我們都知道曲柄連桿機構是由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成的。而我們前面也詳細的講過了機體組，這一章就來講講活塞連桿組的結構。

活塞連桿組處在發動機的中心位置，是發動機的動力源，活塞連桿組主要把活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，把作用在活塞組上的燃氣壓力傳遞給曲軸，從而使曲軸旋轉並輸出動力。

活塞連桿組的組成主要有活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸承蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓等組成。

⒈活塞

活塞對發動機來說是一個重要的動力部件，活塞頂部跟氣缸蓋、氣缸壁共同形成了燃燒室，同時將承受的燃氣壓力變為動力，並透過活塞銷和連桿驅使曲軸旋轉。活塞一般是用鋁合金或者是灰鑄鐵製造的。

活塞在工作時，工作條件非常的惡劣，需要承受高溫高壓，以及在高速、潤滑不良、散熱困難的條件下工作；頂部工作時溫度高達600～700K，並且分佈不均勻；高速、線速度達到10m／s，要承受很大的慣性力，活塞頂部承受最高可達3～5MPa的壓力。這就要求活塞需要有足夠大的剛度和強度、耐高溫和高壓、有合理的形狀和壁厚、熱膨脹係數小、導熱效能好、受熱面小、散熱好、具有較好的減摩性和熱強度。

活塞由活塞頂部、活塞頭部、活塞裙部組成。上面還有活塞環槽、卡環槽、活塞銷孔、油孔等。

活塞頂部是燃燒室的組成部分，主要承受氣體壓力。活塞頂部有三種形式：平頂、凸頂和凹頂。

平頂結構簡單、製造容易、受熱面積小、應力分佈較均勻，汽油機多用平頂，上圖為平頂。凸頂有利於改善換氣過程、頂部強度高、凸起呈現球狀、起導向作用。凹頂可以改善混合氣的形成和燃燒情況、提高壓縮比、防止碰氣門。

活塞頭部是指活塞環槽以上的部分，主要作用是承受氣體的壓力，並且將力透過活塞銷座、活塞銷傳給連桿；安裝活塞環、同時與活塞環一道實現氣缸的密封；將活塞頂部吸收的熱量透過活塞環傳給氣缸壁；防止可燃混合氣漏到曲軸箱內。

活塞裙部是指從油環槽下端面起到活塞最下端的部分，包括銷座孔。它的作用是為活塞在氣缸內作往復運動導向和承受側壓力。

⒉活塞環

活塞環主要是在高溫、高壓、高速和潤滑非常困難的條件下工作的，活塞環也是發動機上使用壽命最短的零部件了。所以要求活塞環的彈性要好、強度高、耐磨損、耐熱、導熱效能好和衝擊韌性好等。目前活塞環主要採用優質鑄鐵、球墨鑄鐵和合金鑄鐵等材料製造。

活塞環包括氣環和油環兩種。氣環的作用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止高溫高壓燃氣傳入到曲軸箱，同時還將活塞頂部的熱量傳導到氣缸壁，再由冷卻液或者是空氣帶走，它主要就是傳熱和密封作用；氣環開有切口的彈性片狀圓柱，在自由狀態下氣環的外徑會略大於氣缸的直徑，當氣環裝入到氣缸後，外表面會緊貼在氣缸壁上，其切口具有一定的間隙，形成了第一道密封面，氣環密封效果一般與氣環數量相關，汽油機一般會有2道氣環，柴油機一般會有3道氣環。油環的作用來刮除氣缸體上多餘的機油，並在氣缸體上塗上一層均勻的油膜，主要就是布油和刮油，這樣就可以防止機油的串入，還能減小活塞與氣缸之間的摩擦阻力，一般發動機上會有1～2道油環。

⒊活塞銷

活塞銷的作用是連線活塞和連桿小頭；將活塞承受的氣體作用力傳給連桿，使連桿小頭帶動活塞一起運動。活塞銷在高溫和潤滑條件差的條件下工作，還要承受很大的週期性衝擊載荷，因而要求活塞銷要有足夠的剛度和強度，表面耐磨、質量輕。為了減輕重量，活塞銷一般會用優質合金製造，並做成空心。

活塞銷有兩種連線方式：全浮式和半浮式。全浮式是指發動機工作時，活塞銷與銷座、活塞銷和連桿小頭之間都是間隙配合，能夠相互轉動，其兩端採用卡環定位。半浮式是指活塞銷與座孔，或者是活塞銷和連桿小頭，一邊固定一邊浮動，這種方式不需要卡環。

⒋連桿組

連桿組作用：活塞與曲軸連線的部件；將活塞上的力傳遞給曲軸；在曲軸上產生轉矩；將活塞往復運動變為曲軸的旋轉運動。連桿組包括連桿、連桿蓋、連桿軸承和連桿螺栓等組成。

連桿由連桿小頭、杆身、連桿大頭組成。連桿小頭透過活塞銷連線活塞，有些連桿小頭內有耐磨青銅襯套；杆身製成“工”字形斷面；連桿大頭透過連桿軸承連線曲軸，連桿大頭一般做成剖分式，被分開的部分稱為連桿蓋，主要是為了方便安裝。

連桿螺栓經常要承受交變載荷的作用，所以一般採用韌性高的優質合金鋼、優質炭素鋼鍛製成型。

連桿軸承也叫連桿軸瓦，俗稱為小瓦，主要安裝在連桿大頭內，用來保護連桿軸頸和連桿大頭孔。連桿軸承要有足夠的強度、良好的耐磨性和耐腐蝕性。

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這章活塞連桿組就講到這裡，下一章介紹的是曲軸飛輪組。

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