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摘要：本文首先阐述了柴油机曲柄连杆机构结构特点，接着对柴油机曲柄连杆机构常见故障分析与排除进行了探讨。
关键词：柴油机；曲柄连杆机构；结构特点
引言：
曲柄连杆机构是柴油机实现工作循环，完成能量转换的机构，是将柴油燃烧释放出的热能转变为机械能，并输出动力。曲柄连杆机构由活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。
1柴油机曲柄连杆机构结构特点
1.1活塞连杆组
（1）活塞。铝合金制造的活塞由顶部、防漏部、销座孔和裙部四部分组成。顶部是燃烧室的组成部分，有平顶、凸顶和凹顶等多种形式。防漏部有上、下环槽，分别用来安装活塞环的气环和油环。油环槽中有许多小油孔，以便油环刮下的机油通过它回到油底壳。销座孔用来安装活塞销，机器工作时飞溅的机油经油孔润滑销与销孔的接触面，孔的内凹槽用来安装活塞销挡圈。裙部起导向作用并承受侧压力。工作时因销孔方向的金属多，受热膨胀后直径变化较大，而垂直销孔方向由于受热膨胀较小，则受侧压力作用直径变化较小。为使活塞裙部工作时接近圆形，常将裙部做成椭圆形。一些汽油机的活塞裙部还开有斜膨胀槽，可保证受热后有充分膨胀的余地。安装时应注意方向，使有膨胀槽的一面朝向侧压力较小的一边。
（2）活塞环。活塞环有气环和油环之分，气环用来密封汽缸，使汽缸内高压气体不会漏到曲轴箱里，并能将活塞上部的热量通过汽缸壁散去。油环起涂油润滑汽缸壁和刮油回曲轴箱的作用。为了防止活塞环受热膨胀而卡死，活塞切口应留有一定“开口间隙”，其大小与缸径有关，一般为0.25～0.8mm。若开口间隙过小，则会加速环与缸壁的磨损，甚至会使环卡死、折断和刮伤缸壁；开口间隙过大，则密封性能变坏，造成漏气和润滑油上窜。活塞环与环槽之间在高度方向上也应留有一定的间隙，称为“边间隙”，一般为0.04～0.15mm。边间隙过小，会使活塞环卡死在环槽中，失去弹性，破坏了密封和刮油作用；若边间隙过大，会造成环与环槽撞击严重和磨损加剧，并产生严重“泵油作用”，使润滑油窜入燃烧室。
（3）活塞销。活塞销用以连接活塞和连杆，将来自活塞的燃气压力传递给连杆。为防止活塞销轴向窜动而刮伤汽缸壁，在活塞两个销孔的环槽中装有卡簧。在冷态时，活塞销的外径稍大于活塞销座的孔径，形成过盈配合（过盈量为0.001～0.01mm）。活塞销与连杆衬套的配合间隙一般为0.015～0.045mm，极限间隙为0.12mm。
（4）连杆。连杆的功用是连接活塞和曲轴，并使活塞的往复运动和曲轴的旋转运动相互转化。连杆小头孔内压有连杆衬套，通过活塞销与活塞连在一起。小头顶部和衬套上钻有油孔，衬套内表面开有布油槽，一般靠曲轴箱中飞溅的机油进行润滑。安装衬套时，应注意对准油孔。
连杆身断面为工字形，以满足强度好、刚度大和重量轻的要求。若连杆的刚度不够，将导致连杆弯曲，造成活塞与汽缸偏磨、活塞环漏气和窜油等。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，孔内装有轴瓦。连杆大头有两种分开方式，一种是平分式，其分开面与连杆中心线垂直；另一种是斜分式，其分开面与连杆中心线成45°角。为了保证连杆大头两部分的正确安装，在杆身和连杆盖的同一侧打有配对记号（有的还在另一侧打上缸号）。因此拆卸时应成对放好，安装时不得调换。连杆大头的两部分用两个螺栓紧固在一起，连杆螺栓不能随便代用。
1.2曲轴飞轮组
（1）曲轴。曲轴是柴油机最重要的机件之一，柴油机的全部功率都通过它输出。在发动机工作中，曲轴要承受旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴产生弯曲、扭转、剪切、拉压等复杂交变应力。曲轴各轴颈在高压下以很大的相对速度发生滑动摩擦，容易造成磨损、发热和烧损。为了保证曲轴工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好，并且尽量使其平稳运转、减少振动。
曲轴由前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄和尾部构成。曲轴的前端装有曲轴正时齿轮，尾部安装飞轮。主轴颈支承在机体主轴承中，并在其中旋转，是整个曲轴的支承部分。在主轴颈上有通往连杆轴颈的油道。曲柄是连接主轴颈和连杆轴颈的部分。曲柄上配有平衡块，是为了平衡曲轴的不平衡力及力矩，减轻主轴承负荷和柴油机的振动。曲轴轴向间隙是由主轴承盖垫片来调整的。间隙太大，曲轴会产生轴向窜动而破坏曲柄连杆机构的工作；间隙太小又会增加摩擦损失。
（2）飞轮。飞轮的功用主要是将作功行程中产生的一部分能量贮存起来，以克服辅助行程的阻力，使曲轴旋转均匀，并提高发动机克服短时期的超负荷能力；它还具有使发动机便于启动的作用，对于立式发动机，它也是离合器的主动部分。
2柴油机曲柄连杆机构常见故障分析与排除
2.1汽缸垫烧坏
当汽缸垫烧损时，压缩空气就从烧损处挤入水道进到水箱，这时水箱内就会产生一种“咕噜、咕噜”的翻水声。在发动机冷却水温低于90℃时，水箱中有气泡冒出，并有大量热气从水箱口散发出来，随着发动机温度的升高，散发出来的热气增多。若将水箱溢水管堵住，加水至盖口处，则气泡上冒现象更是明显，严重时如同沸腾一样。因此，在检查缸垫是否烧坏时，不必拆卸汽缸盖，只要在水箱加水口旁听一听，或打开水箱盖（应注意防止烫伤）看一看就知道了。但要注意，有时因水温过高出现水箱开锅现象，切勿误认为是缸垫烧坏。
（1）引起汽缸垫烧坏的原因主要有：①维修装配中，汽缸盖螺栓的上紧顺序和拧紧力矩是有严格要求的，如果不按要求上紧缸盖螺栓，会导致发动机工作时缸盖螺母松动，汽缸盖与缸体密合不严，燃烧气体冲出烧坏汽缸垫。②使用维修中的不当操作，会造成汽缸盖与机体变形，导致汽缸盖与缸体接合面不能很好地结合，使汽缸漏气烧损汽缸垫。③换缸垫时要注意检查铜皮面的平整性，有皱纹或凹坑时，安装后容易漏气。④安装汽缸垫时，要检查与汽缸垫接触的缸盖、缸体表面，要干净无杂质，各汽缸套高出机体面的高度要一致，以免因漏气烧损汽缸垫。
（2）预防与排除措施：①发动机在换用新缸垫后工作10～15h左右，应按规定顺序检查拧紧缸盖螺母，以后每工作250h左右再检查拧紧一次。②修平机体与汽缸盖间接合面，修理或调整汽缸套凸出高度至规定值，差值不得大于0.05mm。③装汽缸垫前可在两面涂刷0.03～0.05mm厚石墨膏，以增加粘合严密性，并利于拆卸。④在汽缸垫易发生烧损部位均匀地垫上一层薄石棉线，或加一层形状适宜的薄铜皮（厚度不超过0.2mm）。⑤汽缸垫稍有烧损，应立即更换。
2.2曲轴主轴瓦异响
（1）主要原因：造成主轴瓦响的主要原因有：主轴瓦和轴颈磨损过甚，轴向定位装置磨损，造成轴向和径向间隙过大；主轴瓦盖的固定螺钉松动；轴承减磨合金烧毁或脱落；曲轴弯扭变形或缸体变形；曲轴组合件的动平衡偏差过大等。
（2）诊断方法：冷态下启动柴油机时，短暂时间出现异响，很快减弱或消失（开始润滑供油，机油黏度较大），随温度升高，声响明显。采用迅速抖动油门的方法，使柴油机转速变化，听察异响出现的时机。选择异响出现最明显的转速并维持不变，逐缸断油及相邻两缸断油，听察声响的变化。观察正常温度下的机油压力是否偏低，来判断是否是主轴瓦响。当高速运转时，机体有较大的振动，车辆载重爬坡时，驾驶室有振动感，机油压力显著下降，则说明曲轴轴瓦间隙过大，合金脱落。当发动机温度越高（机油黏度越低），声响越明显，到高速时声响变为杂乱，则有可能是曲轴弯曲。
结束语
柴油机曲柄连杆机构各相对运动的零件间都有严格的配合关系，使用维修过程中应重点检查主要零件的配合情况，必要时可进行调整和修理。
参考文献：
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