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汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修模塊二曲柄連桿機構(gòu)汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修模塊二了解曲柄連桿機構(gòu)功用與組成;分析曲柄連桿機構(gòu)受力情況;掌握機體組的結(jié)構(gòu)特點;掌握活塞連桿組結(jié)構(gòu)特點;掌握曲軸結(jié)構(gòu)特點;了解多缸發(fā)動機連桿軸頸布置形式;了解曲軸扭轉(zhuǎn)減震器、飛輪的工作原理及結(jié)構(gòu);掌握曲柄連桿機構(gòu)總成的拆裝及檢測方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要機構(gòu)。它的功能是把燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩,以向工作機械輸出機械能。在做功沖程,曲柄連桿機構(gòu)將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為活塞往復(fù)運動的機械能,再轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力;在其他沖程,它將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運動,為做功沖程做準(zhǔn)備。發(fā)動機產(chǎn)生的動力大部分經(jīng)曲軸后端的飛輪傳給傳動系統(tǒng)中的離合器,還有一部分經(jīng)曲軸前端的齒輪和帶輪驅(qū)動其他機械。1.四沖程發(fā)動機的工作原理一、曲柄連桿機構(gòu)概述曲柄連桿機構(gòu)主要由以下三部分組成。(1)機體組。機體組主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸襯墊和油底殼等不動件。(2)活塞連桿組。活塞連桿組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等運動機件。(3)曲軸飛輪組。曲軸飛輪組主要包括曲軸、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器和飛輪等機件。1.四沖程發(fā)動機的工作原理一、曲柄連桿機構(gòu)概述2.曲柄連桿機構(gòu)的工作條件與受力分析發(fā)動機做功時,氣缸內(nèi)溫度可達(dá)2500K以上,壓力可達(dá)5~9MPa,現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速可達(dá)3000~6000r/min,活塞每秒要行經(jīng)100~200個行程,其線速度很大。此外,與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸的氣缸套、氣缸蓋、活塞等還將受到化學(xué)腐蝕。因此,曲柄連桿機構(gòu)是在高溫、高壓、高速和有化學(xué)腐蝕的條件下工作的。曲柄連桿機構(gòu)在高壓下做變速運動,因此它在工作中的受力情況非常復(fù)雜。其所受的力主要有氣體作用力、往復(fù)運動件的質(zhì)量慣性力、旋轉(zhuǎn)運動件的旋轉(zhuǎn)慣性力以及相對運動件接觸表面的摩擦力。上述各種力作用在曲柄連桿機構(gòu)的各有關(guān)零件上,使它們受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。為了保證曲柄連桿機構(gòu)工作可靠、減少摩擦、減輕振動,在結(jié)構(gòu)上必須采用相應(yīng)的措施,如為了增強連桿抵抗變形的能力,將連桿桿身斷面制成“工”形;為了降低活塞的質(zhì)量慣性力的影響,活塞采用密度小的鋁合金;為了降低曲軸的旋轉(zhuǎn)慣性力的影響,在曲軸上增設(shè)平衡塊;為了減少機件的磨損,提高加工和裝配精度及材料的硬度,加強潤滑;等等。一、曲柄連桿機構(gòu)概述二、機體組機體組的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1機體組的結(jié)構(gòu)1—氣缸蓋罩;2—氣缸蓋;3—氣缸蓋襯墊;4—氣缸;5—油道和水道;6—氣缸體;7—曲軸箱;8—油底殼水冷式發(fā)動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體,稱為氣缸體-曲軸箱,簡稱氣缸體。氣缸體上部的若干圓柱形空腔稱為氣缸,活塞在其中運動導(dǎo)向。下半部為支承曲軸的曲軸箱,其內(nèi)部為曲軸運動的空間。氣缸體是發(fā)動機各個機構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體,由它來保持發(fā)動機各運動件相互之間的準(zhǔn)確位置關(guān)系。氣缸體的上、下兩個平面用于安裝氣缸蓋和油底殼。氣缸體承受較大的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷,因此其應(yīng)具有足夠的剛度和強度,良好的耐熱性和耐腐蝕性。氣缸體一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵鑄造,有些發(fā)動機為了減輕質(zhì)量、加強散熱而采用鋁合金鑄造。為保證發(fā)動機能在高溫下正常工作,必須對氣缸體和氣缸蓋進行冷卻,其冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種,汽車發(fā)動機多采用水冷的方式。1)氣缸體的基本結(jié)構(gòu)二、機體組1.氣缸體二、機體組氣缸體的具體結(jié)構(gòu)形式可分為三種,如圖2-2所示。發(fā)動機的曲軸軸線與氣缸體下表面在同一平面的為一般式氣缸體,如圖2-2(a)所示。其特點是機體高度低、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、便于加工和曲軸拆裝方便,但剛度和強度較差,多用于中、小型發(fā)動機。發(fā)動機的曲軸軸線高于曲軸箱分開面的為龍門式氣缸體,如圖2-2(b)所示。其特點是強度和剛度較好,能承受較大的機械負(fù)荷,但工藝性較差,多用于大、中型發(fā)動機。隧道式氣缸體如圖2-2(c)所示,主軸承座孔不分開,主軸承采用滾動軸承,其結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)構(gòu)剛度比龍門式的更高,但加工精度要求高、工藝性較差、曲軸拆裝不方便,多用于負(fù)荷較大的柴油機。1.氣缸體1)氣缸體的基本結(jié)構(gòu)圖2-2氣缸體的具體結(jié)構(gòu)形式1—氣缸體;2—水套;3—凸輪軸座孔;4—加強筋;5—主軸承座;6—安裝主軸承蓋的加工面;7—安裝油底殼的加工面;8—主軸承座孔;9—濕式氣缸套二、機體組汽車用多缸發(fā)動機的氣缸排列形式基本上有直列式、V型和對置式三種,如圖2-3所示。直列式發(fā)動機如圖2-3(a)所示,發(fā)動機的各個氣缸排成一列,一般是垂直布置的。但為了降低高度,有的也把氣缸布置成傾斜甚至水平的。這種排列形式的氣缸體結(jié)構(gòu)簡單、加工方便,但長度和高度較大。六缸以下發(fā)動機多采用直列式。1.氣缸體2)氣缸的排列形式圖2-3氣缸的排列形式V型發(fā)動機如圖2-3(b)所示,將氣缸排成兩列,其氣缸中心線的夾角γ<180°。這種排列形式的特點是縮短了發(fā)動機的長度,降低了發(fā)動機的高度,增加了氣缸體的剛度;但是形狀復(fù)雜,加工困難。八缸以上發(fā)動機多采用V型布置。對置式發(fā)動機如圖2-3(c)所示,這種排列形式的特點是降低了整車的重心,增加了行駛的穩(wěn)定性,運行時功率損耗小;但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,潤滑困難,制造及養(yǎng)護成本高,因而已逐漸被大多數(shù)汽車企業(yè)淘汰。干式氣缸套如圖2-4(a)所示,裝入氣缸體后,其外壁不直接與冷卻水接觸,而與氣缸體的壁面直接接觸,壁厚較薄,一般為1~3mm。為了獲得與氣缸體間足夠的實際接觸面積,保證氣缸套的散熱和定位,氣缸套的外表面和與其配套的氣缸體承孔的內(nèi)表面都有一定的加工精度,兩者一般采用過盈配合。干式氣缸套具有整體式氣缸體的優(yōu)點,強度和剛度都較好,但加工比較復(fù)雜,內(nèi)、外表面都需要進行精加工,拆裝不方便,散熱較差。二、機體組氣缸套有干式和濕式兩種,如圖2-4所示,均采用耐磨合金鑄鐵制造,內(nèi)表面還可進行表面淬火、鍍鉻等處理,進一步提高耐磨性。對于鋁合金氣缸體而言,因其耐磨性差,必須在氣缸體內(nèi)鑲?cè)霘飧滋住?.氣缸套1)干式氣缸套圖2-4發(fā)動機氣缸套及其組件1—氣缸套;2—冷卻水套;3—氣缸體;4—橡膠密封圈A—下支承定位帶;B—上支承密封帶;C—凸緣濕式氣缸套如圖2-4(b)所示,裝入氣缸體后,其外壁直接與冷卻水接觸,氣缸套僅在上、下各有一凸出圓環(huán)帶和氣缸體接觸,壁厚一般為5~9mm。濕式氣缸套的上支承定位帶直徑略大,與氣缸套座孔配合較緊密。下支承密封帶與氣缸套座孔配合較松,通常裝有1~3道橡膠密封圈。氣缸套裝入座孔后,通常氣缸套頂面略高出氣缸體上平面0.05~0.15mm。這樣,當(dāng)緊固氣缸蓋螺栓時,可將氣缸襯墊壓得更緊,以保證氣缸的密封性,防止冷卻水和氣缸內(nèi)的高壓氣體竄漏。濕式氣缸套具有散熱良好、冷卻均勻、加工容易、拆裝方便的優(yōu)點,但其強度、剛度都不如干式氣缸套好,且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象,主要用于高負(fù)荷的柴油機和鋁合金缸體發(fā)動機。二、機體組2.氣缸套2)濕式氣缸套圖2-4發(fā)動機氣缸套及其組件1—氣缸套;2—冷卻水套;3—氣缸體;4—橡膠密封圈A—下支承定位帶;B—上支承密封帶;C—凸緣氣缸蓋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,除燃燒室外還設(shè)置有冷卻循環(huán)水水套、潤滑油油路、火花塞座孔(汽油機)或噴油器座孔(柴油機)、進氣道和排氣道。上置凸輪軸式發(fā)動機的氣缸蓋上還有用以安裝凸輪軸的軸承座。圖2-5所示為上海桑塔納轎車發(fā)動機的氣缸蓋及其零件分解。二、機體組氣缸蓋的主要功能是封閉氣缸上部,并與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室。3.氣缸蓋1)氣缸蓋基本結(jié)構(gòu)圖2-5上海桑塔納轎車發(fā)動機的氣缸蓋及其零件分解1—氣缸蓋;2—氣缸蓋襯墊;3—機油反射罩;4—氣缸蓋罩;5—壓條;6—加油蓋;7—氣門罩墊在多缸發(fā)動機中,只覆蓋一個氣缸的氣缸蓋,稱為單體氣缸蓋;能覆蓋部分氣缸(兩個以上)的氣缸蓋稱為塊狀氣缸蓋;能覆蓋全部氣缸的氣缸蓋稱為整體氣缸蓋。采用整體氣缸蓋可以縮短氣缸中心距和發(fā)動機的總長,但其剛性較差,在受熱和受力后容易變形而影響密封,損壞時,必須整個更換。整體氣缸蓋多用于缸徑小于105mm的汽油機。氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造,轎車用汽油機多采用鋁合金氣缸蓋。氣缸蓋用螺栓緊固在氣缸體上。擰緊螺栓時,必須按由中央對稱地向四周擴展的順序分幾次進行,最后一次用扭力扳手按規(guī)定的擰緊力矩擰緊,以免損壞氣缸蓋襯墊,避免發(fā)生漏水、漏氣現(xiàn)象。二、機體組3.氣缸蓋1)氣缸蓋基本結(jié)構(gòu)汽油機的燃燒室由活塞頂部及氣缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成。燃燒室應(yīng)保證充氣效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻面積小、有良好的進氣及擠氣渦流、表面光滑、不易積炭。汽油機常見的燃燒室形狀有楔形、盆形和半球形,如圖2-6所示。二、機體組3.氣缸蓋2)燃燒室圖2-6汽油機常見的燃燒室形狀(3)半球形燃燒室。半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊,火花塞布置在燃燒室中央,燃燒室表面積與其容積之比(面容比)最小。進、排氣門呈兩列傾斜布置,氣門直徑較大,氣道較平直,火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短,不能產(chǎn)生擠氣渦流。半球形燃燒室多用于高速發(fā)動機。(1)楔形燃燒室。楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,氣門相對氣缸軸線傾斜,進氣道比較平直,進氣阻力小,壓縮終了時能形成擠氣渦流,故而燃燒速度較快,經(jīng)濟性和動力性較好。楔形燃燒室多用于每缸兩氣門的發(fā)動機。(2)盆形燃燒室。盆形燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、較緊湊,氣門與氣缸軸線平行,進氣道彎度較大,進氣阻力較大,壓縮終了時能形成擠氣渦流。盆形燃燒室一般用于每缸兩氣門的發(fā)動機。3.氣缸蓋2)燃燒室二、機體組氣缸蓋襯墊(簡稱氣缸墊)安裝于氣缸蓋和氣缸體工作平面間,又稱氣缸床,如圖2-7所示,其作用是保證氣缸體與氣缸蓋間的密封,防止發(fā)生漏水、漏氣、漏油。根據(jù)所用材料,氣缸墊可分為以下三種類型。3.氣缸蓋3)氣缸墊二、機體組(1)金屬-石棉氣缸墊。金屬-石棉氣缸墊外面包有銅皮或鋼皮,在缸口、水口、油孔周圍卷邊加強,內(nèi)填石棉;或以編織的鋼絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架,外覆石棉及黏結(jié)劑壓制而成,只在缸口、水口、油孔處用金屬片包邊。該類型的氣缸墊具有良好的彈性和耐熱性,能重復(fù)使用。(2)金屬-復(fù)合材料氣缸墊。金屬-復(fù)合材料氣缸墊以編織的鋼絲、鋼片或沖孔鋼片為骨架,在鋼板的兩面粘覆耐熱、耐壓和耐腐蝕的新型復(fù)合材料,表面涂以石墨粉等潤滑劑,只在缸口、水口、油孔處用金屬片包邊。(3)全金屬氣缸墊。全金屬氣缸墊由單層或多層金屬片(銅、鋁或低碳鋼)制成,其強度高,抗腐蝕能力強。金屬-復(fù)合材料氣缸墊和全金屬氣缸墊均屬無石棉氣缸墊,因沒有石棉夾層,消除了氣缸墊中的氣囊及石棉污染,是新型氣缸墊的發(fā)展方向。氣缸墊安裝時應(yīng)注意安裝方向,一般是將卷邊朝向易修整的接觸面或硬平面。例如,當(dāng)氣缸蓋和氣缸體同為鑄鐵時,卷邊朝向易修整的氣缸蓋;當(dāng)氣缸蓋為鋁合金、氣缸體為鑄鐵時,卷邊朝向較硬的氣缸體。氣缸墊也可根據(jù)標(biāo)記或文字要求安裝。二、機體組3.氣缸蓋3)氣缸墊在氣缸蓋上部有一個能起到密封作用的氣缸蓋罩,如圖2-5中的零件4,有的也稱氣門室罩。氣缸蓋罩一般用薄鋼板沖壓而成,上設(shè)有加注機油用的注油孔。氣缸蓋罩與氣缸蓋之間設(shè)有密封墊。二、機體組3.氣缸蓋4)氣缸蓋罩圖2-5上海桑塔納轎車發(fā)動機的氣缸蓋及其零件分解1—氣缸蓋;2—氣缸蓋襯墊;3—機油反射罩;4—氣缸蓋罩;5—壓條;6—加油蓋;7—氣門罩墊油底殼用于封閉下曲軸箱并儲存機油。油底殼由于一般不受力,常用薄鋼板沖壓制成,如圖2-8所示。二、機體組4.油底殼圖2-8油底殼及其附件1—密封墊;2—油底殼;3—密封圈;4—磁性放油塞油底殼的形狀取決于發(fā)動機的總體布置和機油的容量。有些發(fā)動機為了加強油底殼內(nèi)機油的散熱,采用鋁合金鑄造的油底殼,在殼的底部還鑄有相應(yīng)的散熱筋片。為了保證發(fā)動機縱向傾斜時機油泵仍能吸到機油,油底殼中部做得較深,并在最深處裝有放油塞。有的放油塞是有磁性的,能吸集機油中的金屬屑,以減少發(fā)動機運動部件的磨損。油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油板,防止汽車振動時油面波動過大。為了防止漏油,曲軸箱與油底殼之間裝有密封墊,也有涂密封膠的。二、機體組4.油底殼發(fā)動機一般通過氣缸體和飛輪殼(或變速器)支承在車架上,發(fā)動機的支承方法一般有三點支承和四點支承兩種,如圖2-9所示。有些發(fā)動機還采用了相當(dāng)于液壓減震器的液壓式彈性支承。二、機體組5.發(fā)動機的支承圖2-9發(fā)動機的支承方式1、2、3、4—支承;5—發(fā)動機;6—離合器;7—變速器三點支承可布置成前二后一,前端兩點通過曲軸箱支承在車架上,后端一點通過變速器殼支承在車架上。四點支承的前、后各兩個支承點,前端兩點通過曲軸箱支承在車架上,后端兩點通過飛輪殼支承在車架上。發(fā)動機在車架上采用彈性支承是為了消除汽車行駛中車架的扭轉(zhuǎn)變形對發(fā)動機的影響,減小傳給底盤和乘員的振動與噪聲。為了防止汽車制動或加速時由于彈性元件的變形產(chǎn)生的發(fā)動機縱向位移,發(fā)動機設(shè)有縱拉桿,通過橡膠墊塊使發(fā)動機與車架縱梁相連。另外,考慮到發(fā)動機的振動或擺動,所有與發(fā)動機相連的各種水管、油管、接線及桿件都應(yīng)采用柔性連接。二、機體組5.發(fā)動機的支承三、活塞連桿組活塞連桿組的結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。圖2-10活塞連桿組的結(jié)構(gòu)1、2—活塞環(huán);3—油環(huán)刮片;4—油環(huán)襯簧;5—活塞;6—活塞銷;7—活塞銷卡環(huán);8—連桿組;9—連桿襯套;10—連桿;11—連桿螺栓;12—連桿蓋;13—連桿螺母;14—連桿軸瓦1.活塞1)活塞的功用活塞的功用是與氣缸蓋共同構(gòu)成燃燒室,承受氣體壓力,并將此力通過活塞銷傳給連桿,以推動曲軸旋轉(zhuǎn)?;钊窃诟邷亍⒏邏?、高速、潤滑不良和散熱困難的條件下工作的。由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)饨佑|,燃?xì)獾臏囟瓤蛇_(dá)2700K以上,因此活塞頂部的溫度可達(dá)600~700K。高溫一方面使材料的強度和硬度顯著降低,另一方面,會使活塞的熱膨脹量增大,容易破壞活塞與其相關(guān)零件的配合?;钊谧龉_程中,受到高壓燃?xì)獾臎_擊作用(柴油機瞬時壓力為6~9MPa,汽油機瞬時壓力為3~5MPa),這會導(dǎo)致活塞側(cè)壓力增大,加速活塞表面磨損,引起活塞變形。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高,活塞的往復(fù)運動的平均線速度可達(dá)8~12m/s,活塞還承受本身所產(chǎn)生的極大的往復(fù)慣性力。三、活塞連桿組2)活塞的工作條件1.活塞活塞由于受到上述周期性變化的燃?xì)鈮毫蛻T性力的作用,各個部分產(chǎn)生交變的拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力,從而引起活塞的變形、磨損等各種損壞?;钊墓ぷ鳁l件要求活塞具有足夠的強度和剛度;質(zhì)量要小,以保持較小的慣性力;具有良好的導(dǎo)熱性和較小的熱膨脹性;活塞與氣缸壁間的摩擦系數(shù)較?。坏鹊?。汽車發(fā)動機廣泛采用的活塞材料是鋁合金,有的柴油機上也采用合金鑄鐵或耐熱鋼制造活塞。鋁合金活塞具有質(zhì)量小、導(dǎo)熱性好的優(yōu)點;其缺點是熱膨脹系數(shù)較大、在高溫時,強度和剛度下降較大,一般要在結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械加工或熱處理上采取措施加以彌補。三、活塞連桿組2)活塞的工作條件1.活塞活塞主要由活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部三部分組成,如圖2-11所示。三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)圖2-11活塞的結(jié)構(gòu)1—活塞頂部;2—活塞頭部;3—活塞環(huán);4—活塞銷座;5—活塞銷;6—活塞銷鎖環(huán);7—活塞裙部;8—加強筋;9—活塞環(huán)槽1.活塞(1)活塞頂部?;钊敳渴侨紵业慕M成部分,用來承受氣體壓力,其常見形狀如圖2-12所示。為了提高剛度和強度,并加強散熱能力,其背面多有加強筋。汽油機活塞頂部形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關(guān)。三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)平頂活塞結(jié)構(gòu)簡單,且受熱面積小、溫度低,加工方便,在汽油機上廣泛采用;凹頂活塞可以用來調(diào)節(jié)發(fā)動機的壓縮比,且可以改善燃燒室形狀,但頂部受熱量大,易形成積炭,加工較難;凸頂活塞頂部剛度較大,制造時可減薄頂部的厚度來減輕質(zhì)量,但頂部溫度較高,主要適用于二沖程發(fā)動機。1.活塞(2)活塞頭部。活塞頭部是活塞最下一道環(huán)槽以上的部分。其作用是承受氣體壓力并傳給連桿,與活塞環(huán)一起實現(xiàn)氣缸的密封,將熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁?;钊^部有若干道用于安裝活塞環(huán)的環(huán)槽,上面2~3道環(huán)槽用于安裝氣環(huán),下面1~2道環(huán)槽用于安裝油環(huán)。在油環(huán)槽底面上鉆有若干小孔或切有橫向槽,油環(huán)從氣缸壁上刮下來的多余機油經(jīng)此流回油底殼。汽車用汽油機活塞大都采用兩道氣環(huán)和一道油環(huán)的結(jié)構(gòu)。活塞頭部一般做得較厚,以便于熱量從活塞頂部經(jīng)活塞環(huán)傳到氣缸的冷卻壁面上,從而防止活塞頂部的溫度過高。三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)1.活塞(3)活塞裙部。活塞裙部是指油環(huán)槽下端以下部分,其作用是為活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運動導(dǎo)向和承受側(cè)壓力?;钊共康幕拘螤顬橐槐”趫A筒,圓筒完整的稱為全裙式?,F(xiàn)代汽車發(fā)動機為了減小活塞質(zhì)量,廣泛采用半拖鞋式活塞裙部,其結(jié)構(gòu)是把活塞裙部負(fù)荷能力不大的部分切去,形成半拖鞋式裙部,如圖2-13所示。這種結(jié)構(gòu)的活塞裙部彈性較好,可以減小活塞與氣缸的裝配間隙。三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)1.活塞三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)活塞在工作時會產(chǎn)生機械變形和熱變形。機械變形是由于活塞在氣體壓力和側(cè)壓力的作用下,其裙部直徑在活塞銷軸線方向上增大;熱變形是由于活塞銷座附近的金屬量大,受熱后膨脹量也大。這些變形使活塞裙部斷面變成長軸在活塞銷軸線方向上的橢圓,如圖2-14所示。1.活塞三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)為了保證活塞的正常工作,活塞各部與氣缸壁之間必須保持一定的間隙,預(yù)先將活塞加工成裙部斷面為長軸垂直于活塞銷方向的橢圓。由于活塞沿軸線方向溫度和質(zhì)量分布都不均勻,因此熱膨脹量是上大下小,鋁合金活塞的這種差異尤其明顯。為了使活塞在工作狀態(tài)(熱態(tài))下接近一個圓柱形,有的活塞制成上小下大的錐形或桶形,如圖2-15所示。1.活塞三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)為了減少鋁合金活塞裙部的熱膨脹量,有的汽油機活塞在裙部受側(cè)壓力小的一面開有T形槽,如圖2-16所示。其中,橫槽為絕熱槽,它開在最下面一道油環(huán)槽中或裙部上邊沿,其作用是減少頭部熱量向裙部的傳導(dǎo),還可兼做油孔。豎槽為膨脹槽,其作用是使裙部具有一定的彈性和在熱態(tài)時起補償作用,使活塞在裝配間隙較小的情況下不致卡缸。為了限制活塞裙部的膨脹量,汽油機活塞通常在活塞銷座內(nèi)鑲鑄有低膨脹的含鎳恒范鋼片或筒形恒范鋼片,從而與鋁合金形成雙金屬壁層。1.活塞(4)活塞銷座?;钊N座用于安裝活塞銷,位于活塞裙部的上部,為厚壁圓筒結(jié)構(gòu),其作用是將活塞頂部氣體作用力經(jīng)活塞銷傳給連桿。銷座孔內(nèi)接近外表面處的環(huán)槽用于安裝彈性鎖環(huán),防止活塞銷發(fā)生軸向竄動?;钊N座孔一般都垂直正交于活塞軸線,但也有些高速汽油機特意將活塞銷座孔偏向于活塞做功行程的受力側(cè)1~2mm,以便使活塞在越過上止點時能平順地從缸壁的一側(cè)過渡到另一側(cè),從而減輕活塞在換向時對氣缸壁的拍擊。通?;钊捻敳坑邪惭b方向標(biāo)記,安裝時,應(yīng)使標(biāo)記方向朝向發(fā)動機前方。一臺發(fā)動機一組活塞的尺寸和質(zhì)量偏差都用分組選配的方法控制在一定范圍內(nèi)。三、活塞連桿組3)活塞的結(jié)構(gòu)1.活塞活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán),按其功用可分為氣環(huán)和油環(huán)兩類,如圖2-17所示。三、活塞連桿組2.活塞環(huán)1)活塞環(huán)的功用氣環(huán)又稱壓縮環(huán),其作用是保證活塞與氣缸壁間的密封,防止高溫、高壓的燃?xì)飧Z入曲軸箱,污染機油;同時,其可將活塞頂所吸收的大部分熱量傳給氣缸壁,避免活塞過熱;另外,其還起刮油、布油的輔助作用。一般發(fā)動機上每個活塞裝有2~3道氣環(huán)。油環(huán)用來刮除缸壁上多余的燃油,形成均勻的油膜,既可以防止機油竄入氣缸燃燒,又可減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的摩擦力和磨損。此外,油環(huán)也起密封的輔助作用。通常發(fā)動機上每個活塞裝有1~2道油環(huán)?;钊h(huán)是在高溫、高壓、高速及潤滑條件極差的條件下工作的,尤其是第一道環(huán)的工作條件最為惡劣,是發(fā)動機中工作壽命最短的零件之一。制造活塞環(huán)的材料除具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐熱性外,還應(yīng)有高強度、高沖擊韌性和足夠的彈性。一般活塞環(huán)多用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制造。組合油環(huán)還采用彈簧鋼片制造。為了提高活塞環(huán)的耐磨性,通常在第一道活塞環(huán)外表面進行多孔鍍鉻或噴鉬來減緩活塞環(huán)的磨損。多孔性鉻層硬度高,并能儲存少量的機油,改善潤滑條件,使環(huán)的使用壽命提高2~3倍。其他的環(huán)多采用鍍錫、磷化或硫化處理以改善磨合性能。三、活塞連桿組2)活塞環(huán)的工作條件2.活塞環(huán)發(fā)動機工作時,活塞、活塞環(huán)等機件都會發(fā)生熱膨脹。工作時,既要保證氣缸的密封性,又要防止環(huán)卡死在缸內(nèi)或脹死于環(huán)槽中。因此,所有活塞環(huán)在裝配后應(yīng)留有端隙、側(cè)隙和背隙,如圖2-18所示。三、活塞連桿組3)活塞環(huán)的間隙2.活塞環(huán)圖2-18活塞環(huán)的間隙1—氣缸;2—活塞環(huán);3—活塞;Δ1—端隙;Δ2—側(cè)隙;Δ3—背隙端隙又稱開口間隙,是活塞環(huán)裝入氣缸后開口處的間隙,一般為0.25~0.50mm。為減少氣體的泄漏,裝環(huán)時,第一道環(huán)的開口位置應(yīng)避開做功行程的主推力面(側(cè)壓力大的一面),且各道環(huán)的開口應(yīng)相互錯開。側(cè)隙又稱邊隙,是活塞環(huán)裝入活塞后,其側(cè)面與活塞環(huán)槽之間的間隙。第一道環(huán)因工作溫度高,其側(cè)隙一般為0.04~0.10mm,其他環(huán)一般為0.03~0.07mm。油環(huán)的側(cè)隙較小,一般為0.025~0.07mm。背隙是活塞及活塞環(huán)裝入氣缸后,活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底的間隙,一般為0.5~1mm。油環(huán)的背隙較氣環(huán)的大,目的是增大存油間隙,利于減壓泄油。為了測量方便,維修中以環(huán)的厚度與環(huán)槽的深度差來表示,此數(shù)值比實際背隙要小。三、活塞連桿組3)活塞環(huán)的間隙2.活塞環(huán)三、活塞連桿組(1)氣環(huán)的密封原理。氣環(huán)在自由狀態(tài)下不是正圓形,其外廓尺寸比氣缸直徑大。當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后,在其自身的彈力F1作用下,環(huán)的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一密封面,氣缸內(nèi)的高壓氣體繞行至活塞與氣缸壁之間的間隙進入活塞環(huán)的側(cè)隙和背隙中,如圖2-19所示。2.活塞環(huán)4)氣環(huán)進入側(cè)隙中的高壓氣體使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面貼緊形成第二密封面。竄入活塞環(huán)背隙的氣體產(chǎn)生背壓力F2,使環(huán)對缸壁進一步壓緊,加強了第一、第二密封面的密封性,稱為第二次密封。這時漏氣的唯一通道就是活塞環(huán)的開口間隙。如果幾道活塞環(huán)的開口相互錯開,構(gòu)成“迷宮式”封氣裝置,就可以對氣缸中的高壓燃?xì)膺M行有效密封。三、活塞連桿組(2)氣環(huán)的開口形狀。氣環(huán)的開口形狀對漏氣量有一定的影響。直開口[圖2-20(a)]工藝性好,但密封性差;階梯形開口[圖2-20(b)]密封性好,工藝性差;斜開口[圖2-20(c)]的密封性和工藝性介于前兩種之間,斜角一般為30°或45°;圖2-20(d)所示為二沖程發(fā)動機活塞環(huán)的帶防轉(zhuǎn)銷釘槽的開口,壓配在活塞環(huán)槽中的銷釘是用來防止活塞環(huán)在工作中繞活塞中心線轉(zhuǎn)動的。2.活塞環(huán)4)氣環(huán)三、活塞連桿組(3)氣環(huán)的斷面形狀。氣環(huán)的斷面形狀有多種,如圖2-21所示。2.活塞環(huán)4)氣環(huán)三、活塞連桿組2.活塞環(huán)4)氣環(huán)①矩形環(huán)。矩形環(huán)的斷面為矩形,其結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,與氣缸壁接觸面積大,有利于活塞散熱,但其磨合性差,而且在與活塞一起做往復(fù)運動時,把氣缸壁上的機油不斷地擠入燃燒室中,產(chǎn)生泵油作用,使機油消耗增加,活塞頂及燃燒室壁面積炭。其泵油原理如圖2-22所示。活塞下行時,由于環(huán)與缸壁之間的摩擦阻力以及環(huán)本身的慣性,環(huán)將壓靠著環(huán)槽的上側(cè)面。缸壁上的機油就被刮入下側(cè)間隙內(nèi)。當(dāng)活塞上行時,環(huán)又壓靠在環(huán)槽的下側(cè)面上,第一道環(huán)背隙里的油就進入氣缸中,如此反復(fù),結(jié)果就像油泵的作用一樣,將缸壁的機油最后壓入燃燒室。三、活塞連桿組2.活塞環(huán)4)氣環(huán)②錐面環(huán)。錐面環(huán)的外圓面為錐角很小的錐面,與氣缸壁線接觸,錐角30′~60′,如圖2-21(b)所示。錐面環(huán)在氣缸內(nèi)向下滑動時刮油,向上滑動時,由于斜面的油楔作用,環(huán)可在油膜上浮起,減少磨損。錐面環(huán)傳熱性差,不能用作第一道氣環(huán)。環(huán)上有朝上標(biāo)記,不能裝反。③扭曲環(huán)。為了消除或減少有害的泵油作用,廣泛采用非矩形斷面的扭曲環(huán),如圖2-21(c)、圖2-21(d)所示。扭曲環(huán)是將矩形環(huán)內(nèi)圓的上邊緣或下邊緣切去一部分。斷面不對稱的氣環(huán)裝入氣缸后,彈性內(nèi)力的作用使斷面發(fā)生扭曲,故稱扭曲環(huán)。矩形環(huán)和扭曲環(huán)的作用原理如圖2-23所示。三、活塞連桿組扭曲環(huán)裝入氣缸后,其外側(cè)拉伸應(yīng)力的合力F1與內(nèi)側(cè)壓縮應(yīng)力的合力F2間有一力臂c,于是產(chǎn)生了扭曲力矩M,它使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下側(cè)面都接觸,避免了環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的上下竄動造成的泵油現(xiàn)象,同時增加了密封性。扭曲環(huán)的扭曲變形應(yīng)使環(huán)的端面與氣缸壁形成的楔形尖角向下。安裝時,必須注意環(huán)的斷面形狀和方向,不能裝反,環(huán)上有朝上記號。2.活塞環(huán)4)氣環(huán)三、活塞連桿組④梯形環(huán)。梯形環(huán)的斷面為梯形,如圖2-21(e)所示。其主要作用是當(dāng)活塞受到側(cè)壓力的作用而改變位置時,環(huán)的側(cè)隙和背隙相應(yīng)發(fā)生變化,使沉積在環(huán)槽中的結(jié)焦被擠出,避免了環(huán)被粘在環(huán)槽中而引起折斷。梯形環(huán)的工藝較復(fù)雜,常用于熱負(fù)荷較高的柴油機的第一道環(huán)。⑤桶面環(huán)。桶面環(huán)的外圓面為外凸圓弧形,如圖2-21(f)所示。當(dāng)桶面環(huán)上下運動時,均能與氣缸壁形成楔形空間,使機油容易進入摩擦面,從而使磨損大為減少;桶面環(huán)與氣缸是圓弧接觸,能很好地適應(yīng)活塞的擺動,避免了棱角負(fù)荷,且接觸面小,有利于密封。但凸圓弧面加工較困難。桶面環(huán)常用于強化柴油機的第一道環(huán)。2.活塞環(huán)4)氣環(huán)油環(huán)的作用是形成一層必要的油膜來潤滑活塞和氣缸壁。油環(huán)分整體式油環(huán)和組合式油環(huán)兩種,如圖2-24所示。三、活塞連桿組5)油環(huán)2.活塞環(huán)整體式油環(huán)一般是用合金鑄鐵制造,外圓面的中間切有一道凹槽,在凹槽底部加工出若干回油用的小孔或狹縫。其結(jié)構(gòu)簡單,加工容易,成本低。三、活塞連桿組5)油環(huán)2.活塞環(huán)組合式油環(huán)由上、下刮油片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力作用的襯環(huán)組成。襯環(huán)的彈性可以使油環(huán)形成均勻的放射性壓力,即使氣缸的圓度不是很好,油環(huán)也能與氣缸很好地貼合。刮油片很薄,對氣缸壁的比壓大,刮油作用強,上、下刮油片各自獨立,對氣缸的適應(yīng)性好。組合式油環(huán)還具有質(zhì)量小、回油通路大的特點。因此,組合式油環(huán)在高速發(fā)動機上得到了廣泛的應(yīng)用。油環(huán)的刮油原理如圖2-25所示。無論活塞是下行還是上行,油環(huán)都能將氣缸壁上多余的機油刮下來,經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。1)活塞銷的功用活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭,將活塞承受的氣體壓力傳給連桿。2)活塞銷的工作條件活塞銷要在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷,潤滑條件較差,因此要求活塞銷有足夠的剛度和強度,表面耐磨,質(zhì)量盡可能小。因此,活塞銷通常做成空心圓柱體。活塞銷的材料一般為低碳鋼或低合金滲碳鋼,高負(fù)荷發(fā)動機則采用滲氮鋼,通常對材料表面進行滲碳淬火或滲氮處理以提高表面硬度,并保證心部具有一定的沖擊韌性,再經(jīng)精磨和拋光等工序精加工而成。3.活塞銷三、活塞連桿組三、活塞連桿組3)活塞銷的結(jié)構(gòu)活塞銷的結(jié)構(gòu)形狀簡單,如圖2-26所示。3.活塞銷圓柱形內(nèi)孔活塞銷容易加工,但活塞銷的質(zhì)量較大。兩段截錐形內(nèi)孔活塞銷質(zhì)量較輕,又接近于等強度梁,性能最好,但錐孔加工較難。組合形內(nèi)孔活塞銷介于兩者之間?;钊N與活塞銷座孔、連桿小頭的連接方式一般有全浮式和半浮式兩種,如圖2-27所示。圖2-27活塞銷的連接方式1—連桿襯套;2—活塞銷;3—連桿;4—卡環(huán);5—緊固螺栓三、活塞連桿組(1)全浮式連接。全浮式連接的活塞銷如圖2-27(a)所示,在發(fā)動機正常工作溫度下,全浮式連接的活塞銷可以在連桿小頭襯套孔和活塞銷座孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,以使活塞銷外表面的磨損比較均勻。這種連接方式在中、大型發(fā)動機上被廣泛采用。為了防止活塞銷工作時軸向竄動而刮傷氣缸壁,活塞銷座兩端用卡環(huán)加以軸向定位。采用鋁活塞銷時,活塞銷座的熱膨脹量大于鋼活塞銷的熱膨脹量。為了保證工作時有正常的工作間隙(0.01~0.02mm),冷態(tài)時活塞銷與活塞銷座孔為過渡配合,有微量過盈。裝配時,先將鋁活塞銷在溫度為70~90℃的水或油中加熱,使座孔的直徑受熱膨脹后大于冷態(tài)下的活塞銷直徑,然后將銷裝入。3.活塞銷3)活塞銷的結(jié)構(gòu)三、活塞連桿組(2)半浮式連接。半浮式連接的活塞銷如圖2-27(b)所示,銷與銷座孔和連桿小頭兩處,一處固定,一處浮動。其中大多數(shù)采用活塞銷與連桿小頭固定方式,這種連接方式省去了連桿小頭襯套的修理作業(yè),維修方便。為保證發(fā)動機的冷起動,活塞銷與銷座孔之間必須要有一定的裝配間隙。高速發(fā)動機中活塞銷與連桿小頭通常為緊配合,具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、平衡性好的特點。裝配時,先將連桿小頭加熱到300℃左右,再將銷壓入小頭孔中。3.活塞銷3)活塞銷的結(jié)構(gòu)1)連桿的功用連桿的功用是將活塞承受的力傳遞給曲軸,推動曲軸轉(zhuǎn)動,變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。2)連桿的工作條件連桿在工作時承受活塞銷傳來的氣體作用力、活塞連桿組往復(fù)運動時的慣性力、連桿大頭繞曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用,這些力的大小和方向都是周期性變化的,使連桿承受壓力、拉伸和彎曲等交變載荷。因此,要求連桿質(zhì)量盡可能小,有足夠的剛度和強度。連桿一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成,然后進行機械加工和熱處理。為提高連桿的疲勞強度,通常還采用表面噴丸處理。也有的發(fā)動機采用纖維增強鋁合金連桿,具有質(zhì)量輕、綜合性能好的特點。4.連桿三、活塞連桿組三、活塞連桿組3)連桿的結(jié)構(gòu)連桿由連桿小頭、桿身和連桿大頭組成,如圖2-28所示。(1)連桿小頭。連桿小頭用以安裝活塞銷(半浮式)或連桿襯套(全浮式)。全浮式連桿小頭孔中壓有連桿襯套。連桿襯套一般采用錫青銅、鉛青銅或鋁青銅等減摩材料。襯套與連桿小頭緊配合壓入,內(nèi)孔經(jīng)過精鉸加工。連桿小頭襯套一般靠曲軸箱中飛濺的油霧潤滑,因此連桿上方往往開有集油孔,在襯套內(nèi)表面銑有集油槽。安裝襯套時,必須注意對準(zhǔn)油孔的位置。圖2-27活塞銷的連接方式1—連桿襯套;2—活塞銷;3—連桿;4—卡環(huán);5—緊固螺栓4.連桿三、活塞連桿組3)連桿的結(jié)構(gòu)(3)連桿大頭。連桿大頭用以連接曲軸的連桿軸頸,為保證軸瓦的工作性能與連桿的可靠性,要求連桿大頭具有足夠的強度和剛度。為了便于裝配,連桿大頭是剖分的,被分開的部分稱為連桿蓋,用特制的連桿螺栓緊固在連桿大頭上。連桿蓋與連桿大頭是組合鏜孔的,為了防止裝配時配對錯誤,在同一側(cè)刻有配對記號。連桿大頭的刮分面有平切口式和斜切口式兩種,如圖2-30所示。4.連桿(2)桿身。為了在滿足剛度和強度的前提下使質(zhì)量盡可能小,連桿桿身通常做成工字形斷面,如圖2-29所示。工字形斷面的y—y軸在連桿運動平面內(nèi),抗彎性好。有的柴油機在桿身內(nèi)加工有油道,用來潤滑小頭襯套或冷卻活塞,如果是后者,須在小頭頂部加工出噴油孔。三、活塞連桿組3)連桿的結(jié)構(gòu)平切口式剖分面與連桿桿身成90°。斜切口式剖分面與連桿軸線成30°~60°的夾角,一般采用45°的較多,這種形式減小了連桿大頭的橫向尺寸,故連桿軸頸的直徑可做得較大,當(dāng)卸下連桿蓋后,連桿能通過氣缸套而便于拆裝。平切口的連桿蓋與連桿是利用連桿螺栓上精加工的凸臺或光圓柱部分,與經(jīng)過精加工的螺栓孔來保證定位,如圖2-31(a)所示。4.連桿三、活塞連桿組3)連桿的結(jié)構(gòu)斜切口連桿承受慣性力的拉伸時,在切口方向上受有較大的橫向分力,使連桿螺栓受剪切作用,故必須采用可靠的定位方式。常用的定位措施如下:4.連桿①止口定位。如圖2-31(b)所示,它的工藝簡單,但結(jié)構(gòu)不緊湊,且只有單向定位,定位不可靠,對連桿蓋止口向外變形或連桿大頭止口向內(nèi)變形均無法阻止。②銷套定位。如圖2-31(c)所示,銷套定位是在連桿蓋的每一個螺栓孔中壓配一個剛度大且剪切強度高的套筒,其拆裝方便,但工藝較復(fù)雜。③鋸齒定位。如圖2-31(d)所示,它的接觸面大,尺寸緊湊,定位可靠,但工藝較復(fù)雜,維修不太方便。現(xiàn)代發(fā)動機用連桿軸瓦,如圖2-32所示。它是由鋼背和減摩層組成的分開式薄壁軸承。鋼背由厚1~3mm的低碳鋼制成,是軸承的基體,減摩層是由澆鑄在鋼背內(nèi)圓上厚0.3~0.7mm的薄層減摩合金制成,用以減少摩擦阻力,加速磨合及保持油膜。為適應(yīng)連桿軸瓦的工作條件,要求減摩合金有足夠的疲勞強度,有良好的抗咬合性、順應(yīng)性、嵌藏性,有足夠的結(jié)合強度和良好的耐磨性。目前,汽車發(fā)動機的軸承減摩合金主要有白合金(巴氏合金)、銅鉛合金和鋁基合金。含錫量20%以上的高錫鋁基合金軸承在汽油機和柴油機上得到廣泛應(yīng)用。軸瓦在自由狀態(tài)下的曲率半徑略大于座孔的半徑,當(dāng)它們裝入連桿大頭孔內(nèi)時有過盈,故能均勻地緊貼在大頭孔壁上,具有很好的承受載荷和導(dǎo)熱的能力。在兩個連桿軸承的剖分面上,分別沖壓出高于鋼背面的兩個定位凸鍵。裝配時,這兩個定位凸鍵分別嵌入連桿大頭和連桿蓋上的相應(yīng)凹槽中,防止連桿軸承在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)動和移動。此外,在連桿軸瓦內(nèi)表面上還加工有油槽用于貯油,保證其可靠潤滑。三、活塞連桿組4.連桿3)連桿的結(jié)構(gòu)三、活塞連桿組4)V型發(fā)動機連桿V型發(fā)動機左、右兩個氣缸的連桿安裝在同一個連桿軸頸上,其結(jié)構(gòu)隨安裝形式的不同而不同。V型發(fā)動機的連桿布置有如下三種形式。4.連桿(1)并列連桿式。并列連桿式如圖2-33(a)所示,相對應(yīng)的左、右兩缸的連桿一前一后并列地安裝在同一個連桿軸頸上,其連桿結(jié)構(gòu)與直列式發(fā)動機的連桿基本相同,只是大頭寬度稍小一些。這種布置的優(yōu)點是前后連桿結(jié)構(gòu)完全相同,故可以通用,左、右兩列氣缸的活塞運動規(guī)律相同。其缺點是兩列氣缸沿曲軸縱向要相互錯開一段距離,從而增加了曲軸和發(fā)動機的長度。三、活塞連桿組4)V型發(fā)動機連桿4.連桿(3)叉形連桿式。叉形連桿式如圖2-33(c)所示,一列氣缸中的連桿大頭為叉形,另一列氣缸中的連桿與普通連桿類似,只是大頭的寬度較小,一般稱其為內(nèi)連桿。叉形連桿的優(yōu)點是兩列氣缸中活塞的運動規(guī)律相同,左右對應(yīng)的兩氣缸軸線無須在曲軸軸向上錯位。其缺點是叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造比較困難,維修也不方便,且大頭剛度較差。(2)主副連桿式。主副連桿式如圖2-33(b)所示,一個主連桿、一個副連桿組成主副連桿。一列氣缸裝主連桿,主連桿大頭安裝在曲軸的連桿軸頸上;另一列氣缸裝副連桿,其副連桿通過銷軸鉸接在主連桿體或主連桿蓋上。這種布置的缺點是主、副連桿不能互換,且主連桿受到副連桿施加的附加彎矩,兩列氣缸中活塞的運動規(guī)律和上止點位置均不相同。但采用主副連桿的V型發(fā)動機兩列氣缸不需要相互錯開,故不會增加發(fā)動機的長度。四、曲軸飛輪組曲軸飛輪組如圖2-34所示。圖2-34曲軸飛輪組1—起動爪;2—鎖緊墊片;3—曲軸扭轉(zhuǎn)減震器;4—帶輪;5—擋油片;6—正時齒輪;7—半圓鍵;8—曲軸;9—主軸瓦;10—止推片;11—飛輪四、曲軸飛輪組1)曲軸的功用曲軸的功用是承受連桿傳來的力,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩,然后通過飛輪輸出,同時驅(qū)動發(fā)動機配氣機構(gòu)及其他輔助系統(tǒng)工作。2)曲軸的工作條件曲軸在工作中受到往復(fù)運動慣性力、周期性變化的氣體壓力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力及其力矩的作用,承受彎曲及扭轉(zhuǎn)載荷,這將引起曲軸的振動和疲勞破壞,同時在曲軸軸頸與軸承之間造成嚴(yán)重磨損。為保證工作可靠,要求曲軸應(yīng)具有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強度和剛度。同時,要求軸頸表面有良好的潤滑條件和耐磨性,此外,還有很高的動平衡要求。1.曲軸3)曲軸的材料曲軸是發(fā)動機最重要的部件之一,一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或合金中碳鋼鍛造而成,軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理后進行精加工和熱處理。現(xiàn)代汽車發(fā)動機廣泛采用高強度的稀土球墨鑄鐵曲軸。球墨鑄鐵曲軸具有材料價格便宜、耐磨性好、機械加工量小等優(yōu)點,但必須采用全支承以保證剛度。為了提高曲軸的疲勞強度,消除應(yīng)力集中,軸頸表面應(yīng)進行噴丸處理,過渡圓角處要經(jīng)滾壓處理。1.曲軸四、曲軸飛輪組1.曲軸4)曲軸的分類(1)曲軸按總體結(jié)構(gòu)可分為整體式與組合式。①整體式曲軸。整體式曲軸是將曲軸做成一個整體零件,如圖2-35所示。它具有較高的強度和剛度,結(jié)構(gòu)緊湊而且質(zhì)量輕,目前汽車發(fā)動機上多采用這種形式。四、曲軸飛輪組②組合式曲軸。組合式曲軸是將曲軸分成若干個零件分別進行加工,然后組裝在一起而構(gòu)成完整的曲軸,如圖2-36所示。采用組合式曲軸的發(fā)動機,一般連桿大頭為整體式,主軸承為滾動軸承,相應(yīng)曲軸箱為隧道式。其優(yōu)點是加工方便,便于系列產(chǎn)品通用;缺點是強度和剛度較差,裝配較復(fù)雜。1.曲軸4)曲軸的分類(2)曲軸按支承形式可分為全支承與非全支承兩種。①全支承曲軸。如圖2-37(a)所示,在相鄰曲拐之間都設(shè)置一個主軸頸,這樣能保證曲軸剛性好,不易彎曲,并可以減輕主軸承的載荷;但同時會使缸心距加大,機體加長,制造成本增加。全支承曲軸適用于較大負(fù)載的發(fā)動機。②非全支承曲軸。如圖2-37(b)所示,每個單元曲拐兩端通常只有一端設(shè)置一個支承軸承以縮短機體長度,多用于中、小功率的汽油機。四、曲軸飛輪組直列式發(fā)動機的全支承曲軸,其主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)多1個;非全支承曲軸,其主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)少。四、曲軸飛輪組1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)曲軸一般由前端(自由端)、主軸頸、曲柄、平衡重、曲拐和后端(動力輸出)等組成,如圖2-38所示。1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)(1)軸頸。曲軸上磨光的表面為軸頸。將曲軸支承在主軸承上旋轉(zhuǎn)的軸頸為主軸頸,主軸頸的軸線都在同一直線上。偏離主軸頸軸線用以安裝連桿的軸頸為連桿軸頸,連桿軸頸之間有一定夾角。為了使曲軸易于平衡,連桿軸頸都采用對稱布置。連桿軸頸和主軸頸一般是實心,但為了減少質(zhì)量和離心力,也有的曲軸將連桿軸頸制成空心。連桿軸頸、主軸頸和軸瓦上都鉆有徑向油孔,這些油孔由斜向的油道相連,機油就可以進入主軸頸和曲柄銷的工作表面進行潤滑,如圖2-39所示。四、曲軸飛輪組1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)(2)曲柄。曲柄又稱曲軸臂,它是主軸頸與連桿軸頸的連接部分,也是曲軸受力最復(fù)雜、結(jié)構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)。曲柄大多呈矩形或橢圓形,它與主軸頸和連桿軸頸連接處的形狀突然變化而造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象,故曲軸裂縫或斷裂大多數(shù)出現(xiàn)在這個部位。為了防止這種應(yīng)力集中現(xiàn)象,在制造時,此處都采用過渡圓角連接,但過渡圓角半徑不宜過大,否則會使軸承的承壓面積過小。四、曲軸飛輪組1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)(3)平衡重。為了平衡曲軸旋轉(zhuǎn)的慣性力,往往在曲柄上與連桿軸頸相反的方向設(shè)置平衡重。有的平衡重與曲軸制成一體,有的單獨制成后再用螺栓固定在曲軸上,稱為裝配式平衡重,如圖2-40所示。曲軸無論有無平衡重,都要求進行動平衡試驗,不平衡的曲軸常在偏重一側(cè)鉆孔以除去一些質(zhì)量。四、曲軸飛輪組1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)(4)曲拐。一個連桿軸頸和它兩端的曲柄及相鄰兩個主軸頸構(gòu)成一個曲拐。曲軸的曲拐數(shù)取決于氣缸的數(shù)目和排列方式。直列式發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù),V型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。(5)前端。曲軸前端又稱自由端,是第一道主軸頸之前的部分,通常有鍵槽和螺紋,用來安裝正時齒輪和三角皮帶輪,分別用以驅(qū)動配氣機構(gòu)、噴油泵和機油泵,帶動風(fēng)扇、發(fā)電機和水泵等工作,結(jié)構(gòu)如圖2-41所示。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏,曲軸前端裝有甩油盤,在正時齒輪室蓋處裝有油封。此外,曲軸前端為了減小扭轉(zhuǎn)振動而裝有減震器,在中小型發(fā)動機的曲軸前端還裝有起動爪,以便必要時用人力轉(zhuǎn)動曲軸以起動發(fā)動機。四、曲軸飛輪組1.曲軸5)曲軸的結(jié)構(gòu)(6)后端。曲軸后端是最后一道主軸頸之后的部分,有安裝飛輪用的凸緣和防止?jié)櫥托孤┑挠头庋b置,如圖2-42所示。油封裝置通常為骨架式油封,或采用曲軸后端的擋油凸緣加上軸頸上的回油螺紋及復(fù)合填料油封?;赜吐菁y的方向與曲軸旋轉(zhuǎn)方向一致,工作時可將曲軸上的機油引回到曲軸箱內(nèi)。四、曲軸飛輪組6)曲拐的布置曲軸的形狀和各曲拐的相對位置取決于發(fā)動機的缸數(shù)、氣缸排列方式和做功順序。在安排多缸發(fā)動機的做功順序時,應(yīng)使連續(xù)做功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn),以減輕主軸承的連續(xù)載荷,同時避免相鄰兩缸進氣門同時開啟造成的“搶氣”現(xiàn)象;各缸做功間隔應(yīng)盡可能均勻,即在發(fā)動機完成一個工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi),每個氣缸都應(yīng)做功一次,而且各缸做功的間隔時間(以曲軸轉(zhuǎn)角表示,稱為做功間隔角)應(yīng)力求均勻。對缸數(shù)為i的四沖程發(fā)動機而言,做功間隔角為720°/i時就應(yīng)有一個氣缸做功,以保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。V型發(fā)動機左、右兩邊氣缸應(yīng)盡可能交替做功。1.曲軸四、曲軸飛輪組1.曲軸6)曲拐的布置常用的四沖程多缸發(fā)動機曲拐布置和工作順序如下:(1)直列四缸發(fā)動機。直列四缸發(fā)動機的做功間隔角為720°/4=180°。其曲拐布置如圖2-43所示,四個曲拐布置在同一平面內(nèi),做功順序有兩種,即1—3—4—2或1—2—4—3。做功順序為1—3—4—2的工作循環(huán)見表2-1。四、曲軸飛輪組1.曲軸6)曲拐的布置(2)直列六缸發(fā)動機。直列六缸發(fā)動機的做功間隔角為720°/6=120°。其曲拐布置如圖2-44所示,六個曲拐分別布置在三個平面內(nèi),各平面夾角為120°。曲拐的具體布置有兩種方案,第一種做功順序是1—5—3—6—2—4。這種方案應(yīng)用較普遍,國產(chǎn)汽車的六缸發(fā)動機的做功順序一般都采用這種方式,工作循環(huán)見表2-2。其另一種做功順序是1—4—2—6—3—5。四、曲軸飛輪組1.曲軸6)曲拐的布置四、曲軸飛輪組1.曲軸6)曲拐的布置(3)V型八缸發(fā)動機。V型八缸發(fā)動機做功間隔角為720°/8=90°,發(fā)動機左、右兩列中相對應(yīng)的一對連桿共用一個曲拐,因此,V型八缸機只有四個曲拐。其布置可以與四缸發(fā)動機一樣,四個曲拐布置在同一平面,也可以布置在兩個互相錯開90°的平面內(nèi),如圖2-45所示,這樣可使發(fā)動機得到更好的平衡性。其做功順序為1—8—4—3—6—5—7—2,工作循環(huán)見表2-3。四、曲軸飛輪組1.曲軸6)曲拐的布置四、曲軸飛輪組7)曲軸的軸向定位曲軸作為轉(zhuǎn)動件,必須與其固定件之間有一定的軸向間隙。曲軸前端多采用斜齒輪驅(qū)動,在傳動過程中會產(chǎn)生軸向力,在踩離合器時也會使曲軸受到軸向力,將導(dǎo)致曲軸前后竄動,從而影響曲柄連桿機構(gòu)的正常工作。因此,曲軸必須進行軸向定位。曲軸的軸向定位是通過止推裝置實現(xiàn)的,且只能在一處設(shè)置軸向定位裝置,以保證曲軸受熱膨脹時能自由伸長。曲軸軸向定位通常在主軸承結(jié)構(gòu)上采用翻邊軸瓦和半圓環(huán)止推片,如圖2-46所示。1.曲軸四、曲軸飛輪組7)曲軸的軸向定位翻邊軸瓦是將軸瓦兩側(cè)翻邊作為止推面,在止推面上澆鑄減摩合金。軸瓦的止推面與曲軸止推面之間留有0.06~0.25mm的間隙,從而限制了曲軸軸向竄動量。大部分發(fā)動機都在最后一道主軸承上安裝止推片。半圓環(huán)止推片一般為四片,上、下各兩片,分別安裝在氣缸體和主軸承蓋上的淺槽中。注意止推片上有槽的一側(cè)為工作面,其表層鍍有減摩合金,安裝時應(yīng)朝向曲軸凸肩,不能裝反。下止推片上有定位舌,嵌入主軸承座凹槽中以防止轉(zhuǎn)動。1.曲軸四、曲軸飛輪組曲軸的主軸承俗稱大瓦,和連桿大頭軸承一樣,也是剖分為兩半的滑動軸承,即上瓦和下瓦。主軸承上瓦裝在機體的主軸承座孔內(nèi),而下瓦則裝在主軸承蓋內(nèi)。主軸瓦的材料、結(jié)構(gòu)形式、安裝方式和定位方式等與連桿大頭軸瓦基本相同。為了向連桿大頭軸承輸送潤滑油,在主軸承上瓦上開有油孔和周向油槽,而下瓦由于受到較大的載荷,通常是不開油孔和油槽的,安裝時不能將上、下軸瓦裝錯。軸承蓋上一般都有編號,使用過的主軸軸承不能互換。8)曲軸的主軸承1.曲軸四、曲軸飛輪組在發(fā)動機工作過程中,經(jīng)連桿傳給曲軸作用力的大小和方向呈周期性變化,這種周期性變化的激力作用在曲軸上,引起曲軸旋轉(zhuǎn)的瞬時角速度也呈周期性變化。而安裝在曲軸后端的飛輪由于轉(zhuǎn)動慣量較大,其瞬時角速度比較均勻,這樣就造成曲軸相對于飛輪做周期性的相對扭轉(zhuǎn)振動。當(dāng)激力頻率與曲軸自振頻率成整數(shù)倍關(guān)系時,曲軸扭轉(zhuǎn)振動便因共振而加劇,這將使發(fā)動機功率受到損失,影響正時齒帶傳動系統(tǒng)的工作,嚴(yán)重時,甚至將曲軸扭斷。2.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器四、曲軸飛輪組為了削減曲軸的扭轉(zhuǎn)振動,一般在曲軸前端裝有曲軸扭轉(zhuǎn)減震器。汽車發(fā)動機最常用的曲軸扭轉(zhuǎn)減震器是摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器,可分為橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器和硅油摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器。曲軸扭轉(zhuǎn)減震器常設(shè)置在扭轉(zhuǎn)振幅最大的曲軸前端,為了節(jié)省空間和傳動上的方便,轎車發(fā)動機使用的曲軸扭轉(zhuǎn)減震器一般都不單獨設(shè)慣性盤,而是利用曲軸皮帶輪兼做慣性盤,皮帶輪和減震器制成一體。2.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器四、曲軸飛輪組1)橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器橡膠摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器結(jié)構(gòu)如圖2-47所示。轉(zhuǎn)動慣量較大的慣性盤與薄鋼片制成的減震器圓盤都與橡膠墊硫化粘結(jié),減震器圓盤轂部用螺栓固裝于曲軸前端的風(fēng)扇帶輪上,帶輪與曲軸前端用螺栓緊固。當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時,曲軸前端的角振幅最大,通過皮帶輪轂帶動減震器圓盤一起振動,而慣性盤的轉(zhuǎn)動慣性量較大,瞬時角速度較均勻,這樣力圖保持等速度轉(zhuǎn)動的慣性盤便與橡膠墊發(fā)生了內(nèi)摩擦,從而消耗曲軸扭轉(zhuǎn)振動能量,消減扭振。橡膠摩擦式曲軸減震器的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、工作可靠,但橡膠對曲軸扭轉(zhuǎn)振動的衰減作用不夠強,而且橡膠易因摩擦生熱,容易老化。2.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器四、曲軸飛輪組2)硅油摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器硅油摩擦式曲軸扭轉(zhuǎn)減震器結(jié)構(gòu)如圖2-48所示。由鋼板沖壓而成的減震器殼體與曲軸連接。側(cè)蓋與減震器殼體組成封閉腔,其中滑套著扭轉(zhuǎn)振動慣性質(zhì)量,慣性質(zhì)量與封閉腔之間留有一定間隙,里面充滿高黏度的硅油。曲軸的振動能量被硅油的內(nèi)摩擦阻尼吸收,使扭轉(zhuǎn)振動消除或減輕。2.曲軸扭轉(zhuǎn)減震器四、曲軸飛輪組飛輪是一個轉(zhuǎn)動慣量很大的圓盤,用螺栓緊固在曲軸后端凸緣上,如圖2-49所示。其功用是在做功行程儲存能量,用以在其他行程中克服阻力;帶動曲柄連桿機構(gòu)越過上、下止點;使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻,并使發(fā)動機有可能克服短時間的超負(fù)荷,同時利用飛輪上的齒圈起動時傳力。此外,飛輪又往往用作汽車傳動系統(tǒng)中摩擦離合器的驅(qū)動件。飛輪多采用灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鑄鋼制造。為保證在足夠的轉(zhuǎn)動慣量的前提下,盡可能減少飛輪的質(zhì)量,飛輪的大部分質(zhì)量集中在輪緣上。3.飛輪四、曲軸飛輪組為了便于配氣機構(gòu)及噴油泵的檢查調(diào)整,往往在飛輪外緣上刻有記號或在端面上刻有第一缸的上止點記號,用來校準(zhǔn)點火正時或噴油定時以及調(diào)整氣門間隙。如圖2-49(a)所示,當(dāng)這個記號與飛輪殼上的刻線對正時,即表示1缸活塞處在上止點位置。采用自動變速器的汽車,曲軸后端凸緣上直接裝置液力變矩器,其殼體外圓鑲有供起動用的齒圈。有的電噴發(fā)動機的飛輪上還裝有曲軸位置傳感器的觸發(fā)齒輪。多缸發(fā)動機的飛輪除需單獨進行動平衡試驗外,與曲軸裝配后還須一起進行動平衡試驗,否則,在旋轉(zhuǎn)時因質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生的離心力將引起發(fā)動機振動并加速主軸承磨損。為防止拆裝時破壞它們的平衡狀態(tài),飛輪與曲軸之間應(yīng)有嚴(yán)格的相對位置,用定位銷或用對稱布置螺栓予以保證。四、曲軸飛輪組3.飛輪現(xiàn)代轎車特別重視乘坐的舒適性和降低噪聲水平,為此必須將引起汽車振動和噪聲的發(fā)動機不平衡力及不平衡力矩減小到最低限度。發(fā)動機工作時,曲柄連桿機構(gòu)的運動質(zhì)量將產(chǎn)生慣性力,往復(fù)運動件將產(chǎn)生往復(fù)慣性力,旋轉(zhuǎn)運動件將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力,這些不平衡的力及其產(chǎn)生的力矩會引起汽車振動。在曲軸上設(shè)置的平衡重只能平衡旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩和一部分的往復(fù)慣性力,而大部分往復(fù)慣性力及其力矩的平衡則須采用專門的平衡機構(gòu)。平面曲軸的四缸發(fā)動機通常采用雙平衡軸機構(gòu),如圖2-50所示。整個裝置置于油底殼內(nèi),兩個平衡軸相對氣缸中心線左右對稱,高度相同,與曲軸平行且與氣缸中心線等距。兩個平衡軸旋轉(zhuǎn)方向相反,轉(zhuǎn)速相同,都為曲軸轉(zhuǎn)速的二倍。五、平衡機構(gòu)這種平衡機構(gòu)可以顯著地降低由往復(fù)慣性力產(chǎn)生的振動和噪聲。為了保證平衡效果,平衡軸驅(qū)動齒輪和安裝在平衡軸上的從動齒輪均刻有對正記號,裝配平衡軸時,必須將對正記號對齊。五、平衡機構(gòu)實訓(xùn)汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修曲柄連桿機構(gòu)01020304二、實訓(xùn)目的(1)掌握發(fā)動機拆卸的步驟和操作方法。(2)掌握發(fā)動機機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸與裝配的方法及要求。(3)了解主要零部件的裝配標(biāo)記。(4)掌握機體組與曲柄連桿機構(gòu)的檢測方法。(5)掌握拆裝工具的使用方法,規(guī)范操作。四、注意事項(1)正確使用工具,注意操作安全。(2)做好零件的安裝順序及方向記號。(3)操作過程中油、水、工具、零件不落地。三、設(shè)備器材(1)拆卸用發(fā)動機一臺。(2)120件套筒組合工具一套、扭力扳手、活塞環(huán)裝卸鉗、量棒、厚薄規(guī)、量缸表、外徑千分尺、塞尺等。(3)拆裝工作臺、零件擺放架。(4)清洗劑、潤滑油、潤滑脂、棉紗、油盆。一、實訓(xùn)內(nèi)容(1)機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸。(2)氣缸體與氣缸蓋的檢測。(3)活塞連桿組的檢測。(4)曲軸彎曲變形的檢測。(5)機體組與曲柄連桿機構(gòu)裝配與調(diào)整。五、實訓(xùn)操作1)拆卸V形帶(1)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機帶張緊輪的固定螺栓,拆卸水泵、發(fā)電機的傳動V形帶。注意在拆卸傳動帶前,要先做好其轉(zhuǎn)動方向記號。否則,反方向裝的皮帶在使用中易斷裂損壞。(2)拆卸水泵和發(fā)電機帶輪及其支架、曲軸帶輪。依次拆下發(fā)電機、起動機、分電器、水泵等及其上尚未拆卸的連接管、線。(3)拆下空氣濾清器、節(jié)氣門體、怠速穩(wěn)定閥及燃油分配管、噴油器、曲軸通風(fēng)管及進氣恒溫裝置或進氣預(yù)熱裝置。(4)拆下進、排氣歧管,機油濾清器等及其襯墊和連接管。2)拆卸正時傳動裝置轉(zhuǎn)動曲軸,使第一缸活塞處于壓縮行程上止點,檢查正時標(biāo)記,凸輪軸正時齒形帶輪上的標(biāo)記應(yīng)與其后側(cè)殼體上的標(biāo)記對齊。(1)拆卸齒形帶或鏈條防護罩,旋松齒形帶或鏈條張緊輪緊固螺母,使齒形帶或鏈條松弛。(2)拆下齒形帶或鏈條,注意取下前應(yīng)先做好方向標(biāo)記。(3)拆下張緊輪、中間軸帶輪或鏈輪,拆下曲軸正時齒形帶輪或鏈輪。(4)拆下正時齒形帶或鏈條的后防護罩。1.機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸拆裝前,應(yīng)先進行如下準(zhǔn)備工作:(1)清除發(fā)動機外表的油污和灰塵,放盡機內(nèi)潤滑油和冷卻水。(2)熟悉發(fā)動機外部附件與其機體組的相對關(guān)系。拆卸的基本原則:先拆除外圍附件,再按照由外到內(nèi)、由上到下的順序進行拆卸。五、實訓(xùn)操作3)拆卸氣缸蓋與氣缸墊(1)旋出氣門室罩的螺栓,取下氣門室罩、擋油罩及密封襯墊。(2)拆下凸輪軸、曲軸正時位置傳感器罩及傳感器,拆下爆燃傳感器及其他傳感器等。(3)拆下進水管、出水管、小循環(huán)水管、火花塞或噴油器。(4)拆下凸輪軸,用扭力扳手從兩端到中間分次、均勻地旋出凸輪軸軸承緊固螺母,拆下凸輪軸軸承蓋,并將搖臂軸與搖臂在安裝狀態(tài)下一同取下。(5)拆卸氣缸蓋螺母、螺栓、螺柱。必須按照由外到內(nèi)、先兩端后中央、交叉對稱的順序分次、均勻地旋松,取下全部氣缸蓋螺栓。絕不允許一次把一個螺母或螺栓徹底松開。將氣缸蓋安全、平穩(wěn)地取下放好。注意觀察氣缸墊在安裝狀態(tài)下的方位,然后輕輕地揭下氣缸墊。1.機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸6)拆卸活塞連桿組(1)轉(zhuǎn)動曲軸,將活塞連桿組的活塞置于上(下)止點,檢查活塞頂部、連桿、連桿大頭上有無標(biāo)記。若無標(biāo)記,應(yīng)在活塞頂部、連桿、連桿大頭(有噴油孔一側(cè))上按順序、方向做記號。(2)用厚薄規(guī)檢查連桿大頭的軸向間隙。(3)轉(zhuǎn)動曲軸,將所要拆的活塞連桿組活塞處于下止點,用扭力扳手分兩次松開連桿螺母,取下連桿大頭蓋、軸承、襯墊,并按順序放好。用手錘木柄向上推出活塞連桿組,平穩(wěn)地取下。每取出一組活塞連桿組后,應(yīng)將該組連桿大頭蓋、軸承、襯墊、螺栓螺母按原樣裝回,不可錯亂。4)拆卸離合器總成將發(fā)動機側(cè)置,檢查離合器蓋與飛輪上有無記號。若無記號,應(yīng)做上記號。對稱、均勻地拆下變速器緊固螺栓,取下離合器總成。5)拆卸油底殼發(fā)動機側(cè)置,分次、均勻地旋下油底殼螺栓,取下油底殼。拆下集油器、油管和機油泵。五、實訓(xùn)操作1.機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸五、實訓(xùn)操作7)拆卸曲軸飛輪組(1)檢查曲軸軸向間隙。用撬杠將曲軸撥向一端,然后用厚薄規(guī)或百分表測量出軸向間隙值。(2)拆下曲軸前端各組件,拉出前油封,拆下油封凸緣及襯墊。(3)旋下飛輪緊固螺栓,從曲軸凸緣拆下飛輪,拆下曲軸后端油封。(4)檢查曲軸主軸承蓋上是否有記號。若無記號,應(yīng)按照順序做上。撬開曲軸主軸承蓋緊固螺栓上的鎖止片或拆下鎖止鐵絲,用扭力扳手從兩端向中間分次、均勻地松開曲軸主軸承蓋全部緊固螺栓,取下主軸承蓋、軸承和墊片,并按原位置順序依次放好。(5)抬下曲軸,再將軸承蓋、軸承按原位裝回,并將固定螺栓稍微擰入。拆卸中間軸密封凸緣及油封,取出中間軸。發(fā)動機完全解體后,應(yīng)進行零件的清洗,包括清除積炭、油污,可用銅絲刷與清洗劑刷洗積炭、油污,也可將零件置于堿溶液中加熱至70~80℃,浸煮10~15min,取出后用清水沖洗干凈,再用壓縮空氣吹干,擺放整齊。擦洗過程中注意檢查部件外觀是否有損傷,做好記錄。1.機體組與曲柄連桿機構(gòu)的拆卸五、實訓(xùn)操作1)氣缸磨損的檢測氣缸磨損的原因是多方面的,有潤滑不良造成的磨損、高壓造成的機械磨損、酸性物質(zhì)造成的腐蝕磨損和磨料造成的磨損等。通過測量氣缸的圓度和圓柱度的誤差值來檢驗氣缸的磨損程度,以判斷發(fā)動機是否需要進行大修并確定修理尺寸。氣缸直徑的測量通常是用量缸表來進行,如圖2-51所示。由于沿軸向和圓周方向都呈不均勻磨損,測量時通常是取上(活塞位于上止點時第一道活塞環(huán)所對應(yīng)的位置)、中(上、下止點中間的位置)、下(最下一道活塞環(huán)在下止點時的位置或距離氣缸下邊緣10~20mm處)3個截面,并在氣缸的前后和左右兩個方向進行測量,分別測出同一截面上的最大和最小直徑。2)軸承座孔磨損及同軸度的檢驗(1)軸承座孔磨損的檢驗。先擦凈軸承座孔,裝上軸承蓋,按規(guī)定力矩擰緊緊固螺栓,用量缸表測量主軸承座孔的圓度誤差和圓柱度誤差。其圓度誤差應(yīng)不大于0.01mm,圓柱度誤差應(yīng)不大于0.025mm。(2)曲軸主軸承座孔的同軸度誤差檢驗。同軸度誤差可用量棒和厚薄規(guī)進行檢驗。2.氣缸體與氣缸蓋的檢測五、實訓(xùn)操作1)活塞連桿組的分解用活塞環(huán)裝卸鉗拆卸活塞環(huán),如圖2-52所示,觀察活塞環(huán)上的標(biāo)記。用尖嘴鉗取出活塞銷卡環(huán),用活塞銷銃子銃出活塞銷,使活塞與連桿分離;對于鋁制活塞,先將活塞連桿組放在熱水中加熱到75~85℃,并在熱態(tài)狀態(tài)下用銃子銃出活塞銷。2)活塞的檢驗(1)檢查活塞是否有燒頂、脫頂、明顯刮傷、環(huán)岸斷裂、環(huán)槽磨損成梯形等問題。(2)用游標(biāo)卡尺或外徑千分尺、內(nèi)徑量表測量活塞銷和銷座孔的配合間隙,以檢驗銷座孔磨損是否超限。(3)活塞的選配。同一臺發(fā)動機必須選用同一廠牌的活塞,選用與氣缸同一修理尺寸和同一分組尺寸的活塞。在選配成套的活塞中,一般尺寸差在0.02~0.025mm內(nèi),質(zhì)量差在4~8g范圍內(nèi),銷座孔的涂色標(biāo)記應(yīng)相同。2.氣缸體與氣缸蓋的檢測五、實訓(xùn)操作3)活塞環(huán)的檢查活塞環(huán)檢查的項目有彈力檢查、漏光度檢查和“三隙”檢查。(1)活塞環(huán)的彈力檢查。進行檢測時將活塞環(huán)放在彈力檢測器上,如圖2-53所示,把活塞環(huán)的開口間隙放置在水平位置,移動檢查器上的量塊,當(dāng)把活塞環(huán)的開口間隙壓縮至標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時,彈力應(yīng)符合各機型的規(guī)定要求。2.氣缸體與氣缸蓋的檢測五、實訓(xùn)操作3)活塞環(huán)的檢查(2)活塞環(huán)的漏光度檢查?;钊h(huán)漏光度檢查的目的是查看活塞環(huán)與氣缸壁的貼合情況。漏光度過大,活塞環(huán)局部接觸面積過小,易造成漏氣和潤滑油上竄。選配時,必須進行漏光檢驗,檢查時,將活塞環(huán)平放在氣缸內(nèi),在活塞環(huán)的下邊放一個發(fā)亮的燈,活塞環(huán)上面放一塊蓋板蓋住活
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