發(fā)動機被譽為汽車的“心臟”，其內(nèi)部構造精密而復雜。在眾多子系統(tǒng)中，曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)能量轉換、產(chǎn)生動力的核心機構。本文將結合圖解，詳細解析曲柄連桿機構的構成、工作原理，并概述其在發(fā)動機總裝中的關鍵作用。
一、曲柄連桿機構：將直線運動轉化為旋轉運動
曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)、完成能量轉換的主要運動部件。它的核心作用是將活塞在氣缸內(nèi)的往復直線運動，轉化為曲軸的旋轉運動，從而輸出動力。
其主要由以下三組關鍵部件構成：
1. 活塞組
活塞：發(fā)動機的“勇士”，直接在高溫高壓的燃氣作用下做高速往復運動。頂部形狀與燃燒室設計相關，裙部起導向和承壓作用。活塞上開有環(huán)槽。
活塞環(huán)：包括氣環(huán)和油環(huán)。
* 氣環(huán)（壓縮環(huán)）：密封氣缸，防止燃氣下竄到曲軸箱。
- 油環(huán)：刮除氣缸壁上多余的機油，形成均勻油膜，防止機油上竄到燃燒室。
- 活塞銷：連接活塞和連桿小頭的空心軸銷，通常采用全浮式安裝。
2. 連桿組
連桿：連接活塞和曲軸的“傳動桿”。分為連桿小頭（與活塞銷連接）、連桿桿身（通常為“工”字形截面以減輕重量和保證強度）和連桿大頭（與曲軸連桿軸頸連接）。
連桿軸承（連桿瓦）：安裝在連桿大頭與曲軸之間，是關鍵的滑動摩擦副，起到減摩、耐磨和支撐作用。
* 連桿螺栓：至關重要的緊固件，以極高的預緊力將連桿蓋與連桿體緊固在一起。
3. 曲軸飛輪組
曲軸：發(fā)動機的“主軸”，將連桿傳來的力轉變?yōu)樾D的扭矩輸出。結構復雜，包括主軸頸（支撐在缸體上）、連桿軸頸（與連桿大頭連接）、曲柄臂以及平衡重。內(nèi)部通常有潤滑油道。
主軸承（主軸瓦）：安裝在缸體主軸承座與曲軸主軸頸之間，作用同連桿軸承。
飛輪：安裝在曲軸后端的重型圓盤，利用其轉動慣性：儲存能量，使曲軸旋轉均勻；連接離合器或變矩器，輸出動力；其外緣齒圈用于起動機啟動時嚙合。
曲軸正時齒輪/皮帶輪：安裝在曲軸前端，用于驅動配氣機構及其他附件。
二、工作過程簡述
以四沖程發(fā)動機為例：
1. 進氣/壓縮沖程：活塞在曲軸和連桿的帶動下，從上止點（TDC）向下止點（BDC）或反向運動，完成進氣與壓縮。
2. 做功沖程：可燃混合氣燃燒膨脹，產(chǎn)生巨大壓力推動活塞向下運動，通過連桿將力傳遞給曲軸，迫使曲軸旋轉，這是唯一產(chǎn)生動力的沖程。
3. 排氣沖程：旋轉的曲軸再次通過連桿推動活塞上行，排出廢氣。
如此周而復始，將化學能（燃油）→ 熱能（燃燒）→ 機械能（曲軸旋轉）的轉換變?yōu)楝F(xiàn)實。
三、發(fā)動機裝配中曲柄連桿機構的裝配要點
曲柄連桿機構的裝配是發(fā)動機總裝的核心環(huán)節(jié)，其精度直接決定發(fā)動機的性能、壽命與噪音。主要步驟與要點如下：
1. 裝配前準備
清潔度：所有零件必須徹底清洗，油道、表面無任何雜質。
檢測：對所有零件（活塞直徑、連桿彎曲/扭曲、軸頸尺寸、軸承間隙等）進行精密測量，確保符合標準。
* 分組與配對：活塞、活塞銷、連桿通常按重量和尺寸分組，以保持各缸平衡；軸承需與對應的軸頸尺寸匹配。
2. 活塞連桿總成裝配
將活塞銷裝入活塞和連桿小頭（需加熱活塞或冷卻活塞銷，采用壓力機壓入，嚴禁直接敲擊）。
安裝活塞環(huán)，注意各環(huán)（特別是氣環(huán)與油環(huán)）的開口方向需按規(guī)定錯開，避免竄氣竄油。
3. 曲軸安裝
將氣缸體倒置，安裝主軸承下瓦和曲軸。
安裝主軸承蓋（注意方向和順序），并按規(guī)定的順序、分次、以規(guī)定的扭矩擰緊主軸承蓋螺栓。這是保證曲軸旋轉平順、間隙正確的關鍵。
* 安裝后，用手轉動曲軸應感覺平滑無卡滯。
4. 活塞連桿總成裝入氣缸
使用活塞環(huán)壓縮器將帶連桿的活塞裝入對應的氣缸，注意活塞頂部的方向標記（如箭頭或凹坑）應朝向發(fā)動機前方。
連桿大頭與曲軸連桿軸頸連接，安裝連桿軸承蓋，同樣按規(guī)定扭矩和順序擰緊連桿螺栓。這是發(fā)動機最關鍵的緊固點之一，力矩不足或過大致命。
* 每裝完一組，都應轉動曲軸數(shù)圈，檢查是否有干涉或過緊。
5. 飛輪及前端驅動部件安裝
安裝飛輪，同樣需按交叉順序分次擰緊螺栓。
安裝曲軸前端的正時齒輪/皮帶輪、扭轉減振器等。
###
曲柄連桿機構是發(fā)動機的動力骨架，其精巧的設計與苛刻的裝配要求，共同確保了發(fā)動機能夠平穩(wěn)、高效、持久地運行。理解其結構與裝配，是深入認識發(fā)動機技術的基礎。在后續(xù)的篇章中，我們將繼續(xù)詳解配氣機構、燃油系統(tǒng)等其它關鍵部分。
