《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修》講義

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義第二章第二章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的 構(gòu)造與維修構(gòu)造與維修1、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸我們應(yīng)該怎么辦？、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸我們應(yīng)該怎么辦？2、為什么汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用久了就會(huì)起動(dòng)困難、為什么汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用久了就會(huì)起動(dòng)困難3、活塞環(huán)壞了怎么辦，如何處理？、活塞環(huán)壞了怎么辦，如何處理？第一節(jié)第一節(jié) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與工作原理曲柄連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與工作原理汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義觀看汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)演示觀看汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)演示 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋活塞連桿組活塞

2、連桿組汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義1 1、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 2 2、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)、工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600600 700K700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到10m/s10m/s， 承受很大承受很大的慣性力?；钊敳砍惺茏罡呖蛇_(dá)的慣性力。活塞頂部承受最高可達(dá)3 35MPa5MPa（汽油機(jī)）的壓（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3 3、材料：、材料： 鋁合金：質(zhì)量小鋁合金：質(zhì)量小

3、導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵活塞應(yīng)活塞應(yīng)具備的具備的特點(diǎn)特點(diǎn) A A 剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。 B B 導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損 C C 質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力 D D 耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙耐熱的活塞頂及彈性的活塞裙 E E 活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)活塞與氣缸壁間有較小的摩擦系數(shù)一、活一、活 塞塞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（1 1）活塞頂部）活塞頂部 功用功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。4 4、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 頂部：構(gòu)

4、成燃燒室，頂部：構(gòu)成燃燒室， 承受氣體壓力。承受氣體壓力。頭部頭部: :安裝活塞環(huán)，制安裝活塞環(huán)，制 作較厚。作較厚。 裙部：導(dǎo)向，傳力。承裙部：導(dǎo)向，傳力。承 受側(cè)壓力銷座孔受側(cè)壓力銷座孔 處制有加強(qiáng)筋。處制有加強(qiáng)筋。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（1）活塞頂部）活塞頂部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、受熱面積小、易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油上多用在汽油上。凸起呈球狀、頂部凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換用、有利于改善換氣過程。氣過程。凹坑的形狀、位置必凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，的燃

5、燒；提高壓縮比，防止碰氣門。防止碰氣門。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義頭部頭部（2 2）活塞頭部）活塞頭部位置：位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。工作條件最工作條件最惡劣，應(yīng)離惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。頂部遠(yuǎn)些。1 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：作用：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（3 3）活塞裙部）活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。位置：從油

6、環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。 作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力作用：對(duì)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力 ，防治破壞油膜。防治破壞油膜。裙裙部部汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（3）活塞的變形及采取的相應(yīng)措施a、變形原因：熱膨脹、側(cè)壓力和氣體壓力。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（1 1）預(yù)先做成階梯形、錐形）預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于使工作時(shí)活塞上下直徑趨

7、于相等，即為圓柱形，就必須相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。階梯形、錐形。 5 5、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密、為使活塞在各種工況下均能與氣缸壁間保持合理的密封和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：封和運(yùn)動(dòng)間隙，制造活塞是通常采取下列結(jié)構(gòu)措施：（2 2）預(yù)先做成橢圓形）預(yù)先做成橢圓形 橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。樣活塞工作時(shí)趨近正圓。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（3 3）活塞裙部開槽）活塞裙部開槽橫向絕熱槽橫向絕熱槽減少裙部受熱減少

8、裙部受熱有的兼作油環(huán)回油孔有的兼作油環(huán)回油孔縱向膨脹槽縱向膨脹槽留有膨脹余地留有膨脹余地活塞強(qiáng)度降低活塞強(qiáng)度降低絕熱槽絕熱槽膨脹槽膨脹槽汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（4 4）為了減小鋁合金）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。 恒范鋼片式活塞的恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是這樣的，由于恒范鋼為含鎳由于恒范鋼為含鎳33%33%36%36%的低碳鐵鎳合的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的合金的1/101/10，而銷座通，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，過恒范鋼片與

9、裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變牽制了裙部的熱膨脹變形量。形量。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義6 6、活塞在工作時(shí)的保護(hù)措施、活塞在工作時(shí)的保護(hù)措施（1 1）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性；）在活塞裙部表面涂保護(hù)層，可改善鋁合金活塞的磨合性； 主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。主要有鉛、錫、石墨、磷保護(hù)層等。（2 2）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向）在安裝活塞銷時(shí)，使活塞銷偏置某一方向裝，以減少換向 時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損；時(shí)的敲擊聲，且使裙部減小磨損； 有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面 的，向作

10、功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1 12mm2mm。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義偏置銷座1、定義：活塞銷座朝向承受作功側(cè)壓力的一面（圖示左側(cè)）偏移1mm2mm。2、作用：減輕活塞換向時(shí)對(duì)氣缸壁的敲擊汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義二二 活塞環(huán)活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。 工作條件：工作條件： 高溫、高壓、高速、極難潤滑。高溫、高壓、高速、極難潤滑。 平均壽命：平均壽命： 6 6萬公里萬公里材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時(shí)表面涂有保護(hù)層）材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時(shí)表面涂有保護(hù)層） 切口切口氣環(huán)氣環(huán)（1 1）氣環(huán)）氣環(huán) 作

11、用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。帶走。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義將將13道氣環(huán)的切口相互錯(cuò)開形成道氣環(huán)的切口相互錯(cuò)開形成“迷宮式迷宮式”封氣裝置。封氣裝置。 活塞環(huán)的間隙：活塞環(huán)的間隙： 1為端隙 2為側(cè)隙 3為背隙 氣環(huán)的密封原理：氣環(huán)的密封原理：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義活塞環(huán)的間隙a 端隙1：又稱開口間隙，是活塞環(huán)裝入氣缸后 開口處的間隙。一般為0.25mm0.50mm；b 側(cè)隙2：又稱邊隙，是環(huán)高方向上與環(huán)槽之間的間隙。第一道0

12、.04mm0.10mm；其它氣環(huán)0.03mm0.07mm。油環(huán)一般側(cè)隙較小，0.025mm0.07mm；c 背隙3：是活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)背面與環(huán)槽底部的間隙。0.5mm1mm； 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義氣環(huán)的斷面形狀 氣環(huán)的斷面形狀a)矩形環(huán)；b)錐形環(huán)；c)內(nèi)切口扭曲環(huán)；d)外切口扭曲環(huán)；e)梯形環(huán)；f)桶形環(huán) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義1） 矩形環(huán)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與缸壁接觸面積大，散熱好，但易泵油。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義 活塞環(huán)的泵油作用及危害原因：a 存在側(cè)隙和背隙；b 環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)在環(huán)槽中靠上靠下。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義危害：（a）增加了潤滑油的消耗；（b）火花塞沾油不跳火；（c）燃燒

13、室積炭增多，燃燒性能變壞；（d）環(huán)槽內(nèi)形成積炭，擠壓活塞環(huán)而失 去密封性；（e）加劇了氣缸的磨損。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義2） 錐形環(huán) 1）特點(diǎn)：與缸壁線接觸，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。2） 安裝注意：錐角朝下（在環(huán)端有向上或TOP等標(biāo)記）；安裝時(shí)，不能裝反，否則會(huì)引起機(jī)油上竄 錐形環(huán)傳熱性差，常裝到第二、三道環(huán)槽上。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義 3） 扭曲環(huán)：將矩形環(huán)內(nèi)圓上方或外圓下方切成臺(tái)階或倒角而成。 扭曲原理：當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，環(huán)受到壓縮產(chǎn)生彎曲變形，斷面中性層以外產(chǎn)生拉應(yīng)力、中性層以外產(chǎn)生壓應(yīng)力，矩形環(huán)由于中性層內(nèi)外斷面不對(duì)稱，使F和F不在

14、同一平面內(nèi)，從而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞環(huán)發(fā)生微量的扭曲變形。 e汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義扭曲環(huán)的特點(diǎn)具有錐形環(huán)的特點(diǎn)；減小了泵油作用；作功行程環(huán)不再扭曲，兩個(gè)密封面達(dá)到完全接觸，利于散熱。安裝：內(nèi)上切扭曲環(huán)裝入第一道環(huán)槽，外下切扭曲環(huán)裝入第二、三道環(huán)槽。 安裝：注意斷面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義 4） 桶形環(huán)：其特點(diǎn)為a 環(huán)的外圓面為凸圓弧形；b 環(huán)面與缸壁圓弧接觸，避免了棱角負(fù)荷； 環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，均能形成楔形油膜。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義5）梯形環(huán)：當(dāng)活塞在側(cè)壓力作用下左、右換向時(shí)，環(huán)的側(cè)隙和背隙將不斷變化，使膠狀油焦不斷從環(huán)槽中被擠

15、出。梯形環(huán)用于熱負(fù)荷較大的柴油機(jī)的第一道環(huán)。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義氣環(huán)斷面形狀：氣環(huán)斷面形狀：形狀形狀特點(diǎn)特點(diǎn)示意圖示意圖矩形環(huán)矩形環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣用面廣扭曲環(huán)扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲扭曲錐面環(huán)錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)梯形環(huán) 加工困難，精度要求高加工困難，精度要求高桶面環(huán)桶面環(huán) 外圓為凸圓弧形外圓為凸圓弧形汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義1） 整體式其外圓上切有環(huán)形槽，槽底開有

16、回油用的小孔或窄槽。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義 2） 組合式：由上下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成。 1-鋼片；2-襯簧；3-徑向襯簧；4-軸向襯簧；5-活塞 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義（2 2）油環(huán)）油環(huán)種種 類類普普 通通 油油 環(huán)環(huán)組合式油環(huán)組合式油環(huán)示示 意意 圖圖刮油片刮油片徑向襯環(huán)徑向襯環(huán)軸向襯環(huán)軸向襯環(huán)刮油片刮油片汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義其特點(diǎn)為其特點(diǎn)為 a 密封好：第一密封面，靠徑向力，因襯簧 長大于刮片長而產(chǎn)生徑向力。 第二密封面，靠軸向力，因襯簧和鋼片總厚度大于環(huán)槽高而產(chǎn)生軸向力。 b 無側(cè)隙，不竄油。 c 刮油能力強(qiáng)：因鋼片薄，對(duì)缸壁比壓大。 d 上下片可分別動(dòng)作，適應(yīng)性好。 e 回油能力強(qiáng)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和維修講義小小 結(jié)結(jié)活塞連桿組活塞連桿組活塞活塞活塞環(huán)活塞環(huán)活塞銷活塞銷連桿：連桿：（鋁合