34 活塞结构

    （1）活塞顶部是燃烧室的组成部分，常制成不同的形状。汽油机活塞顶部多采用平顶或凹顶。有的活塞顶部有装配标记，装配时要指向发动机前端。

    （2）活塞头部上面一般有2～3道槽用来安装气环，最下面一道用来安装油环。油环槽的底部钻有很多径向小孔被称为回油孔，使油环从气缸壁上刮下的多余润滑油经此流回油底壳。

    （3）活塞裙部上开有圆孔用来安装活塞销，圆孔上有卡簧槽。活塞裙部用来引导活塞在气缸中做往复运动。

    3．活塞功用

    如图3－35所示，活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此压力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转。活塞顶部还与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室。

    

图3－35 活塞功用

    4．活塞环

    如图3－36所示，活塞环是中间断开的弹性金属环，它包括气环和油环两种。活塞上部安装气环，下部为油环。活塞环装在活塞上时，环的开口相互错开，以卡罗拉为例三道环之间相互错开120°。

    

图3－36 活塞环

    （1）气环

    如图3－37所示，气环用于保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁，起到导热作用。

    

图3－37 气环功用

    （2）油环

    如图3－38所示，油环在活塞下行时，刮除气缸壁上多余的机油；在活塞上行时，将机油均匀涂布在气缸壁上。这样既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸壁的磨损与摩擦阻力。

    

图3－38 油环功用

    5．活塞销

    活塞销通常用低碳钢或低碳合金钢做成空心圆柱体，它的作用是连接活塞和连杆，将活塞承受的气体作用力传给连杆。

    6．连杆与连杆轴承

    如图3－39所示，连杆分为连杆小头、杆身和连杆大头三部分。

    

图3－39 连杆结构

    （1）连杆小头用于安装活塞销，连接活塞。全浮式连杆小头内压有润滑衬套。

    （2）杆身多采用“工”字形断面，以提高其抗弯刚度。杆身内有纵向的压力油通道，以对活塞销进行压力润滑。

    （3）连杆大头通过轴承与曲轴的连杆轴颈相连。为便于安装，通常将连杆大头做成剖分式，上半身与杆身一体，下半部即为连杆盖，两者通过螺栓装合，其中有油道通向活塞销。

    连杆轴承采用钢背和减磨层组成的分开式薄壁滑动轴承，内表面有油槽，用以储油和保证润滑。

    7．连杆与轴承功用

    如图3－40所示，连杆与轴承的功用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴。

    

图3－40 连杆与轴承功用

    三、任务实施

    （一）实施方案

    1．质量要求

    参照厂家的质量标准要求。

    2．组织方式

    每四位同学一组，按照企业岗位操作规范识别2007款卡罗拉1．6L／AT轿车1ZR－FE发动机上曲柄连杆机构结构中的活塞连杆组的外形结构，并对活塞连杆组进行拆装作业。每组作业时间为____分钟。

    3．作业准备

    （1）技术要求与标准：

    ①拆装活塞连杆组件时，应处于下止点位置。

    ②装配零部件前需对部件进行清洗与检查。

    ③轴承边缘到连杆边缘、轴承边缘到轴承盖边缘的距离为0．7mm。

    ④安装连杆螺栓时扭矩为：10N·m。

    （2）设备器材：如图3－41所示。

    

图3－41 设备器材

    

图3－41 设备器材（续）

    （3）场地设施：带消防设施的场地。

    （4）设备设施：2007款卡罗拉1．6L／AT轿车1ZR－FE发动机一台、发动机台架、工具车、标保工具车、零件车、垃圾桶。

    （5）耗材：干净抹布、泡沫清洁剂。

    （二）操作步骤

    1．拆卸活塞连杆组

    （1）拆卸带连杆的活塞分总成

    ①如图3－42所示，用铰刀去除气缸顶部的所有积碳。

    

图3－42 去除积碳

    ②如图3－43所示，检查并确认连杆和连杆盖上的装配标记相互对准以确保正确的重新装配。

    

图3－43 对准装配标记

    注意事项

    ✧连杆和连杆盖的装配标记是为了确保正确地重新安装。

    ✧若没有装配标记，用号码钢印在连杆盖侧面做好标记。

    ③如图3－44所示，用连杆螺栓套筒和棘轮扳手均匀松开两个连杆螺栓。

    

图3－44 松开螺母

    ④如图3－45所示，用两个已拆下的连杆盖螺栓，通过左右摇动连杆盖，拆下连杆盖和下轴承。

    

图3－45 拆下连杆盖和下轴承

    注意事项

    ✧连杆轴承应保持在连杆盖中。

    ⑤如图3－46所示，从气缸体的上部推出活塞连杆总成和上轴承。

    注意事项

    ✧使轴承、连杆和连杆盖连在一起。

    ✧拆下后按正确的顺序摆放活塞和连杆总成。

    （2）拆卸活塞环组件

    ①如图3－47所示，用活塞环扩张器拆卸两个压缩环。

    

图3－46 推出活塞连杆

    

图3－47 拆卸活塞环组件

    ②用手拆下油环刮片和油环胀圈。

    （3）拆卸连杆轴承

    ①如图3－48所示，若需更换连杆轴承，从下连杆轴承盖上拆下连杆下轴承。

    

图3－48 查看连杆轴承

    ②如图3－49所示，从连杆上拆下连杆上轴承。

    2．安装活塞连杆组

    （1）安装连杆轴承

    ①若更换了连杆轴承，则先将连杆轴承安装到连杆和轴承盖上。

    ②用游标卡尺测量连杆边缘和轴承盖边缘与连杆轴承边缘间的距离。

    

图3－49 拆下连杆盖和下轴承

    尺寸（A－B）：0．7mm或更小。

    注意事项

    ✧不要在轴承背面和连杆大头接触表面上涂抹发动机机油。

    （2）安装活塞环组件

    ①如图3－50所示，用手安装油环胀圈和油环刮片。

    

图3－50 安装油环胀圈

    注意事项

    ✧安装胀圈和油环，使其环端处于相反的两侧。

    ✧将胀圈牢固的安装至油环的内槽。

    ②用活塞环扩张器安装两个压缩环，使油漆标记处于如图3－51所示位置。

    注意事项

    ✧安装1号压缩环，使代码标记A1朝上。

    ✧安装2号压缩环，使代码标记A2朝上。

    ✧油漆标记仅在新活塞上检查到。重新使用活塞环时，检查各活塞环外形，已将其安装到正确位置。

    

图3－51 对准油漆标记

    ③放置活塞环以使活塞环端处于如图3－52所示位置。

    

图3－52 放置活塞环

    注意事项

    ✧各活塞环端必须错开。

    （3）安装带连杆的活塞分总成

    ①如图3－53所示，在气缸壁、活塞、连杆轴承表面上涂抹发动机机油。

    

图3－53 涂抹发动机油

    ②如图3－54所示，先把曲轴的连杆轴颈转到下止点；活塞环开口按要求错开布置；使活塞标记朝前，用活塞环压缩器将活塞环压缩后的活塞连杆总成放入对应气缸内。

    

图3－54 安装活塞连杆

    ③如图3－55所示，用手锤木柄将活塞连杆轴承推入气缸。

    

图3－55 推入活塞连杆轴承

    注意事项

    ✧如图3－56所示，将活塞连杆组装入气缸时，应使记号朝向机体前方。

    ✧使连杆盖与连杆的编号（或记号）相匹配。

    ④检查并确认连杆盖的凸起部分朝向正确的方向。

    ⑤在连杆盖螺栓的螺纹上和螺栓头下部涂抹一薄层发动机机油。

    （4）安装连杆盖螺栓

    ①如图3－57所示，用连杆螺栓套筒和棘轮扳手分几次交替拧紧连杆盖螺栓，再用定扭扳手将连杆盖螺栓紧固至20N·m。

    ②如图3－58所示，用油漆在连杆螺栓前端做标记。

    ③如图3－59所示，将连杆螺栓再次旋转紧固90°。

    

图3－56 注意朝前标记

    

图3－57 拧紧连杆盖螺栓

    

图3－58 用油漆做标记

    

图3－59 紧固连杆螺栓

    四、任务小结

    1．活塞组成

    活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等主要机件组成。

    2．活塞连杆拆卸的主要步骤

    拆卸带连杆的活塞分总成、拆卸活塞组件、拆卸连杆轴承。（安装时按照相反顺序进行。）

    3．活塞连杆组拆卸作业中需注意以下几点：

    （1）拆卸活塞连杆组前必须先用铰刀清除气缸上部积碳。

    （2）用两个已拆下的连杆盖螺栓，通过左右摇动连杆盖有助于拆卸连杆盖。

    （3）安装连杆轴承需要用游标卡尺测量连杆大端和轴承盖边缘与连杆轴承边缘间的距离（边距之差≤0．7mm）。

    （4）安装连杆螺栓时，用定扭扳手安装规定扭矩紧固后，需要再旋转拧紧90°。

    五、任务评价

    （一）理论评价

    1．判断题

    （1）活塞连杆组由活塞、活塞环和连杆3部分组成。（　）

    （2）拆卸了连杆盖螺栓后，可以轻松地将连杆盖取下。（　）

    （3）安装连杆盖螺栓，只要用扭力扳手用20N·m的扭矩固定。（　）

    2．单选题

    （1）拆卸活塞连杆组之前，清除积碳使用的是（　）。

    A．铲刀　B．铰刀　C．刮刀　D．螺丝刀

    （2）安装连杆轴承后，需要用游标卡尺测量连杆大端和轴承盖边缘与连杆轴承边缘间的距离，其值应小于（　）。

    A．1．5毫米　B．1．0毫米　C．0．7毫米　D．0．4毫米

    （3）安装连杆盖螺栓时，需要按规定扭矩紧固后，再旋转紧固多少？（　）

    A．45°　B．90°　C．135°　D．180°

    （4）以下哪项不是活塞连杆组的组成部件之一？（　）

    A．活塞环　B．活塞销　C．凸轮　D．连杆

    （5）安装活塞连杆组时，以下哪句描述是不正确的？（　）

    A．将连杆插入活塞时，不要使其接触机油喷嘴

    B．使连杆盖与连杆的号相匹配

    C．连杆盖螺栓的紧固分3步完成

    D．不要在连杆轴承表面涂抹机油

    （二）技能评价

表3－4 活塞连杆组拆装技能评价

    

（注：操作正确即得分，操作错误或未进行操作得0分）