曲柄連桿機(jī)構(gòu)的常見故障分析

1、包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院車輛工程系畢業(yè)綜合技能訓(xùn)練工作報(bào)告曲柄連桿機(jī)構(gòu)的常見故障分析論文撰寫人徐超系部車輛工程系班級12級312131班學(xué)號31213110指導(dǎo)教師馬志民發(fā)任務(wù)書日期2014年11月25日曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要機(jī)構(gòu)，是發(fā)動機(jī)的心臟。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、曲軸和機(jī)體受到巨大的沖擊力，易產(chǎn)生變形、裂紋或斷裂，造成發(fā)動機(jī)不能啟動、異響等。如果該機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，將使發(fā)動機(jī)工作狀況變壞，動力性下降，機(jī)油及燃油消耗量增大。因此，曲柄連桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障一定要及時(shí)排除。論文對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用和組成進(jìn)行闡述，重點(diǎn)描述了機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組等

2、主要機(jī)件的具體作用，并分析了曲柄連桿機(jī)構(gòu)在拆卸、裝配過程的各種注意事項(xiàng)，進(jìn)一步研究了曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及故障檢修方法，并結(jié)合具體的故障實(shí)例對不同型號汽車進(jìn)行故障診斷分析與故障排除，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障診斷認(rèn)識。關(guān)鍵詞：曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象故障原因故障檢修刖日11曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用和組成31.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用31.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成31.2.1 機(jī)體組31.2.2 活塞連桿組41.2.3 曲軸飛輪組52曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆卸與裝配62.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆卸62.1.1 分解發(fā)動機(jī)機(jī)體組總成62.1.2 活塞連桿組的拆卸62.1.3 曲軸飛輪組的拆卸7

3、2.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配72.2.1 安裝曲軸與飛輪72.2.2 安裝活塞連桿組件72.2.3 氣缸體曲軸箱組安裝83曲柄連桿機(jī)構(gòu)的常見故障分析83.1 機(jī)體組常見故障分析83.2 活塞連桿組常見故障分析113.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障實(shí)例分析123.3.1 故障實(shí)例一123.3.2 故障實(shí)例二12結(jié)論13致謝14參考文獻(xiàn)15前H在汽車的發(fā)動機(jī)發(fā)展史中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)始終是發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動機(jī)使用的日益廣泛，對發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的要求也就越來越高。發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工況是相對比較惡劣的，它要承受高溫，高壓，高速以及化學(xué)腐蝕作用。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的綜合性能直接決定了發(fā)動機(jī)的

4、性能。由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)，有著其他機(jī)構(gòu)不可代替的作用和特點(diǎn)。在做功行程中，利用燃燒氣體所帶來的壓力推動活塞向下運(yùn)動，經(jīng)活塞銷，連桿使活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，為汽車提供動力和驅(qū)動發(fā)動機(jī)其他結(jié)構(gòu)正常工作。在進(jìn)氣，壓縮，排氣行程是依靠曲軸，飛輪的轉(zhuǎn)動慣性和其他缸的動力并經(jīng)連桿和活塞銷一起向上推動活塞進(jìn)行上下的往復(fù)運(yùn)動，為下一次做功創(chuàng)造條件。與此同時(shí)，氣缸蓋與封閉氣缸頂部，與活塞頂部，汽缸壁形成了燃燒室。另外，氣缸內(nèi)的水套和油套也是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。氣缸體作為發(fā)動機(jī)的裝配基礎(chǔ)零部件，不僅影響發(fā)動機(jī)的使用，還影響其他機(jī)件的工況。因此做好對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的維護(hù)與保

5、養(yǎng)對延長其使用壽命，改善發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性有至關(guān)重要的作用。論文首先明確了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用，并重點(diǎn)分析了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成部分，即機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分，分別對機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組各部分包涵的具體機(jī)件進(jìn)行詳細(xì)論述，指出不同機(jī)件的具體位置與重要作用。其次由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆卸、裝配過程的好壞，直接影響發(fā)動機(jī)的輸出功率，論文重點(diǎn)研究曲柄連桿機(jī)構(gòu)在拆卸和裝配過程中需要注意的各項(xiàng)事宜，最后基于故障特性對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及故障檢修方法進(jìn)行深入研究，并進(jìn)一步結(jié)合企業(yè)實(shí)踐對不同車型的故障進(jìn)行分析，指出故障現(xiàn)象，提出故障診斷意見及具體的故障排除方法，為曲柄連桿機(jī)構(gòu)故

6、障分析提供實(shí)踐依據(jù)。1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用和組成1.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。在作功沖程，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能活塞往復(fù)運(yùn)動、曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，對外輸出動力；在其他沖程，則依靠曲柄和飛輪的轉(zhuǎn)動慣性、通過連桿帶動活塞上下運(yùn)動，為下一次作功創(chuàng)造條件。1.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。1.2.1 組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱及油底殼、1.2.2 連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷

7、、連桿1.2.3 飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸1.2.4 機(jī)體組機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。(1)氣缸體氣缸體是發(fā)動機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，是發(fā)動機(jī)中最重要的一個(gè)部件。氣缸體有水冷式缸體和風(fēng)冷式氣缸體。氣缸體有直列、V形和水平對置三種形式(2)氣缸蓋氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室氣缸蓋與氣缸體之間裝有氣缸襯墊，其作用是保證氣缸蓋與氣缸體間的密封，防止燃燒室漏氣、水套漏水(3)油底殼油底殼的主要作用是儲存機(jī)油并封閉曲軸箱。1.2

8、.5 活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成。(1)活塞活塞的作用是與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室，并承受氣缸中氣體壓力，通過活塞銷將作用力傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)(2)活塞環(huán)活塞環(huán)是用于嵌入活塞梢溝內(nèi)部的金屬環(huán)，其主要作用是密封作用，導(dǎo)熱功能，控油功能，支撐功能。工作條件是處于高溫，高壓，高速，極難潤滑?；钊譃閮煞N：壓縮環(huán)和機(jī)油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封燃燒室內(nèi)的可燃混合氣體。機(jī)油環(huán)則用來刮除氣缸上多余的機(jī)油，是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)，平均壽命在6萬公里左右。(3)連桿連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。1.2,3曲軸

9、飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。(1)曲軸曲軸是發(fā)動機(jī)最重要的機(jī)件之一。其作用是將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)力矩對外輸出，并驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置工作。(2)飛輪飛輪是一個(gè)轉(zhuǎn)動慣量很大的圓盤，外緣上壓有一個(gè)齒圈，與起動機(jī)的驅(qū)動齒輪嚙合，供起動機(jī)發(fā)動機(jī)時(shí)使用。飛輪上通常還刻有第一缸點(diǎn)火正時(shí)記號，以便校準(zhǔn)點(diǎn)火時(shí)刻。2曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆卸與裝配2.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆卸按發(fā)動機(jī)附件、氣缸蓋、油底殼、活塞連桿組和曲軸飛輪組的順序，進(jìn)行發(fā)動機(jī)解體。2.1.1 分解發(fā)動機(jī)機(jī)體組總成首先拆下發(fā)電機(jī)，旋松撐緊壁緊固螺栓、調(diào)整螺母緊固螺栓，擰動調(diào)整螺母，使發(fā)電機(jī)靠近發(fā)動

10、機(jī)側(cè)，取下V型皮帶，從發(fā)動機(jī)前端卸下發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)的聯(lián)接螺栓，取下發(fā)電機(jī)。然后取下進(jìn)氣歧管和排氣歧管。之后拆卸正時(shí)皮帶、拆卸分電器、水泵、氣缸蓋，在拆下氣缸座時(shí)，應(yīng)先卸下氣門室罩蓋，按由四周向中心順序旋松缸蓋螺栓，以防缸蓋變形。拆下缸蓋螺栓，用橡皮錘錘松缸蓋，取下缸蓋。最后拆卸機(jī)油泵、活塞和曲軸。當(dāng)取下正時(shí)齒輪、曲軸前后的油封端蓋，旋松并取下曲軸主軸承蓋，抬出曲軸，取出上軸瓦止推軸承。不要跌落軸瓦，將軸承蓋按順序擺放好。2.1.2 活塞連桿組的拆卸首先用活塞環(huán)拆卸專業(yè)工具依次拆下活塞環(huán)。然后用尖嘴鉗取出活塞銷卡簧，用拇指壓出活塞銷，或用專用沖頭將其沖出，取出連桿軸承。最后要按相反順序復(fù)裝活塞連

11、桿組，對活塞做好標(biāo)記，以免裝錯(cuò)。2.1.3 曲軸飛輪組的拆卸首先按對角順序旋松飛輪固定螺栓，取下螺栓，用手錘沿四周輕輕敲擊飛輪，待松動后取下飛輪。擰松并取下曲軸油封端蓋緊固螺栓，用手錘輕輕敲擊油封端蓋，待松動后取下油封端蓋。拆卸主軸承蓋及止推軸承，抬出曲軸。安裝時(shí)按相反順序逐步進(jìn)行。在新油封唇部涂潤滑脂，然后用專用油封安裝工具和錘子敲入油封，直至其端面與油封邊緣齊平。2.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配2.2.1 安裝曲軸與飛輪首先將清洗干凈的氣缸體倒置于安裝支架上，正確安放好各道主軸承瓦和止推墊片，注意將有油梢的一片軸瓦裝在缸體軸承座孔中。然后將曲軸放入缸體軸承座中，依標(biāo)記號合上各道主軸承蓋，按規(guī)定轉(zhuǎn)

12、矩依次擰緊各軸承蓋螺栓；安裝止推片后應(yīng)軸向撬動曲軸檢查其軸向間隙；每緊固一道主軸承蓋后應(yīng)轉(zhuǎn)動曲軸數(shù)周，檢查其徑向間隙，軸承過緊間隙不合要求時(shí)應(yīng)查明原因，及時(shí)予以排除。安裝曲軸前、后端油封凸緣、凸緣襯墊及油封等。將飛輪安裝于曲軸后端軸凸緣盤上，安裝時(shí)注意原定位標(biāo)記，然后緊固螺母。螺母緊固時(shí)應(yīng)對角交叉進(jìn)行，并按扭緊力矩?cái)Q緊。最后將曲軸前端正時(shí)齒輪、擋油片等裝上。2.2.2 安裝活塞連桿組件將活塞銷和連桿小頭孔內(nèi)（已裝好銅套）涂上一層薄機(jī)油，然后將活塞放入90c以上熱水內(nèi)加熱，取出活塞，迅速用專用工具將銷壓入銷座和連桿小頭孔內(nèi)，使連桿活塞連接。如果有活塞銷卡環(huán)，用尖嘴鉗將其裝上。（安裝時(shí)應(yīng)注意活塞與

13、連桿的安裝標(biāo)記）用活塞環(huán)裝卸鉗依次裝上活塞油環(huán)和各道密封環(huán)，安裝時(shí)注意扭曲環(huán)方向不可裝反。將各道環(huán)端隙按一定角度鉗開（三道氣環(huán)按120鉗開，第一道環(huán)的端隙應(yīng)避開活塞銷座及側(cè)壓力較大一側(cè)）。用活塞環(huán)箍將活塞環(huán)箍緊，用木錘手柄輕敲活塞頂部，使其進(jìn)入氣缸，推至連桿大端與曲軸連桿軸頸連接。裝上連桿蓋，按規(guī)定扭矩?cái)Q緊連桿螺栓螺母。2.2.3 氣缸體曲軸箱組安裝放倒發(fā)動機(jī)，裝上油底殼襯墊及油底殼。擰緊油底殼螺栓時(shí)應(yīng)由中間向兩端交叉進(jìn)行。豎直發(fā)動機(jī)，安裝氣缸墊和氣缸蓋。缸蓋螺栓應(yīng)由中間向兩端交叉均勻分23次擰至規(guī)定力矩。安裝凸輪軸及搖臂機(jī)構(gòu)，安裝氣缸蓋罩等。將所拆其它非曲柄連桿機(jī)構(gòu)部件安裝到發(fā)動機(jī)上。最后檢

14、查有無遺漏未裝部件，檢查整理好工具。3曲柄連桿機(jī)構(gòu)的常見故障分析3.1 機(jī)體組常見故障分析（1）對于汽缸壁，早期異常磨損，活塞，活塞環(huán)外圓面及氣缸壁內(nèi)表面有明顯的軸向劃痕，進(jìn)氣道內(nèi)存在明顯油泥故障屬于密封不良或者行駛路況惡劣，大量灰塵進(jìn)入燃燒室導(dǎo)致的。故障現(xiàn)象：氣缸壓力不足故障原因：活塞環(huán)過度使用，使密封性變差，活塞與氣缸磨損較大，使活塞在氣缸內(nèi)搖擺，影響活塞環(huán)與汽缸壁的良好貼合密封；氣門與氣門導(dǎo)管間隙過小，使氣門上下運(yùn)動受阻，導(dǎo)致氣門密封不嚴(yán)。另外還有一些人工因素：測試氣缸壓力時(shí)，操作不當(dāng)，沒有良好的密封。故障檢修：用氣缸壓力表測量之前，應(yīng)使發(fā)動機(jī)處于正常溫度下，冷卻液溫度在正常范圍之內(nèi)。節(jié)

15、氣門全開，也就是油門踏板踩到底，拆卸掉火花塞，將選好口徑的壓力表擰進(jìn)火花塞孔中，利用起動機(jī)帶動曲軸運(yùn)動，讀出氣缸壓力表的數(shù)值，一般情況下，若在正常值范圍內(nèi)，壓力表的指針一般會彈起三下，最終不動。故障現(xiàn)象：氣缸體與氣缸蓋的損傷。故障原因：汽車維修后，維修師傅的螺栓擰緊力矩過大。故障檢修：氣缸蓋螺栓的拆裝一般是對稱的，拆的時(shí)候是兩段向中間松開，裝配的時(shí)候是中間向兩段對稱擰緊。故障現(xiàn)象：氣缸墊燒壞故障原因：氣缸墊燒壞就失去密封作用，產(chǎn)生竄氣，漏氣現(xiàn)象，最常見的就是燒機(jī)油故障檢修：缸體與氣缸蓋接合面不平，需要加以鏟刮修理(2)對于活塞環(huán)斷裂，同時(shí)活塞頂部積碳過多，并有燒灼現(xiàn)象，為發(fā)動機(jī)長時(shí)間高速，超負(fù)

16、荷使用，造成活塞環(huán)與燃油燃燒產(chǎn)生的高速，高爆發(fā)沖擊頻率發(fā)生共振和碎裂。(3)活塞環(huán)偏向磨損，其他部位屬于正常磨損，發(fā)動機(jī)功率下降等現(xiàn)象，請檢查連桿是否彎曲，曲軸間隙是否過大等。機(jī)械故障主要發(fā)生在曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，大部分以異響的形式表現(xiàn)出來。故障現(xiàn)象：當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，有悶悶的聲音。發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，聲音變大故障原因：主軸瓦異響故障檢修：利用單缸斷火法進(jìn)行試驗(yàn)，響聲沒有變化，然后進(jìn)行相鄰兩缸的斷火試驗(yàn)，如果在某兩缸斷火后，聲音明顯降低，就由此判斷這兩缸之間的主軸瓦發(fā)出異響。將機(jī)油放盡，然后拆下油底殼進(jìn)行檢查，若在機(jī)油中或者油底殼底部檢查有軸承合金層碎屑，則說明軸承合金脫落，同時(shí)更換新

17、的主軸瓦。檢查主軸承蓋螺栓是否松動，如有松動，應(yīng)擰緊。檢查主軸瓦徑向和軸向間隙，如果過大，應(yīng)該更換新主軸瓦。故障現(xiàn)象：渦輪增壓器兩端滲油，曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)不暢。故障原因：曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)通風(fēng)不暢，則曲軸箱的油氣壓力過高，則渦輪增壓器里的機(jī)油回油不暢，長時(shí)間的話，機(jī)油沉積在渦輪增壓中間體，長時(shí)間就會使渦輪增壓器兩端滲油。故障檢修：檢查PCV(統(tǒng)中的空氣濾清器是否存在堵塞。檢查氣缸蓋和機(jī)體之間的氣缸墊是否存在漏氣處。3.2 活塞連桿組常見故障分析(1)故障現(xiàn)象：氣缸套與活塞受到機(jī)械刮傷，甚至活塞被卡至氣缸內(nèi),發(fā)動機(jī)突然熄火，曲軸不能轉(zhuǎn)動?；钊拿芊庑赃^低，可燃?xì)飧Z入活塞裙部進(jìn)行燃燒，將

18、活塞壁上的油膜燃燒，出現(xiàn)干摩擦?；钊幕钊N卡環(huán)脫落也可造成拉缸現(xiàn)象。故障原因：拉缸故障檢修：如果輕微拉傷，可用細(xì)紗布打磨氣缸和活塞表面再用，如果嚴(yán)重拉傷，需要鏈缸或者更換氣缸套與活塞，活塞環(huán)。(2)故障現(xiàn)象：活塞和氣缸壁的接觸面由一側(cè)導(dǎo)向另一側(cè)，發(fā)出撞擊聲音。故障原因：氣缸敲缸故障檢修：將潤滑油從火花塞孔中滴入，過一會，用手搖動曲軸，使?jié)櫥瓦M(jìn)入活塞和氣缸中，再將各個(gè)火花塞裝上，進(jìn)行著車，若聲音明顯減小，過一會，聲音又增大，則說明是活塞的配缸間隙問題，建議更換活塞或者活塞環(huán)，必要時(shí)應(yīng)膛氣缸。3.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障實(shí)例分析3.3.1 故障實(shí)例一車型：奧迪A6L2.4轎車故障現(xiàn)象：汽車行駛3

19、7626KM發(fā)動機(jī)發(fā)出異響.響聲越來越大，異響較快。檢查方法：斷火后，檢查各缸情況，對某缸斷火異響減弱，異響聽似活塞敲缸，分解發(fā)動機(jī)發(fā)現(xiàn)氣缸拉傷，活塞頂燒灼，群部拉傷。故障原因：該車行駛途中，加注劣質(zhì)燃油，汽車辛烷值過低，并且高速行駛，發(fā)動機(jī)負(fù)荷大，溫度過高，氣缸內(nèi)產(chǎn)生爆燃。車主不懂的爆燃的危害，所以造成活塞燒頂拉缸。排除方法：鏈磨氣缸，更換加大活塞，發(fā)動機(jī)裝復(fù)后工作正常.3.3.2 故障實(shí)例二車型：寶馬530I轎車故障現(xiàn)象：發(fā)動機(jī)冷啟動困難，啟動后抖動嚴(yán)重，發(fā)動機(jī)溫度升高后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。故障診斷：(1)檢查發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器及其線路正常(2)檢查燃油系統(tǒng)壓力，在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)(3)檢查氣缸壓力。第一二缸壓力低于標(biāo)準(zhǔn)值，拆檢氣缸墊。排除方法：修模汽缸墊，更換氣缸墊，故障排除，發(fā)動機(jī)工作正常。結(jié)