汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修項(xiàng)目三課件

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 第2版 主編 胡勝 正文學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會(huì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆裝及主要零部件的維修方法。典型工作任務(wù)1.機(jī)體組的拆裝與維修。2.活塞連桿組的拆裝與維修。3.曲軸飛輪組的拆裝與維修。正文任務(wù)分析本項(xiàng)目主要學(xué)習(xí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的拆裝與維修,通過學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成;能對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行正確的拆裝;熟悉曲柄連桿機(jī)構(gòu)各組成零件的結(jié)構(gòu)和裝配連接關(guān)系;掌握曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件的檢測(cè)和維修方法。學(xué)習(xí)方式為觀看多媒體課件、相互討論、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、專題講座等。正文知識(shí)準(zhǔn)備第1課曲柄連桿機(jī)構(gòu)概述正文一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用曲柄連桿機(jī)構(gòu)(圖3-1)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循

2、環(huán)、完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)部分,其主要作用是提供燃燒場(chǎng)所,將氣缸內(nèi)混合氣燃燒而作用在活塞頂?shù)膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而對(duì)外輸出動(dòng)力。正文 圖3-1曲柄連桿機(jī)構(gòu)正文 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、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成,如圖3-2所示。圖3-2曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成a)機(jī)體組b)活塞連桿組c)曲軸飛輪組正文(1)機(jī)體組主要包括氣缸體、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等。(2)活塞連桿組主要包括活塞、連桿、活塞環(huán)和活塞銷等運(yùn)動(dòng)件。(3)曲軸飛輪組主要包括曲軸、飛輪等。正文二、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件和受力分析1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件曲柄連桿機(jī)構(gòu)是在高溫(氣缸內(nèi)最高溫度可達(dá)2500K以上

3、)、高壓(最高壓力可達(dá)59MPa)、高速(最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40006000r/min)及有化學(xué)腐蝕的條件下工作的。正文2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析(1)氣體作用力發(fā)動(dòng)機(jī)在工作循環(huán)的四個(gè)行程中,氣體壓力始終存在。由于進(jìn)氣和排氣兩個(gè)行程氣體壓力較小,可忽略不計(jì),故在此只分析壓縮和做功兩個(gè)行程的氣體作用力。解為F1和F2,如圖3-3所示。F2企圖阻止曲軸旋轉(zhuǎn),F1則將活塞壓向氣缸壁,形成活塞與缸壁間的側(cè)壓力?；钊娇拷现裹c(diǎn),此側(cè)壓力F1越大。解為F3和F4,如圖3-4所示。F4推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),F3則將活塞壓向氣缸另一個(gè)側(cè)壁。活塞越靠近下止點(diǎn),側(cè)壓力F3越小。正文 圖3-3壓縮行程氣體作用力正文 圖3-4做

4、功行程氣體作用力正文的橢圓形,如圖3-5所示。(2)往復(fù)慣性力和離心力作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度變化時(shí),將產(chǎn)生往復(fù)慣性力。物體繞某一中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),就產(chǎn)生離心力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)、曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),故這兩種力都存在,如圖3-6所示。由上述分析可知,氣體壓力使活塞緊壓氣缸左側(cè)壁或右側(cè)壁,從而造成氣缸磨損的不均勻。一般磨損呈上大下小的錐形,在圓周方向上呈不規(guī)則正文 圖3-5氣缸磨損規(guī)律正文 圖3-6往復(fù)慣性力和離心力正文大值,然后又逐漸減少到零。也就是說(shuō),活塞前半行程是加速運(yùn)動(dòng),慣性力向上;后半行程是減速運(yùn)動(dòng),慣性力向下。當(dāng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),前半行程慣性力向下,后半行程

5、慣性力向上。在上下止點(diǎn)活塞運(yùn)動(dòng)方向改變,速度為零,加速度最大,圖3-7磨損的活塞當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度從零開始,逐漸增大,臨近中間達(dá)最正文(3)摩擦力曲柄連桿機(jī)構(gòu)中相互接觸的表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)都存在有磨損,其大小與正壓力和摩擦因數(shù)成正比,其方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。如圖3-7所示為一個(gè)磨損了的活塞。正文第2課機(jī)體組的拆裝與維修正文一、機(jī)體組的拆裝機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架,是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。機(jī)體組的構(gòu)造,如圖3-8所示。純機(jī)體組零部件的拆裝步驟如下:(1)拆缷步驟1)拆除氣缸蓋罩螺栓,取下氣缸蓋罩。拆除氣缸蓋罩螺栓,應(yīng)由兩邊往中間交叉對(duì)角分多次

6、松開,如圖3-9所示。正文2)拆除氣缸蓋螺栓,取下氣缸蓋和氣缸墊。拆卸氣缸蓋螺栓時(shí),也應(yīng)由兩邊往中間交叉對(duì)角分二到三次松開,如圖3-10所示。圖3-8機(jī)體組的構(gòu)造正文 圖3-9拆卸氣缸蓋罩正文 圖3-10拆卸氣缸蓋和氣缸墊a)拆氣缸蓋螺栓b)取氣缸蓋和氣缸墊正文 3)拆除油底殼螺栓,取下油底殼,如圖3-11所示。圖3-11拆卸油底殼正文 (2)安裝步驟1)清洗機(jī)體組零件,如圖3-12所示。圖3-12清洗機(jī)體組零件正文 2)安裝油底殼。安裝前,油底殼應(yīng)涂上密封膠裝好膠墊,再用套筒扳手均勻擰緊油底殼螺栓,如圖3-13所示。3)安裝氣缸墊和氣缸蓋。安裝氣缸墊時(shí)應(yīng)注意氣缸墊的正、反面,不要裝反了。擰緊

7、氣缸蓋螺栓時(shí),應(yīng)由中間往兩邊交叉對(duì)角分二到三次擰緊,如圖3-14所示。4)安裝氣缸蓋罩。擰緊氣缸蓋罩螺栓時(shí),也應(yīng)由中間往兩邊交叉對(duì)角分多次擰緊,如圖3-15所示。正文 圖3-13安裝油底殼正文 圖3-14安裝氣缸墊和氣缸蓋a)安裝氣缸墊b)安裝氣缸蓋正文 圖3-15安裝氣缸蓋罩正文 二、氣缸體的構(gòu)造與維修1.氣缸體的構(gòu)造氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體,是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的一個(gè)部件。氣缸體上部有一個(gè)或數(shù)個(gè)引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓柱形空腔,稱為氣缸;氣缸體下部為支撐曲軸的曲軸箱。氣缸體有水冷式氣缸體和風(fēng)冷式氣缸體,水冷式氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。正文(1)工作條件和材料在發(fā)動(dòng)機(jī)

8、工作時(shí),氣缸體承受拉、壓、彎、扭等不同形式的機(jī)械負(fù)荷,同時(shí)還因?yàn)闅飧妆诿媾c高溫燃?xì)庵苯咏佑|而承受很大的熱負(fù)荷。因此,氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,且耐磨損和耐腐蝕,并應(yīng)對(duì)氣缸進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s,以免氣缸體損壞和變形。缸體的材料一般用灰鑄鐵,為提高氣缸的耐磨性,有時(shí)在鑄鐵中加入少量合金元素(如鎳、鉬、鉻、磷等)。但是,實(shí)際上除了與活塞配合的氣缸壁表面外,其他部分對(duì)耐磨性要求并不高。為了降低成本,廣泛采用缸體內(nèi)鑲?cè)霘飧滋讈?lái)形成氣缸工作表面。這樣,缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造,以延長(zhǎng)氣缸使用壽命,而缸體可用價(jià)格較低的普通灰鑄鐵。有些發(fā)動(dòng)機(jī)為了減輕質(zhì)量,其氣缸體采用鋁合金,如圖3-16所示。正

9、文圖3-16發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體a)鑄鐵氣缸體b)鋁合金氣缸體正文以及水平對(duì)置等幾種,如圖3-17所示。(2)氣缸的排列形式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列形式一般有直列式、V形、W形圖3-17氣缸的排列形式a)直列式b)V形正文 圖3-17氣缸的排列形式(續(xù))c)W形d)水平對(duì)置正文直列式發(fā)動(dòng)機(jī),它的所有氣缸均按同一角度肩并肩排成一個(gè)平面,它的優(yōu)點(diǎn)是缸體和曲軸結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,制造成本較低,尺寸緊湊。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性高,低速轉(zhuǎn)矩特性好并且燃料消耗也較少,但缺點(diǎn)是功率較低,并且不適合六缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)采用。V形發(fā)動(dòng)機(jī),將所有氣缸分成兩組,把相鄰氣缸以一定夾角布置在一起,使兩組氣缸形成一個(gè)夾角的平面,從側(cè)面看氣缸呈V字形,

10、故稱V形發(fā)動(dòng)機(jī)。V形發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和長(zhǎng)度尺寸小,在汽車上布置起來(lái)較為方便。V形發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是必須使用兩個(gè)氣缸蓋,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高;另外其寬度加大后,發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)空間較小,不易再安放其他裝置。正文W形發(fā)動(dòng)機(jī),它是由兩個(gè)小V形氣缸組成一個(gè)大V形氣缸。W形發(fā)動(dòng)機(jī)與V形發(fā)動(dòng)機(jī)相比,可將發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)所占的空間,同時(shí)質(zhì)量也可小些,但它的寬度更大。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī),它的最大優(yōu)點(diǎn)是重心低。由于它的氣缸為“平放”,因此降低了汽車的重心,同時(shí)又能讓車頭設(shè)計(jì)得又扁又低,這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性。此外,水平對(duì)置的氣缸布局是一種對(duì)稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V形

11、發(fā)動(dòng)機(jī)還好,運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最小的。正文(3)曲軸箱的結(jié)構(gòu)形式曲軸箱的主要作用是保護(hù)和安裝曲軸,曲軸箱的結(jié)構(gòu)形式見表3-1。正文表3-1曲軸箱的結(jié)構(gòu)形式正文表3-1曲軸箱的結(jié)構(gòu)形式正文(4)油底殼油底殼的主要作用是儲(chǔ)存機(jī)油并封閉曲軸箱。由于油底殼受力不大,一般用薄鋼板沖壓而成,如圖3-18所示。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在縱向傾斜的情況下,機(jī)油泵仍能吸到機(jī)油,油底殼后部一般較深,且在殼內(nèi)設(shè)有擋油板,防止汽車顛簸時(shí)油面波動(dòng)過大。油底殼底部設(shè)有放油螺栓,有的放油螺栓用磁性材料制成,能吸附機(jī)油中的金屬屑,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損。圖3-18油底殼正文2.氣缸套的構(gòu)造氣缸套有濕式氣缸套和干式氣缸套兩種,如圖

12、3-19所示。缸體材料一般用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵,有的還采用表面淬火、鍍鉻等工藝。圖3-19氣缸套種類a)、d)干式氣缸套b)、c)濕式氣缸套正文干式氣缸套不直接與冷卻液接觸,冷卻效果較差,但其加工和安裝都比較方便,壁厚一般為13mm。濕式氣缸套與冷卻液直接接觸,冷卻效果較好,便于修理更換。濕式氣缸套安裝后,一般其頂端高出氣缸體上平面0.050.15mm,以便使氣缸蓋將氣缸墊壓得更緊,從而提高氣缸的密封性。濕式氣缸套靠上支承定位帶和下支承定位帶保證徑向定位,而軸向定位則是利用定位凸緣來(lái)保證,如圖3-20所示。為保證水套的密封,濕式氣缸套下端的密封帶與座孔之間一般裝有13道橡膠密封圈,有的在定位凸緣下面還

13、裝有銅墊片。濕式氣缸套易產(chǎn)生點(diǎn)蝕、漏水和漏氣,故其壁厚一般為59mm。正文3.氣缸體的修理氣缸體的主要耗損形式有裂紋、變形和磨損。(1)裂紋氣缸體的裂紋通常采用目測(cè)法和水壓試驗(yàn)法來(lái)檢查,一旦檢查出裂紋,首先用直徑為4mm的鉆頭在裂紋兩端鉆孔(止裂孔),防止裂紋的進(jìn)一步延伸。然后,可視情況進(jìn)行焊修、膠粘等,必要時(shí)進(jìn)行更換。(2)變形可用檢查上平面平面度的方法檢查氣缸體上平面是否變形,具體做法是:在氣缸體上平面六個(gè)方向上放置刀口形直尺,并用塞尺測(cè)量刀口形直尺與氣缸體上平面之間的間隙,測(cè)得的最大值即為氣缸體上平面的平面度誤差,如圖3-21所示。氣缸體上平面的平面度誤差若超過使用極限,可用磨削或銑削加

14、工修理,但總加工量不能超過0.30mm。正文 圖3-20濕式氣缸套結(jié)構(gòu)正文 圖3-21六個(gè)方向上測(cè)量氣缸體的平面度正文的磨損程度是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要大修的依據(jù)之一。1)氣缸磨損的檢查。清潔氣缸壁上的油污和積炭后,在氣缸的上、中、下三個(gè)不同的高度及氣缸的縱向和橫向兩個(gè)方向的六個(gè)部位,用量缸表測(cè)量氣缸直徑,然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出氣缸的最大磨損量、圓度誤差和圓柱度誤差。圓度誤差是指同一橫截面上磨損的不均勻性,用同一橫截面上不同方向測(cè)得的最大與最小直徑差值的一半作為圓度誤差。圓柱度誤差是指沿氣缸軸線的軸向截面上磨損的不均勻性,其數(shù)值為被測(cè)氣缸表面任意方向所測(cè)得的最大與最小直徑差值的一半作為圓柱度誤差。

15、(3)磨損氣缸體的磨損主要發(fā)生在氣缸、曲軸軸承孔等部位,其中氣缸正文用量缸表測(cè)量氣缸直徑的步驟如下: 用游標(biāo)卡尺測(cè)量氣缸內(nèi)徑,如圖3-22所示。 把外徑千分尺調(diào)到游標(biāo)卡尺所測(cè)氣缸內(nèi)徑值,并固定好,如圖3-23所示。 選擇合適測(cè)桿并安裝量缸表,并保證有2mm的預(yù)壓縮量,如圖3-24所示。 用外徑千分尺給量缸表對(duì)零,如圖3-25所示。 測(cè)量氣缸,如圖3-26所示。正文 圖3-22用游標(biāo)卡尺測(cè)量氣缸內(nèi)徑正文 圖3-23調(diào)整外徑千分尺數(shù)值并固定好正文 圖3-24安裝量缸表正文 圖3-25用外徑千分尺給量缸表對(duì)零正文 圖3-26測(cè)量氣缸直徑正文。若氣缸磨損超過使用極限,可采用修理尺寸法或鑲套法修復(fù)。圖3

16、-27所示為新發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體,其中未鑲?cè)霘飧滋?氣缸磨損超過使用極限后,可采用修理尺寸法修復(fù)。根據(jù)氣缸的磨損情況和原廠規(guī)定的修理尺寸等級(jí),確定其修理尺寸。修理級(jí)別一般分為46級(jí),每級(jí)加大0.25mm。氣缸的修理尺寸確定后,選擇同級(jí)別的活塞。若磨損后的尺寸已經(jīng)接近或超過最后一級(jí)修理尺寸,可采用鑲套法(鑲干式氣缸套)進(jìn)行修理或更換氣缸體。對(duì)鑲有干式氣缸套的氣缸體,如圖3-28所示。氣缸磨損超過使用極限后,可采用修理尺寸法修復(fù)。若磨損后的尺寸已經(jīng)接近或超過最后一級(jí)修理尺寸,可采用鑲套法修復(fù)。2)氣缸的維修。氣缸磨損若未超過其使用極限,可更換活塞環(huán)繼續(xù)使用正文 圖3-27無(wú)氣缸套的氣缸體正文 圖3-2

17、8鑲有干式氣缸套的氣缸體正文可采用更換法修復(fù)。對(duì)鑲有濕式氣缸套的氣缸體,如圖3-29所示。氣缸磨損超過使用極限后,圖3-29鑲有濕式氣缸套的氣缸體正文 三、氣缸蓋和氣缸墊的構(gòu)造與維修1.氣缸蓋的構(gòu)造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。氣缸蓋一般都采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造,也有用鋁合金鑄造的,如圖3-30所示。氣缸蓋承受氣體壓力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷,同時(shí)還由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷。為了保證氣缸的良好密封,氣缸蓋既不能損壞,也不能變形。為此,氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了使氣缸蓋的溫度分布盡可能地均勻,避免進(jìn)、排氣氣門座之間發(fā)生熱裂紋,應(yīng)對(duì)

18、氣缸蓋進(jìn)行良好的冷卻。正文圖3-30氣缸蓋材料a)鑄鐵氣缸蓋b)鋁合金氣缸蓋正文圖3-31氣缸蓋結(jié)構(gòu)a)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋b)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋氣缸蓋與氣缸體接合平面上的凹坑是燃燒室的組成部分,如圖3-31所示。正文2.氣缸蓋的修理氣缸蓋的主要耗損形式是裂紋、變形和積炭。(1)裂紋氣缸蓋裂紋多發(fā)生在冷卻水套薄壁處或氣門座處,會(huì)導(dǎo)致漏水、漏油或漏氣。氣缸蓋裂紋的檢查和維修可參照氣缸體裂紋進(jìn)行。(2)變形氣缸蓋變形是指與氣缸體的接合平面的平面度誤差超限。氣缸蓋變形的原因一般是熱處理不當(dāng)、缸蓋螺栓擰緊力矩不均、缸蓋螺栓拆卸順序錯(cuò)誤或放置不當(dāng)?shù)?。氣缸蓋變形的檢查方法與缸體變形的檢查方法相同,如圖3-32所

19、示。當(dāng)氣缸蓋與氣缸體的接合平面的平面度誤差超過0.05mm時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行銑削或磨削修理。正文 圖3-32測(cè)量氣缸蓋的平面度正文 (3)積炭氣缸蓋上燃燒室積炭過多,會(huì)使燃燒室容積變小,從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,如圖3-33所示。燃燒室積炭可采用機(jī)械法或化學(xué)法進(jìn)行清理。用機(jī)械法清除積炭比較簡(jiǎn)單,清除時(shí)利用鋼絲刷或刮刀清除積炭?；瘜W(xué)法清除積炭是利用化學(xué)溶劑對(duì)積炭浸泡23h,靠物理或化學(xué)作用使積炭軟化,然后用刷洗或擦洗法去除積炭。正文 圖3-33燃燒室積炭正文 3.氣缸墊的構(gòu)造與維修氣缸墊的作用是保證氣缸體和氣缸蓋的密封,防止漏油、漏水和漏氣。氣缸墊安裝在氣缸蓋和氣缸體之間。氣缸墊承受擰緊氣缸蓋螺栓時(shí)產(chǎn)

20、生的壓力,并受到氣缸內(nèi)燃燒氣體高溫、高壓的作用以及機(jī)油和冷卻液的腐蝕。所以,氣缸墊應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度,并且要耐壓、耐熱和耐腐蝕。另外,還需要有一定的彈性,以補(bǔ)償氣缸體頂面和氣缸蓋底面的表面粗糙度和不平度以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的變形。目前應(yīng)用較多的是金屬-石棉氣缸墊,如圖3-34所示。正文 圖3-34金屬-石棉氣缸墊正文 氣缸墊的常見故障是燒蝕擊穿,如圖3-35所示。其主要原因是氣缸蓋和氣缸體的接合面不平、氣缸蓋螺栓的擰緊力矩不足等。氣缸墊損壞后必須更換,不能修理。圖3-35燒蝕的氣缸墊正文氣缸墊安裝時(shí)應(yīng)注意將卷邊朝向易修整的平面或硬平面,如氣缸體和氣缸蓋同為鑄鐵時(shí),卷邊應(yīng)朝向氣缸蓋(易修整)

21、;而氣缸蓋為鋁合金、氣缸體為鑄鐵時(shí),卷邊應(yīng)朝向氣缸體(硬平面)。如圖3-36所示為常見氣缸墊的正反面形狀。正文 圖3-36常見氣缸墊的正反面形狀正文 第3課活塞連桿組的拆裝與維修正文 一、活塞連桿組的拆裝活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿和連桿軸瓦等組成,如圖3-37所示?；钊B桿組的拆裝步驟如下:1)拆卸連桿螺栓,取下連桿蓋,如圖3-38所示。2)用銅棒或木棒將活塞捅出,一只手應(yīng)扶住活塞,如圖3-39所示。3)將連桿蓋裝回原位,如圖3-40所示。4)安裝順序與拆卸順序相反,如圖3-41所示。安裝時(shí)要注意活塞的安裝方向和活塞環(huán)缺口的位置按規(guī)定錯(cuò)開。正文圖3-37活塞連桿組的構(gòu)造正文 圖3-

22、38拆卸連桿螺栓,取下連桿蓋正文 二、分解和組裝活塞連桿組解活塞連桿組步驟如下(以全浮式活塞銷為例):1)拆下活塞環(huán),如圖3-42所示。 2)拆下活塞銷,如圖3-43所示。 3)拆下連桿蓋,取出連桿軸瓦,如圖3-44所示。正文 圖3-39取出活塞正文 圖3-40將連桿蓋裝回原位正文 圖3-41安裝活塞連桿組a)專用工具安裝活塞b)安裝連桿蓋正文 圖3-42拆下活塞環(huán)正文 圖3-43拆下活塞銷正文 圖3-44取出連桿軸瓦正文1)清洗活塞連桿組零件,如圖3-45所示。組裝活塞連桿組步驟如下(以全浮式活塞銷為例):2)安裝連桿軸瓦和連桿蓋,如圖3-46所示。3)安裝活塞一端的卡環(huán),如圖3-47所示。

23、4)安裝活塞銷,如圖3-48所示。5)安裝活塞銷另一端的卡環(huán)。正文 圖3-45清洗活塞連桿組零件正文 圖3-46安裝連桿軸瓦和連桿蓋正文 圖3-47安裝活塞銷一端的卡環(huán)正文 圖3-48安裝活塞銷正文6)安裝活塞環(huán)。先安裝油環(huán),再安裝氣環(huán),如圖3-49所示。安裝時(shí)必須區(qū)分第一道氣環(huán)和其他幾道氣環(huán),活塞環(huán)有的安裝還有方向性的要求。圖3-49安裝活塞環(huán)a)安裝油環(huán)b)安裝氣環(huán)正文三、活塞的構(gòu)造與維修1.活塞的構(gòu)造圖3-50活塞的基本結(jié)構(gòu)正文(1)活塞的作用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(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。(2)工作條件和材料活塞在高溫、高

24、速和高壓的環(huán)境下工作,從而要承受很高的熱負(fù)荷、慣性力和很高的氣體壓力。所以,要求活塞應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度;質(zhì)量盡可能的小;導(dǎo)熱性好;要有足夠的耐熱、耐磨性;溫度變化時(shí),尺寸和形狀的變化要小。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞廣泛采用的是鋁合金,有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼制造。(3)活塞的結(jié)構(gòu)活塞的基本結(jié)構(gòu)可分為頂部、頭部和裙部三個(gè)部分,如圖3-50所示。正文活塞頂部是燃燒室的組成部分,其形狀取決于燃燒室的形式。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部多采用如圖3-51所示的幾種形式。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部,如圖3-52所示。當(dāng)氣門升程比較大時(shí),為了不使活塞和氣門的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)干涉,在活塞頂平面上加工出了氣門讓坑,如圖3-53所示

25、。氣門讓坑不能過深,否則會(huì)影響混合氣的運(yùn)動(dòng),從而影響燃燒過程。圖3-51汽油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部形狀a)平頂b)凸頂c)凹頂d)成形頂正文圖3-52柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部形狀正文圖3-53帶氣門讓坑的凹頂活塞正文現(xiàn)對(duì)氣缸的密封,同時(shí)將活塞頂部所吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一般有23道環(huán)槽,上面12道用來(lái)安裝氣環(huán),實(shí)現(xiàn)氣缸的密封,最下面的1道用來(lái)安裝油環(huán)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一般有4道環(huán)槽,最下面的1道用來(lái)安裝油環(huán)。在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向回油孔,當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),油環(huán)把氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來(lái)經(jīng)回油孔流回油底殼。若發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高,第1道環(huán)容易產(chǎn)生積炭,出現(xiàn)過熱卡死現(xiàn)象。因此,有的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞設(shè)計(jì)有冷

26、卻油道,用專門油管對(duì)其供油,如圖3-54所示?；钊^部是最下邊一道活塞環(huán)槽以上的部分,主要用來(lái)安裝活塞環(huán),以實(shí)正文圖3-54有專門油管冷卻的活塞正文動(dòng)導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。活塞裙部的形狀應(yīng)該保證活塞在氣缸內(nèi)得到良好的導(dǎo)向。氣缸與活塞之間在任何工況下都應(yīng)保持均勻的、適宜的間隙。若間隙過大,活塞敲缸;間隙過小,活塞可能被氣缸卡住。此外,活塞裙部應(yīng)有足夠的實(shí)際承壓面積,以承受側(cè)向力。活塞裙部承受膨脹側(cè)向力的一面稱主推力面,承受壓縮側(cè)向力的一面稱次推力面。為了改善鋁合金的磨合性,通常可對(duì)活塞裙部進(jìn)行表面處理。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的鑄鋁活塞裙部外表面一般作鍍錫處理,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用鑄鋁活塞裙部進(jìn)行表面磷化,鍛造鋁活塞裙部

27、表面噴涂石墨層?；钊h(huán)槽以下的部分稱為活塞裙部,其作用是為活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)正文把活塞制成上小下大的階梯形或錐形,這樣活塞在工作時(shí)由于膨脹變形,便會(huì)接近成為一個(gè)圓柱體,如圖3-55所示。2)針對(duì)活塞裙部受熱,沿圓周將產(chǎn)生橢圓形變形的特征,把活塞裙部加工成反方位的(短軸沿座孔軸線,長(zhǎng)軸垂直于座孔軸線)橢圓形,如圖3-56所示,其目的是保證活塞在工作狀態(tài)下成為圓柱形(裙部橫斷面橢圓度消失,成為一個(gè)圓)。(4)活塞常見的結(jié)構(gòu)上的控制措施1)為了消除活塞在高溫下沿軸線產(chǎn)生上大下小的膨脹變形的不利影響,正文 圖3-55活塞制成上小下大的階梯形或錐形a)階梯形活塞b)錐形活塞正文 圖3-56活塞裙部加工

28、成反方位的橢圓形正文示。拖板式活塞只保留垂直于孔座軸線方向的裙部,切掉孔座兩端的裙部,并使孔座深陷不再與缸壁接觸,這種結(jié)構(gòu)是在行程較小的發(fā)動(dòng)機(jī)上為防止活塞與曲軸上的平衡重相碰而設(shè)計(jì)的。對(duì)于行程較大的發(fā)動(dòng)機(jī)則一般采用筒式活塞即全裙式活塞。圖3-57活塞裙部結(jié)構(gòu)形式a)拖板式活塞b)筒式活塞3)活塞按其裙部結(jié)構(gòu)形式不同可分為拖板式活塞和筒式活塞,如圖3-57所正文4)在活塞裙部開絕熱-膨脹槽,以控制活塞膨脹變形量,如圖3-58所示。其中,橫槽叫絕熱槽,豎槽叫膨脹槽。絕熱-膨脹槽一般開在受側(cè)壓力較小的裙部一側(cè)。5)鋁合金活塞在鑄造時(shí)嵌鑄入“恒范鋼片”或“筒形鋼片”,來(lái)控制銷座處的膨脹和裙部的變形,如

29、圖3-59所示。恒范鋼片是鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%36%的低碳鎳鐵合金,其線脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10左右。正文 圖3-58開槽活塞正文 圖3-59鋁合金活塞嵌鑄“恒范鋼片”正文(1)活塞的正常耗損活塞的磨損主要是活塞環(huán)槽的磨損、活塞裙部的磨損和活塞銷座孔的磨損等。活塞環(huán)槽的磨損較大,以第一道環(huán)槽的磨損最為嚴(yán)重,各環(huán)槽由上而下逐漸減輕;活塞裙部的磨損較小,活塞裙部雖與氣缸壁直接接觸,但單位面積的壓力較小,潤(rùn)滑條件較好,所以磨損也較輕;活塞銷座孔上下方向磨損較大而水平方向磨損較小,工作時(shí)活塞受氣體壓力和往復(fù)慣性力的作用,使活塞銷座孔產(chǎn)生上下方向較大而水平方向較小的橢圓形磨損。(2)活塞的異常損壞活塞

30、的異常損壞主要是活塞刮傷、活塞燒頂和活塞脫頂?shù)?如圖3-60所示。2.活塞的維修正文圖3-60活塞的異常損壞a)活塞刮傷b)活塞燒頂c)活塞脫頂正文(3)活塞的選配當(dāng)活塞發(fā)生異常損壞及氣缸的磨損超過規(guī)定值時(shí),就要對(duì)氣缸進(jìn)行修復(fù)后選配活塞。選配活塞時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)氣缸的修理尺寸是哪一級(jí),活塞也應(yīng)選用哪一級(jí)修理尺寸的活塞。2)同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)必須選用同一廠牌的活塞,以保證其材料和性能的一致性。3)在選配的成組活塞中,其尺寸差一般為0.010.15mm,質(zhì)量差為48g,涂色標(biāo)記也應(yīng)相同。正文因此,在活塞頂部刻有方向標(biāo)記,安裝活塞時(shí)應(yīng)注意按規(guī)定方向安裝,絕對(duì)不允許裝反,如圖3-61所示。活塞安裝到氣

31、缸體內(nèi)時(shí)應(yīng)采用活塞安裝專用工具,如圖3-62所示。3.活塞的安裝活塞在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程中所采取的各種措施均有特定指向,正文 圖3-61活塞的安裝標(biāo)記正文 圖3-62用專用工具安裝活塞正文1.活塞環(huán)的構(gòu)造(1)活塞環(huán)的作用和種類活塞環(huán)安裝在活塞環(huán)槽內(nèi)?；钊h(huán)按其作用不同可分為氣環(huán)和油環(huán)兩種,如圖3-63所示。氣環(huán)的主要作用是密封和傳熱,保證活塞與氣缸壁間的密封,防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃?xì)饴┤肭S箱,并將活塞頂部接受的熱量傳給氣缸壁,避免活塞過熱。油環(huán)的主要作用是刮除飛濺到氣缸壁上多余的機(jī)油,并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。四、活塞環(huán)的構(gòu)造與維修正文圖3-63活塞環(huán)正文氣的作用,并在潤(rùn)滑不

32、良的條件下在氣缸內(nèi)高速滑動(dòng)。由于氣缸壁面的形狀誤差,使活塞環(huán)在上下滑動(dòng)的同時(shí)還在環(huán)槽內(nèi)產(chǎn)生徑向移動(dòng),這不僅加重了環(huán)與環(huán)槽的磨損,還使活塞環(huán)受到交變彎曲應(yīng)力的作用而容易被折斷。目前,活塞環(huán)廣泛采用的材料是優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。不少發(fā)動(dòng)機(jī)的第一道活塞環(huán),甚至所有的活塞環(huán),其工作表面都進(jìn)行多孔鍍鉻或噴鉬。由于多孔性鉻層硬度高,并能儲(chǔ)存少量的機(jī)油,從而可以減緩活塞環(huán)及其氣缸壁的磨損。還有的活塞環(huán)采用鍍錫、磷化或硫化處理,以改善活塞環(huán)的磨合性。當(dāng)活塞環(huán)磨損到失效時(shí),將出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難,功率下降,曲軸箱壓力升高,機(jī)油消耗量增加,排氣冒藍(lán)煙,燃燒室、活塞等表面嚴(yán)重積炭等不良狀況。(2)活塞環(huán)的工

33、作條件和材料活塞環(huán)工作時(shí)受到氣缸中高溫、高壓燃正文(3)活塞環(huán)的間隙發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),活塞及活塞環(huán)都會(huì)產(chǎn)生熱膨脹。為了防止活塞環(huán)在氣缸內(nèi)卡死,常設(shè)計(jì)有“端隙、側(cè)隙和背隙”三個(gè)間隙,如圖3-64所示。圖3-64活塞環(huán)的間隙a)端隙b)側(cè)隙c)背隙正文(4)活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)1)氣環(huán)。氣環(huán)的斷面形狀很多,最常見的有矩形環(huán)、錐面環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)和桶面環(huán),如圖3-65所示。矩形環(huán)斷面為矩形,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,易于生產(chǎn),應(yīng)用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)把氣缸壁面上的機(jī)油不斷送入氣缸中,這種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的泵油作用”,如圖3-66所示。正文圖3-65氣環(huán)的斷面形狀a)矩形環(huán)b)錐面環(huán)c)扭曲環(huán)d)梯形

34、環(huán)e)桶面環(huán)正文 圖3-66氣環(huán)的泵油作用正文2)油環(huán)目前,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的油環(huán)有整體式和組合式兩種,如圖3-67所示。整體式油環(huán)在其外圓中部切有環(huán)槽,槽底開有若干回油孔,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),利用上下兩個(gè)環(huán)形刃口將氣缸壁上的多余潤(rùn)滑油刮下。組合式油環(huán)一般由刮油鋼片和彈性襯環(huán)組成,刮油鋼片很薄,對(duì)氣缸壁的壓力很大,因而刮油作用強(qiáng)。目前,組合式油環(huán)在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了較廣泛的應(yīng)用。油環(huán)的刮油原理,如圖3-68所示。正文 圖3-67油環(huán)a)整體式油環(huán)b)組合式油環(huán)正文圖3-68油環(huán)的刮油原理a)活塞上行b)活塞下行正文2.活塞環(huán)的維修(1)活塞環(huán)的耗損活塞環(huán)在使用過程中會(huì)出現(xiàn)磨損、彈性減弱和折斷等現(xiàn)象。

35、活塞環(huán)的磨損主要是由于潤(rùn)滑不良造成的;由于受高溫燃?xì)獾挠绊?活塞環(huán)的彈性逐漸減弱,出現(xiàn)漏氣和竄油現(xiàn)象,造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性變壞;在使用過程中若活塞環(huán)的安裝不當(dāng)或端隙過小,活塞環(huán)會(huì)卡缸或在活塞的沖擊負(fù)荷作用下而折斷。(2)活塞環(huán)的選配活塞環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)中壽命最短的零件之一,在發(fā)動(dòng)機(jī)大修和小修時(shí),活塞環(huán)是被當(dāng)作易損件更換的。正文3.活塞環(huán)的安裝錐面環(huán)安裝時(shí),不能裝反。扭曲環(huán)安裝時(shí)也必須注意斷面形狀和方向,內(nèi)切口朝上,外切口朝下。為減少氣體的泄漏,活塞環(huán)裝入氣缸時(shí),第一道環(huán)的開口位置應(yīng)避開做功行程受壓面,各道環(huán)的開口應(yīng)互相錯(cuò)開。對(duì)于有三道環(huán)的活塞環(huán),每道環(huán)相錯(cuò)120;有四道環(huán)的活塞環(huán),第一道環(huán)和第二

36、道環(huán)相錯(cuò)180,第二道環(huán)和第三道環(huán)相錯(cuò)90,第三道環(huán)和第四道環(huán)相錯(cuò)180。各道環(huán)的環(huán)口應(yīng)避開活塞的長(zhǎng)短軸方向,形成迷宮式的漏氣路線,增大漏氣阻力,減少漏氣量?；钊h(huán)安裝時(shí),可采用專用工具或徒手安裝,如圖3-69所示。正文 圖3-69活塞環(huán)的安裝a)專用工具安裝b)徒手安裝正文 五、活塞銷的構(gòu)造與維修1.活塞銷的構(gòu)造活塞銷的作用是聯(lián)接活塞和連桿小頭,將活塞承受的氣體作用力傳給連桿?；钊N一般靠飛濺潤(rùn)滑,常制成空心圓柱體結(jié)構(gòu),內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩段截錐形和兩段截錐與一段圓柱的組合形等,如圖3-70所示。活塞銷一般用低碳鋼或低碳合金鋼制造,經(jīng)滲碳淬火處理,以提高表面硬度,并保證心部具有一定的沖擊韌性

37、,然后再進(jìn)行精磨和拋光。正文圖3-70活塞銷及活塞銷的內(nèi)孔形狀正文有的發(fā)動(dòng)機(jī)為了加強(qiáng)活塞銷的潤(rùn)滑和活塞的冷卻,活塞銷和活塞設(shè)計(jì)有專門的機(jī)油管道,如圖3-71所示。圖3-71活塞銷和活塞專用機(jī)油管道正文活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭的聯(lián)接方式,一般有全浮式和半浮式兩種。(1)全浮式全浮式是指活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng),因而增大了實(shí)際接觸面積,減少了磨損并使磨損均勻,目前被廣泛采用。通常情況下,采用鋁合金活塞,活塞銷座的熱膨脹量大于鋼活塞銷。為保證活塞銷工作時(shí)有正常的工作間隙,在冷狀態(tài)時(shí)活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合。裝配時(shí),先將鋁合金活塞在7090的水或油中加熱,再裝入活塞銷?；钊N裝

38、配后,在活塞銷的兩端應(yīng)裝入卡環(huán)以實(shí)現(xiàn)軸向定位,如圖3-72所示。正文 圖3-72全浮式活塞銷正文 (2)半浮式半浮式是指活塞銷與活塞銷座孔或連桿小頭,一處固定,一處浮動(dòng)。其中大多數(shù)采用活塞銷與連桿小頭固定的方式,如圖3-73所示。正文極限范圍而產(chǎn)生異響,就應(yīng)更換活塞銷,恢復(fù)其正常配合間隙。選配活塞銷的原則是:同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)選用同一廠牌、同一修理尺寸的成組活塞銷;活塞銷表面應(yīng)無(wú)任何銹蝕和斑點(diǎn);表面粗糙度值Ra不大于0.2m,圓柱度誤差不大于0.0025mm,質(zhì)量差在10g范圍內(nèi)。2.活塞銷的選配在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),活塞銷與活塞銷座和連桿襯套之間存在微小的間隙,但活塞銷在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)受力大且復(fù)雜,

39、銷與銷座孔及連桿襯套的配合處,必然會(huì)產(chǎn)生磨損,使間隙逐漸變大,若間隙超過正文 圖3-73半浮式活塞銷正文 3.活塞銷的裝配全浮式活塞銷在常溫下裝配時(shí),應(yīng)有微量過盈或間隙,用手掌的力量將活塞銷推入座孔時(shí),應(yīng)感覺有一定緊度,至少能推入座孔的1/31/2,如圖3-74所示。將鋁活塞在7090的水或油中加熱,取出后應(yīng)用手能順利地將活塞銷推進(jìn)銷座孔內(nèi)。用手不能推進(jìn)時(shí),不要用錘硬敲,以免打壞活塞,應(yīng)查明原因,予以修配,直至符合標(biāo)準(zhǔn)。半浮式活塞銷活塞也應(yīng)該加熱,把活塞銷先裝到活塞上,再對(duì)準(zhǔn)連桿孔,把活塞連桿放到胎具上,用壓力機(jī)把活塞銷壓進(jìn)去,如圖3-75所示。正文 圖3-74安裝全浮式活塞銷正文 六、連桿的

40、構(gòu)造與維修1.連桿的構(gòu)造(1)連桿的作用和材料連桿的作用是將活塞承受的氣體壓力傳給曲軸,使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿一般采用中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)模鍛而成,如圖3-76所示,也有一些是采用球墨鑄鐵制造的。為提高連桿的疲勞強(qiáng)度,通常還采用表面噴丸處理。正文 圖3-75用壓力機(jī)安裝半浮式活塞銷正文 圖3-76模鍛的連桿正文圖3-77連桿的結(jié)構(gòu)正文組成,連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭,如圖3-77所示。連桿小頭用來(lái)安裝活塞銷,以連接活塞。為潤(rùn)滑活塞銷和襯套,在連桿小頭和襯套上鉆有集油孔或銑出集油槽,用來(lái)收集發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被擊濺到上面的機(jī)油以便潤(rùn)滑。有的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿小頭采用壓力

41、潤(rùn)滑,因此在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油道。連桿桿身通常做成“工”或“H”形斷面,以求在滿足強(qiáng)度和剛度要求的前提下減輕質(zhì)量。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連,有整體式和分開式兩種,如圖3-78所示。整體式主要用于小型汽油機(jī),多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用分開式連桿大頭,被分開(2)連桿的結(jié)構(gòu)連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件的部分稱為連桿蓋,用特制的連桿螺栓緊固在連桿大頭上。正文圖3-78連桿大頭結(jié)構(gòu)a)整體式b)分開式正文連桿加工時(shí),連桿蓋與連桿大頭是組合后鏜孔(以保證圓度、圓柱度和同軸度),如圖3-79所示。故連桿蓋安裝時(shí)有方向性,不能裝反。連桿大頭內(nèi)孔表面要求有較低的表面粗糙度值,以便與連桿軸瓦(

42、或滾動(dòng)軸承)緊密貼合。連桿大頭還銑有連桿軸承的定位凹槽,有的連桿大頭及軸承還鉆有直徑11.5mm的徑向小油孔,從中噴出機(jī)油以加強(qiáng)氣缸壁等處的飛濺潤(rùn)滑,如圖3-80所示。正文 圖3-79已加工好的連桿正文 圖3-80連桿軸承的定位凹槽和徑向小油孔正文 圖3-81無(wú)定位凹槽的連桿正文 連桿大頭的切口形式分為平切口和斜切口兩種,如圖3-82所示。平切口連桿的剖切面垂直于連桿軸線。一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大頭尺寸都小于氣缸直徑,可采用平切口。平切口連桿蓋與連桿的定位,是利用連桿螺栓上的精加工圓柱臺(tái)或光圓柱部分與經(jīng)過精加工的螺栓孔來(lái)保證的,如圖3-83所示。正文 圖3-82連桿大頭的切口形式a)平切口b)斜切

43、口正文 圖3-83平切口連桿蓋與連桿的定位正文位和定位套定位等,如圖3-84所示。圖3-84柴油機(jī)連桿大頭的定位方式a)鋸齒定位b)止口定位c)定位銷定位d)定位套定位柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷較大,連桿的受力也大,連桿大頭的尺寸往往超過氣缸直徑。為使連桿大頭能通過氣缸,便于拆裝,一般都采用斜切口。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿蓋與連桿常用的定位方式有鋸齒定位、止口定位、定位銷定正文(3)連桿螺栓及其防松連桿螺栓一般采用韌性較高的優(yōu)質(zhì)合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛制或冷鐓成形,如圖3-85所示,是一個(gè)要承受很大沖擊性載荷的重要零件。連桿大頭在安裝時(shí)必須緊固可靠,當(dāng)其發(fā)生損壞時(shí),將給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果。所以,連桿螺栓必須按工

44、廠規(guī)定的擰緊力矩,分23次均勻地?cái)Q緊。(4)連桿軸承連桿軸承也稱連桿軸瓦(俗稱小瓦),安裝在連桿大頭孔座中,與曲軸上的連桿軸頸裝配在一起,構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的配合副之一。連桿軸承由鋼背和減磨層組成,如圖3-86所示正文 圖3-85連桿螺栓正文 圖3-86連桿軸承正文嵌入在連桿大頭和連桿蓋的相應(yīng)凹槽中,如圖3-87所示。圖3-87連桿軸承的定位為了防止連桿軸承在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向移動(dòng),在兩個(gè)連桿軸承的剖分面上,分別沖出高于鋼背面的兩個(gè)定位凸鍵。裝配時(shí),這兩個(gè)凸鍵分別正文選用與曲軸連桿軸頸修理尺寸等級(jí)相同的連桿軸承,如圖3-88所示為兩塊未加厚的連桿軸承和一塊加厚0.25mm的連桿軸承,圖中“S

45、TD”為英文“standard”的縮寫,含義是“標(biāo)準(zhǔn)”。圖3-88連桿軸承a)未加厚的連桿軸承b)加厚0.25mm的連桿軸承連桿軸承選配時(shí),應(yīng)以曲軸連桿軸頸的修理尺寸為依據(jù),同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)正文2.連桿的維修連桿的耗損主要有連桿小頭磨損、連桿彎曲和扭曲等。連桿小頭磨損視情況修理,如圖3-89所示的新連桿,其連桿小頭并未壓裝連桿襯套,磨損后可更換連桿或鉸削連桿小頭孔予以修復(fù)。連桿小頭孔磨損超過極限,再壓裝入連桿襯套,以恢復(fù)其正常配合。新襯套的外徑應(yīng)與小端承孔有0.100.20mm的過盈,以防止襯套在工作中轉(zhuǎn)動(dòng)。過盈量也不可過大,否則在壓裝時(shí)會(huì)將襯套壓裂。連桿彎曲和扭曲的檢驗(yàn)應(yīng)在連桿校驗(yàn)儀上進(jìn)行,如

46、圖3-90所示。在汽車維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)連桿的變形做了如下規(guī)定:連桿小端軸線正文與大端應(yīng)在同一平面,在該平面上的平行度誤差不大于0.03mm,該平面的法向平面上的平行度誤差不大于0.06mm。當(dāng)連桿的彎曲和扭曲度超過誤差值時(shí),應(yīng)進(jìn)行校正或更換。正文 圖3-89新連桿小頭無(wú)連桿襯套正文 圖3-90連桿彎曲和扭曲的測(cè)量正文連桿在裝配時(shí)應(yīng)注意方向,連桿的朝前方向應(yīng)與活塞的朝前方向相同,不同氣缸的連桿不能互換,如圖3-91所示。3.連桿的安裝正文 圖3-91連桿不能裝反和互換正文 有些發(fā)動(dòng)機(jī)連桿上面有道數(shù)標(biāo)記,以便安裝,如圖3-92所示。圖3-92有道數(shù)標(biāo)記的連桿正文第4課曲軸飛輪組的拆裝與維修正文一、

47、曲軸飛輪組的拆裝曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成,如圖3-93所示。圖3-93曲軸飛輪組正文曲軸飛輪組的拆裝步驟如下:1)拆卸飛輪。用扳手交叉對(duì)角分二到三次松開飛輪螺栓,然后取下飛輪,如圖3-94所示。2)拆卸曲軸。用扳手由兩邊往中間交叉對(duì)角分二到三次松開主軸承蓋螺栓,取出主軸承蓋,然后取下曲軸,如圖3-95所示。取下曲軸后,按原位安裝好主軸承蓋。3)清洗曲軸飛輪組零件,如圖3-96所示。4)安裝曲軸。先安裝主軸承下軸瓦,再安裝曲軸,然后安裝曲軸軸向止推片,最后安裝主軸承上軸瓦及主軸承蓋,如圖3-97所示。正文 圖3-94拆卸飛輪正文 圖3-95拆卸曲軸正文 圖3-96清洗曲軸飛輪組零

48、件a)清洗飛輪b)清洗曲軸正文 圖3-97安裝曲軸a)安裝主軸承下軸瓦b)安裝曲軸正文 圖3-97安裝曲軸(續(xù))c)安裝曲軸軸向止推片d)安裝主軸承上軸瓦及主軸承蓋正文 圖3-98主軸承蓋的安裝方向和位置正文 5)安裝飛輪。安裝飛輪時(shí),要對(duì)齊曲軸與飛輪之間的安裝標(biāo)記,再用扳手交叉對(duì)角分多次擰緊飛輪螺栓,如圖3-99所示。正文 圖3-99安裝飛輪正文 二、曲軸的構(gòu)造與維修1.曲軸的構(gòu)造(1)曲軸的作用、工作條件和材料曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的機(jī)件之一,其作用是將活塞連桿組傳來(lái)的氣體作用力轉(zhuǎn)變成曲軸的轉(zhuǎn)矩對(duì)外輸出,并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置工作。曲軸的前端主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)、水泵和風(fēng)扇等附屬

49、機(jī)構(gòu),前端軸上安裝有正時(shí)齒輪(或同步帶輪)、風(fēng)扇與水泵的帶輪、扭轉(zhuǎn)減振器以及起動(dòng)爪等。曲軸后端采用凸緣結(jié)構(gòu),用來(lái)安裝飛輪。正文(2)曲軸的構(gòu)造曲軸的基本結(jié)構(gòu)包括前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重及后端凸緣等,如圖3-100所示。一個(gè)連桿軸頸和它兩端的曲柄及主軸頸構(gòu)成一個(gè)曲拐,曲軸由若干個(gè)曲拐構(gòu)成。單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸只有一個(gè)曲拐,多缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)與氣缸數(shù)相同,V形發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。將若干個(gè)曲拐按照一定的相位連接起來(lái)再加上曲軸前、后端便構(gòu)成一根曲軸。主軸頸和連桿軸頸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵的滑動(dòng)配合副,一般均應(yīng)進(jìn)行表面淬火,軸頸過渡圓角處還需進(jìn)行滾壓強(qiáng)化等工藝,以提高其疲勞

50、強(qiáng)度。正文 圖3-100曲軸的構(gòu)造正文組合式曲軸如圖3-101所示。圖3-101組合式曲軸正文圖3-102曲軸平衡重作用示意圖a)曲軸的受力分析b)曲柄上設(shè)置平衡重的示意圖正文機(jī)油落到甩油盤前面的曲軸上,也會(huì)被裝在正時(shí)齒輪傳動(dòng)室蓋上的自緊式橡膠油封擋住,如圖3-103所示。(3)曲軸前后端的密封及軸向定位曲軸前端借助甩油盤和自緊式橡膠油封實(shí)現(xiàn)密封。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),落在甩油盤上的機(jī)油,在離心力的作用下被甩到正時(shí)齒輪傳動(dòng)室蓋的內(nèi)壁上,再沿壁面流回油底殼。即使有少量正文 圖3-103曲軸前端的密封正文 由于近年來(lái)橡膠油封的耐油、耐熱和耐老化性能的提高,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上曲軸后端的密封越來(lái)越多地采用與曲軸前

51、端一樣的自緊式橡膠油封,如圖3-104所示。圖3-104曲軸后端的密封正文 自緊式橡膠油封由金屬保持架、氟橡膠密封環(huán)和拉緊彈簧構(gòu)成,如圖3-105所示。安裝時(shí)要注意方向,不能裝反。圖3-105自緊式橡膠油封正文曲軸的軸向定位一般采用翻邊軸瓦或止推片,如圖3-106所示,通常將其安裝在前端第一道主軸承處或最后一道主軸承處或中部某軸承處,如圖3-107所示。圖3-106曲軸的軸向定位裝置a)翻邊軸瓦b)止推片正文 圖3-107軸向定位裝置安裝部位a)安裝在中間主軸承處b)安裝在最后一道主軸承處正文安裝止推片時(shí),應(yīng)將涂有減磨合金層的一面朝向旋轉(zhuǎn)面,如圖3-108所示。圖3-108止推片的安裝a)安裝

52、方向正確b)安裝方向錯(cuò)誤正文生搶氣現(xiàn)象;做功間隔角盡量均勻,以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均勻;曲拐布置應(yīng)盡可能對(duì)稱、均勻,以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平衡性好。常見的幾種發(fā)動(dòng)機(jī)曲拐布置和工作順序如下:1)直列四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī),其做功間隔角為720/4=180,各缸的工作順序有1342和1243兩種,其曲拐對(duì)稱布置于同一平面內(nèi)(1、4同向,2、3同向)。其曲拐布置和工作循環(huán)如圖3-109和表3-2所示。(4)曲拐的布置曲拐的布置應(yīng)遵循如下原則:應(yīng)盡可能使連續(xù)做功的兩缸距離遠(yuǎn)些,以減少主軸承的負(fù)荷和避免相鄰兩缸進(jìn)氣門同時(shí)開啟而發(fā)正文 圖3-109直列四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置正文 表3-2直列四缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)表(工作

53、順序1342)正文 圖3-110直列六缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置正文 2)直列六缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī),其做功間隔角為720/6=120,各缸的工作順序是153624,其曲拐均勻布置在互成120的三個(gè)平面內(nèi)(1、6同向,2、5同向,3、4同向)。其曲拐布置和工作循環(huán)如圖3-110和表3-3所示。3)V形八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置形式可以與四缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,四個(gè)曲拐布置在同一平面內(nèi),也可以布置在兩個(gè)互相錯(cuò)開90的平面內(nèi)。其做功間隔角為720/8=90,各缸工作順序一般為18436572。正文表3-3直列六缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)表(工作順序153624)正文(5)扭轉(zhuǎn)減振器當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),曲軸在周期性變

54、化的轉(zhuǎn)矩作用下,各曲拐之間發(fā)生周期性相對(duì)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為扭轉(zhuǎn)振動(dòng),簡(jiǎn)稱扭振。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化頻率與曲軸扭轉(zhuǎn)的自振頻率相同或成整數(shù)倍時(shí),就會(huì)發(fā)生共振。共振時(shí)扭轉(zhuǎn)振幅增大,并導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損加劇,發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,甚至使曲軸斷裂。為了削減曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多在扭轉(zhuǎn)振幅最大的曲軸前端安裝扭轉(zhuǎn)減振器。常用的扭轉(zhuǎn)減振器有橡膠扭轉(zhuǎn)減振器、硅油扭轉(zhuǎn)減振器和硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器等。正文1)橡膠扭轉(zhuǎn)減振器。減振器殼體與曲軸連接,同時(shí)減振器殼體與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)慣性盤及橡膠層硫化在一起,如圖3-111所示。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),減振器殼體與曲軸一起振動(dòng),由于慣性盤滯后于減振器殼體,因而在兩者之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),使橡膠層來(lái)回揉

55、搓,振動(dòng)能量被橡膠的內(nèi)摩擦阻尼吸收,從而使曲軸的扭振得以削減。橡膠扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造容易,在汽車上廣為采用。但其阻尼作用小,橡膠容易老化,故在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上較少采用。正文圖3-111橡膠扭轉(zhuǎn)減振器正文圖3-112硅油扭轉(zhuǎn)減振器正文軸連接,如圖3-112所示。側(cè)蓋與減振器殼體組成封閉腔,其中還滑套著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)慣性盤。慣性盤與封閉腔之間留有一定的間隙,里面充滿高黏度硅油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),減振器殼體與曲軸一起旋轉(zhuǎn)、一起振動(dòng),慣性盤則被硅油的黏性摩擦阻尼和襯套的摩擦力所帶動(dòng)。由于慣性盤質(zhì)量相當(dāng)大,因此它近似作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),于是在慣性盤與減振器殼體間便產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。曲軸的振動(dòng)能量被硅油的內(nèi)摩擦

56、阻尼吸收,使扭振消除或減輕。硅油扭轉(zhuǎn)減振器減振效果好、性能穩(wěn)定、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便,所以其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用日益普遍。但它需要良好的密封和較大的慣性質(zhì)量,致使減振器尺寸較大。2)硅油扭轉(zhuǎn)減振器。硅油扭轉(zhuǎn)減振器由鋼板沖壓而成的減振器殼體與曲正文圖3-113硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器正文性體,同時(shí)用來(lái)密封硅油和支撐慣性盤,在其封閉腔內(nèi)注滿了高黏度硅油,如圖3-113所示。硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器集中了硅油扭轉(zhuǎn)減振器和橡膠扭轉(zhuǎn)減振器兩者的優(yōu)點(diǎn),即體積小、質(zhì)量輕和減振性能穩(wěn)定等。3)硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器。硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器中的橡膠環(huán)主要作為彈正文(2)曲軸彎曲的檢查曲軸彎曲的檢查,如圖3-114所

57、示。將曲軸放在檢測(cè)平板上的V形鐵上,百分表指針抵觸在中間主軸頸上,轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸一周,百分表指針的擺差(徑向圓跳動(dòng)誤差)一般應(yīng)不超過0.040.06mm。若大于這個(gè)數(shù)值,則應(yīng)進(jìn)行壓力校正,若低于此值,可結(jié)合磨削主軸頸予以修正。2.曲軸的維修曲軸常見的損傷形式有軸頸磨損、彎曲變形,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋,甚至斷裂。(1)曲軸裂紋的檢修曲軸裂紋一般發(fā)生在軸頸兩端過渡圓角處或油孔處,是由應(yīng)力集中引起的。曲軸裂紋可用磁力探傷儀或染色滲透劑進(jìn)行檢驗(yàn),若曲軸檢驗(yàn)出裂紋,一般應(yīng)報(bào)廢更換。正文 圖3-114曲軸彎曲的檢查正文 曲軸扭曲變形的檢驗(yàn)是將連桿軸頸轉(zhuǎn)到水平位置上,用百分表分別確定同一方位上兩個(gè)軸頸的高度差,這個(gè)高

58、度差即為扭曲變形量。曲軸扭曲變形后,將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)。(3)曲軸磨損的檢查與修理曲軸主軸頸和連桿軸頸的磨損是不均勻的,且磨損部位有一定的規(guī)律性。主軸頸和連桿軸頸最大磨損部位相互對(duì)應(yīng),即各主軸頸的最大磨損靠近連桿軸頸一側(cè),而連桿軸頸的磨損部位在主軸頸一側(cè),且連桿軸頸的磨損比主軸頸嚴(yán)重。另外,曲軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。曲軸軸頸的磨損可用外徑千分尺測(cè)量其直徑來(lái)確定圓度和圓柱度,如圖3-115所示。當(dāng)其圓度、圓柱度誤差超過0.25mm時(shí),應(yīng)按修理尺寸法進(jìn)行磨削,軸頸直徑達(dá)到其使用極限時(shí)應(yīng)更換曲軸。正文曲軸磨削應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)曲軸主軸頸和連桿軸頸的修理尺寸,一般為46級(jí),級(jí)差為0.

59、25mm。在保證磨削質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡可能選擇最接近的修理級(jí)別,以延長(zhǎng)曲軸的使用壽命。正文 圖3-115測(cè)量曲軸軸頸的直徑正文 2)曲軸的主軸頸和連桿軸頸,應(yīng)分別磨削成同一級(jí)別的修理尺寸,以便于選配軸承,保證合理的配合間隙。3)連桿軸頸應(yīng)以磨削后的主軸頸為基準(zhǔn),采用同心法磨削。4)磨削曲軸時(shí),必須保證主軸頸和連桿軸頸各軸心線的同軸度以及兩軸心線間的平行度,限制曲柄半徑誤差,并保證連桿軸頸相互位置夾角的精度。正文(4)曲軸軸向間隙的檢查與調(diào)整檢查曲軸的軸向間隙時(shí),可將百分表指針抵觸在飛輪或曲軸的其他斷面上,用撬棒前后撬動(dòng)曲軸,百分表指針的最大擺差即為曲軸軸向間隙,如圖3-116所示。也可用塞尺插

60、入止推片與曲軸的承推面之間,測(cè)量曲軸的軸向間隙。曲軸軸向間隙一般為0.070.21mm,使用極限為0.30mm。軸向間隙的調(diào)整是通過更換不同厚度的止推片進(jìn)行的。正文 圖3-116曲軸軸向間隙的檢查正文 三、飛輪的構(gòu)造與維修1.飛輪的作用飛輪的作用是:儲(chǔ)存做功行程的能量,為非做功行程提供動(dòng)力;使曲軸均勻旋轉(zhuǎn);使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠克服短時(shí)間的超負(fù)荷;使起動(dòng)機(jī)通過飛輪上的齒圈起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);校準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻或噴油時(shí)刻;將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給離合器。正文2.飛輪的構(gòu)造飛輪是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的盤形零件,其作用如同一個(gè)能量存儲(chǔ)器。在它的外緣上有起動(dòng)用的齒圈,為保證在有足夠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的前提下,盡可能減少飛輪質(zhì)量,應(yīng)使飛輪的大