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文檔簡介
汽車發(fā)動機故障診斷與排除高等職業(yè)教育汽車類專業(yè)活頁式新形態(tài)創(chuàng)新教材目錄模塊一發(fā)動機基礎知識模塊二曲柄連桿機構模塊三配氣機構模塊四冷卻系統(tǒng)模塊五潤滑系統(tǒng)模塊六燃油供給與噴射系統(tǒng)模塊七發(fā)動機的排放控制曲柄連桿機構一、場景描述二、場景分析三、學習目標四、知識引導五、相關知識六、任務實施七、拓展閱讀模塊二八、維修車輛交付九、任務評價前言
目前,我國的汽車產銷量巳經躍居世界第一。為了幫助更多的大中專院校汽車專業(yè)學生以及剛剛接觸汽車維修工作的初級工了解汽車發(fā)動機故障診斷與排除方法,特編寫了本書。本書開發(fā)適應現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展、滿足教育教學改革要求,與職業(yè)道德、行為規(guī)范、生活教育等相融合,與職業(yè)素質、企業(yè)文化等內容相銜接,與人才培養(yǎng)模式契合配套,與行業(yè)企業(yè)及職業(yè)崗位相結合。教材開發(fā)與編寫符合生產實際、反映行業(yè)發(fā)展新趨勢和實際崗位新技術、新工藝、新流程、新規(guī)范,滿足工學結合、項目教學改革要求,是“教學訓做評”培訓培養(yǎng)一體化的活頁式、工作手冊式的新型課程。模塊二曲柄連桿機構
汽車售后服務顧問和維修技師是汽車4S店的門面,總會給車主留下深刻的第一印象和難忘的最后印象。車主在車輛維修預約、進店保養(yǎng)和維修、離開汽車4S店階段,對汽車4S店需求心理預期各不相同。汽車4S店的工作人員只有把握了客人需求心理,依據(jù)需求心理的變化跟進服務,才能主動超前提供恰當?shù)姆?,令車主產生驚喜的消費體驗,從而留下良好的印象。一、場景描述:
楊先生的一輛奧迪轎車,行駛里程將近101288km,有一天楊先生在開車時加速發(fā)動機出現(xiàn)“咔咔”的響聲。楊先生把車開到河南機電職業(yè)學院奧迪4S店進行檢查維修。小李:“楊先生您好,歡迎光臨河南機電職業(yè)學院奧迪4S店。我是服務顧問小李,這是我的名片,很高興為您服務。”小李對車輛按要求進行了環(huán)車檢查。模塊二曲柄連桿機構
小李:“楊先生,發(fā)動機出現(xiàn)“咔咔”的響聲,我讓專業(yè)技師為您的車發(fā)動機做詳細的檢查”。根據(jù)楊先生的反映發(fā)動機異響,專業(yè)技師對該車進行檢查。該車冷啟動時沒有異響,駐車熱車兩三分鐘后,水溫上升至接近正常工作溫度時,發(fā)動機怠速時發(fā)出小聲但清晰的的“咔咔”的金屬敲擊聲;感覺發(fā)動機有些震動;加速超過1500r/min后,聲音仍然存在,只是不夠清晰。二、場景分析
此車已行駛101288km,此前因水溫高導致拉缸,瓦片嚴重磨損等狀況在6天前做過發(fā)動機大修,更換過一套活塞和活塞環(huán),活塞銷,大小瓦,止推瓦,鏈條,正時齒輪,張緊器等部件。大修啟動后,稍微熱車就一直存在很大的“咔咔”的金屬敲擊聲,而且隨轉速增加稍有增強。重新調整過氣門,更換過缸蓋,大小瓦.沒有任何的改變.最后更換了機油泵后.很大的“咔咔”的金屬敲擊聲消失,車輛出廠。
一周后再次進廠維修,客戶即反映上述熱車時發(fā)出小聲但清晰的的“咔咔”的金屬敲擊聲。查找異響時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機下部比上部聲音更明顯一些。采用斷缸法逐一斷開每個缸的點火線圈插頭發(fā)現(xiàn),3缸的聲音稍有變化。懷疑連桿軸承有異響存在,于是再次拆卸油底殼,這次使用塑料間隙規(guī)測量連桿瓦油隙,發(fā)現(xiàn)比正常值偏大,上次大修只是更換了大小瓦,并沒有測量曲軸的失圓度與錐度和軸瓦油隙,只是把曲軸軸頸用細砂紙打磨光滑的進行維修的。模塊二曲柄連桿機構
技師在查找異響時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機下部比上部聲音更明顯一些。采用斷缸法逐一斷開每個缸的點火線圈插頭發(fā)現(xiàn),3缸的聲音稍有變化。懷疑連曲柄連桿機構有異響存在,于是再次拆卸油底殼,這次使用塑料間隙規(guī)測量連桿瓦油隙,發(fā)現(xiàn)比正常值偏大。根據(jù)對發(fā)動機的檢查分析,要對發(fā)動機的曲柄連桿機構進行維修。按照實際維修項目的要求,結合職業(yè)院校學生實際的學習特點,按照由簡單到復雜,層層遞進的知識走向,最終將該項目劃分成以下三個任務來完成,每個任務的具體需求如下:任務一、機體組任務二、活塞連桿組任務三、曲軸飛輪組模塊二曲柄連桿機構知識目標:1.能正確掌握發(fā)動機的分類。2.能正確掌握曲柄連桿機構構造。3.能掌握曲柄連桿工作原理。4.能掌握曲柄連桿機構故障診斷的基本方法。5.能掌握曲柄連桿機構故障診斷的基本流程。技能目標:1.能正確對發(fā)動機分類。2.能獨立進行曲柄連桿機構的分解和組裝。3.能正確區(qū)分曲柄連桿機構的人為故障和自然故障。4.掌握汽曲柄連桿機構故障診斷的基本測量技能。5.正確掌握汽車不同類型曲柄連桿機構故障診斷流程的方法和技巧。素養(yǎng)目標:1.嚴格執(zhí)行汽車發(fā)動機故障診斷規(guī)范,養(yǎng)成嚴謹科學的工作態(tài)度。2.養(yǎng)成團隊協(xié)作精神。3.能夠養(yǎng)成自覺遵守技術標準和要求規(guī)定、規(guī)范操作、安全、環(huán)保、“6S”作業(yè)的好習慣。4.能夠養(yǎng)成勞動光榮、創(chuàng)造偉大的正確思維和創(chuàng)新意識。三、學習目標模塊二曲柄連桿機構
曲柄連桿機構是往復式內燃機中的動力傳遞系統(tǒng)。曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉換的主要運動部分。在作功沖程中,它將燃料燃燒產生的熱能活塞往復運動、由曲軸旋轉運動轉變?yōu)闄C械能對外輸出動力。工作原理和人們騎自行車一樣,人通過腳蹬把上下的力變?yōu)樾D的力,通過鏈條帶動飛輪使自行車行駛。在其他沖程中,則依靠曲柄和飛輪的轉動慣性、通過連桿帶動活塞上下運動,為下一次作功創(chuàng)造條件。曲柄連桿機構把燃料燃燒后產生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變?yōu)榍S旋轉的轉矩,不斷輸出動力。(1)將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉矩(2)將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動(3)把燃燒作用在活塞頂上的力轉變?yōu)榍S的轉矩,以向工作機械輸出機械能曲柄連桿機構主要由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成。其功用是把燃氣燃燒作用在活塞頂部的壓力轉變?yōu)榍S的轉矩,對外輸出機械能,如圖所示。模塊二曲柄連桿機構四、知識引導模塊二曲柄連桿機構五、相關知識
發(fā)動機工作時,曲柄連桿機構直接與高溫高壓氣體接觸,曲軸的旋轉速度又很高,活塞往復運動的線速度相當大,同時與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸,曲柄連桿機構還受到化學腐蝕作用,并且潤滑困難。可見,曲柄連桿機構的工作條件相當惡劣,它要承受高溫、高壓、高速和化學腐蝕作用。曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成,如圖2-1所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-1曲柄連桿機構組成任務一、機體組
機體組主要由氣缸體、氣缸蓋(包含氣缸蓋罩蓋、墊圈)、氣缸墊、油底殼等組成。機體組是發(fā)動機的支架,是曲柄連桿機構、配氣機構和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。氣缸蓋用來封閉氣缸頂部,并與活塞和氣缸壁一起形成燃燒室。另外,氣缸蓋和基體內的水套和油道以及油底殼,又分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。機體組組成,如圖2-2所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-2機體組組成(一)氣缸蓋
氣缸蓋以氣密方式使氣缸上方保持密閉,如圖2-3所示。氣缸蓋它包括:?新鮮氣體和廢氣通道,包括氣門座。?氣門和凸輪軸部件的支撐和導向部分?!せ鸹ㄈ菁y?!だ鋮s液通道。?燃燒室。發(fā)動機的燃燒質量、運行和工作性能取決于燃燒室造型是否最佳。模塊二曲柄連桿機構對燃燒室的要求如下:?緊湊且光滑:燃燒室應該是一個面積很小的緊湊空間。緊湊型燃燒室要求與行程相比缸徑較?。ㄩL行程發(fā)動機)。?中央火花塞裝置:采用中央火花塞裝置時火焰擴散不受阻擋且火焰距離短。?新鮮氣體流入損失低:采用較大進氣門時充氣效果好?!ぽ^好的混合氣渦流:混合氣渦流通過擠壓面得到改善。在上止點時擠壓面的間距減少至只有幾厘米的間隙。從而以極高的速度將混合氣從擠壓區(qū)中擠壓出去并有助于在燃燒室內形成渦流。混合氣渦流使燃燒融合且在壓縮比較高時也不會導致爆燃現(xiàn)象,如圖2-4所示。模塊二曲柄連桿機構1.氣缸蓋作用氣缸蓋安裝在氣缸體上方,用來封閉氣缸頂部,并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室,并作為凸輪軸、搖臂或挺柱及進、排氣歧管的支撐。氣缸蓋內安裝有冷卻水道、潤滑油道、氣門組件,并設有噴油器(直噴發(fā)動機)、火花塞安裝位置(汽油機)。氣缸蓋如圖2-5所示。2.氣缸蓋結構氣缸蓋是結構復雜的箱形零件。其上加工有進、排氣門座孔,氣門導管孔,火花塞安裝孔(汽油機)或噴油器安裝孔(柴油機)。在氣缸蓋內還鑄有水套、進排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。若凸輪軸安裝在氣缸蓋上,則氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔或凸輪軸軸承座及其潤滑油道,如圖2-6所示。模塊二曲柄連桿機構大部分的汽油發(fā)動機有鋁合金制的氣缸蓋。鋁合金比鑄鐵輕,并有極好的尋熱性。在氣缸體和氣缸蓋之間有氣缸蓋墊片,其作用是密封二者的結合面,以防止高壓氣體,燃燒氣體,冷卻液和機油的滲漏,如圖2-7所示?,F(xiàn)代轎車用的氣缸蓋多采用鋁合金氣缸蓋,具有散熱快的優(yōu)點,以減少爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。使用塑性域螺栓固定氣缸蓋,以獲得穩(wěn)定的螺栓的軸向拉緊力。首先把螺栓緊固到彈性區(qū)域,然后,按規(guī)定的扭矩來扭緊螺栓。在彈性區(qū)域,螺栓的轉動角度和螺栓的軸向拉緊力成正比例增加,如圖2-8所示。模塊二曲柄連桿機構如果螺栓的張力在緊固扭矩范圍內,為增強在彈性區(qū)域螺栓承受力,可以通過螺紋、法蘭盤或墊圈增加螺栓的韌性。在塑性區(qū)域,緊固扭矩對螺栓的軸向拉緊力的變化微乎其微。塑性區(qū)域緊固的正確方法,需使用規(guī)定的工具,來減少由于螺栓的緊固扭矩的不均勻,而產生的螺栓的軸向拉緊力的波動。螺栓的張力越大時,螺栓的拉緊力更穩(wěn)定。發(fā)動機的燃燒室是由活塞頂面(或凹坑)及氣缸蓋上相應凹坑(或平面)共同組成的。對其要求是一是結構盡可能緊湊,冷卻面積要小,以減小熱量損失及縮短火焰行程;二是使混合氣在壓縮行程結束時具有一定的渦流運動,以提高混合氣燃燒的速度,保證混合氣得到及時和充分燃燒,如圖2-9所示。模塊二曲柄連桿機構汽油機常見的燃燒室類型:(1)盆形燃燒室進、排氣門成一線排列,垂直安裝在氣缸蓋上,如圖2-10所示。氣門配置結構簡單,混合氣壓縮時渦流強;但由于進、排氣門錐面積大,進、排氣孔彎曲弧度大,故容積效率較低。(2)楔形燃燒室進、排氣門成一線排列,約與氣缸孔中心線傾斜20°裝在氣缸蓋上,燃燒室呈三角形,如圖2-11所示。氣門配置結構簡單,氣體流動圓滑,渦流強,且火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短,不易產生爆燃;但由于燃燒室表面積大,故熱損失較多。模塊二曲柄連桿機構(3)半球形燃燒室進、排氣門分別斜置在氣缸蓋的兩側,如圖2-12所示。進、排氣流動順暢,容積效率高,氣門座的冷卻效果好,且火花塞與燃燒室各部位的距離短并且距離相等;但配氣機構較復雜,且壓縮渦流弱。(4)多氣門燃燒室進、排氣門也是分別斜置在氣缸蓋的兩側,但氣門中心線與氣缸孔中心線的夾角較小,且為多氣門的設計,如圖2-13所示。燃燒室表面積最小,熱損失少,且因多氣門,故進、排氣效率很高;但配氣機構最復雜。模塊二曲柄連桿機構(二)氣缸墊氣缸墊安裝在氣缸蓋與氣缸體之間,其作用是保證氣缸蓋與氣缸體結合面間的密封,防止水道漏水、燃燒室漏氣和機油道漏油,如圖2-14所示。氣缸墊有金屬-石棉氣缸墊、金屬-復合材料氣缸墊和純金屬氣缸墊等多種,一般具有一定的彈性,可補償結合面的平面度誤差,發(fā)動機大修時需更換氣缸墊,如圖2-15所示。模塊二曲柄連桿機構(三)氣缸體
氣缸體是發(fā)動機的主體,是安裝活塞、曲軸及其他零件和附件的支撐骨架。氣缸體上部為活塞在其中的往復運動做導向的圓柱形空腔稱為氣缸,下部為支承曲軸的上曲軸箱,有支承曲軸的主軸承座孔及供曲軸運動的空間,如圖2-16所示。在氣缸體側壁上有主油道,前、后壁和中間隔板上也有油道,為運動件進行潤滑;在氣缸體的壁上還有冷卻水道,以便將發(fā)動機多余的熱量帶走,保持發(fā)動機的工作溫度。模塊二曲柄連桿機構1.氣缸體結構氣缸體的工作條件十分惡劣。它要承受燃燒過程中壓力和溫度的急劇變化以及活塞運動的強烈摩擦。因此,它應具有以下性能:(1)有足夠的強度和剛度,變形小,保證各運動零件位置正確,運轉正常,振動噪聲小。(2)有良好的冷卻性能,在缸筒的四周有冷卻水套,以便讓冷卻水帶走熱量。(3)耐磨,以保證氣缸體有足夠的使用壽命。氣缸體上部是并列的氣缸筒,氣缸體的下部是曲軸箱,用來安裝曲軸其外部還可安裝發(fā)電機、發(fā)動機支架等各種附件。氣缸體大多用鑄鐵或鋁合金鑄造而成,鋁合金缸體成本較高,但重量輕、冷卻性能好,得到越來越廣泛的應用。機體是構成發(fā)動機的骨架,是發(fā)動機各機構和各系統(tǒng)的安裝基礎,其內、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件,承受各種載荷。因此,機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。模塊二曲柄連桿機構大多數(shù)發(fā)動機的構件都安裝在氣缸體上。氣缸體的上方為氣缸蓋的安裝面,如圖2-17所示。氣缸體中的氣缸一般指的是直接加工在氣缸體上的圓孔,但有的氣缸則是另外加工出來的圓筒,鑲入氣缸孔內,稱為氣缸套。氣缸體內還加工有引導潤滑油的油道及讓冷卻液流通的冷卻水道,油道是在機體上鉆出的圓孔,某些油道端口用螺塞悶堵來密封。冷卻水道隨機件加工時鑄造而成,是不規(guī)則的空腔。氣缸體的下方為油底殼的安裝面,曲軸安裝在氣缸體和油底殼之間的位置。氣缸體的前方有水泵、汽油泵、機油濾清器以及油尺等的安裝面。模塊二曲柄連桿機構2.氣缸體分類采用單一金屬結構類型時,氣缸與曲軸箱所用材料相同。這種結構類型主要用于灰口鑄鐵氣缸。通過多次加工可達到所要求的表面質量,如圖2-18所示。但也可以采用單一金屬結構的AlSi氣缸。所用材料為硅含量超過12%的AlSi合金時,進行機械加工后,酸洗和珩磨會使氣缸筒區(qū)域內的硅材料顯露出來。從而形成一個堅固、耐磨的Alusil氣缸套表面。由于硅含量較高,因此這種曲軸箱通常更不容易加工。制造過程更復雜、成本更高。模塊二曲柄連桿機構發(fā)動機采用了鋁合金和鎂鋁合金發(fā)動機比鑄鐵發(fā)動機可以減輕一半的重量,重量減輕的最直接效果便是油耗方面表現(xiàn)的增強。而發(fā)動機的重量也直接影響車輛的行駛性能,由于一般轎車多為前輪驅動,如前艙重量過重,車輛拐彎時會引起過多轉向,并且制動距離也會加長。因此使用了鎂這種新材料,寶馬N52發(fā)動機是首個使用鎂合金曲軸箱的水冷式標配發(fā)動機,如圖2-19所示。模塊二曲柄連桿機構3.氣缸數(shù)量汽車發(fā)動機常用缸數(shù)有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的發(fā)動機常用三缸,1~2.5升一般為四缸發(fā)動機,3升左右的發(fā)動機一般為6缸,4升左右為8缸,5.5升以上用12缸發(fā)動機。一般來說,在同等缸徑下,缸數(shù)越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸數(shù)越多,缸徑越小,轉速可以提高,從而獲得較大的提升功率,如圖2-20所示?,F(xiàn)在的普遍設計都是單缸0.5L排氣量,4、6、8、10、12缸的發(fā)動機都有相應的常見排量。一般發(fā)動機多采用直列四缸(L4)、直列六缸(L6)和V型六缸(V6)、V型八缸(W8和V8)的設計結構,如圖2-21所示。模塊二曲柄連桿機構4.氣缸體磨損檢查
發(fā)動機大修時需進行氣缸體平面度和氣缸體磨損檢查。氣缸磨損檢查時應在氣缸體上部距氣缸上平面10mm處、氣缸中部以及氣缸下部距缸套下部10mm處,各取3點,按氣缸體縱橫兩個方向測量氣缸的直徑。取同一平面不同方向的兩個直徑差值的一半,作為該平面的圓度誤差,取計算出的3個不同平面的圓度誤差值,以最大的值為該缸的圓度誤差。如計算出的圓度誤差超過規(guī)定值,則應進行修復,如圖2-22所示。模塊二曲柄連桿機構任務二、活塞連桿組活塞連桿組是發(fā)動機的傳動件,它把燃燒氣體的壓力傳給曲軸,使曲軸旋轉并輸出動力,如圖2-23所示?;钊B桿組包括活塞組和連桿組兩部分,如圖2-24所示。活塞組主要由活塞、活塞銷和活塞環(huán)組成;連桿組主要由連桿、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿螺栓和連桿襯套組成。在發(fā)動機做功行程中,燃料燃燒的壓力作用在活塞頂上,過活塞銷傳給連桿,推動連桿做往復運動,進而通過連桿推動曲軸做旋轉運動,對外輸出動力。模塊二曲柄連桿機構(一)活塞活塞的主要作用是承受氣缸中的燃燒壓力,并將此壓力通過活塞銷和連桿傳遞給曲軸。此外,活塞還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室,如圖2-25所示。汽車發(fā)動機目前廣泛采用的活塞材料是鋁硅合金。鋁合金活塞具有質量小、導熱性好的優(yōu)點;其缺點是熱膨脹系數(shù)大,高溫工作時,強度和硬度下降較快。車用柴油機因其活塞需受高熱、高機械負荷,故也有采用合金鑄鐵和耐熱鋼為活塞材料的?;钊苫钊?、活塞頭(火力岸和活塞環(huán)區(qū))和活塞裙三部分組成,如圖2-26所示?;钊^是燃燒室的組成部分,其形狀與燃燒室形狀有關,是活塞頂至最后一道油環(huán)槽下端面之間的部分?;钊铜h(huán)槽以下的部分稱為活塞裙,負責活塞在氣缸內直線運動。模塊二曲柄連桿機構
在汽油發(fā)動機上可以采用平頂、凸頂或凹頂活塞?;钊h(huán)部分通常有三個用于固定活塞環(huán)的環(huán)形槽,活塞環(huán)的作用是防止漏氣和漏油(密封)。活塞環(huán)岸位于環(huán)形槽之間。位于第一個活塞環(huán)上方的環(huán)岸稱為火力岸。一套活塞環(huán)通常包括兩個氣環(huán)和一個刮油環(huán)?;钊N座是活塞內活塞銷的支撐部位。它是活塞內承受最大負荷的部分之一。活塞裙或多或少地圍在活塞下部,負責承受側向力和使活塞保持直線運行,如圖2-27所示。檢測活塞?;钊系姆e炭主要在活塞頂部,活塞頂部積炭可用刮刀清除?;钊闹饕p部位是裙部,測量時用外徑千分尺從距離下邊緣約10mm,與活塞銷軸線錯開90°處測量,如圖2-28所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-28檢測活塞(二)活塞環(huán)活塞環(huán)(PistonRing)是用于崁入活塞槽溝內部的金屬環(huán),活塞環(huán)分為兩種:壓縮環(huán)和機油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封燃燒室內的可燃混合氣體;機油環(huán)則用來刮除氣缸上多余的機油。活塞環(huán)是一種具有較大向外擴張變形的金屬彈性環(huán),它被裝配到剖面與其相應的環(huán)形槽內。往復和旋轉運動的活塞環(huán),依靠氣體或液體的壓力差,在環(huán)外圓面和氣缸以及環(huán)和環(huán)槽的一個側面之間形成密封,如圖2-29所示。模塊二曲柄連桿機構1.活塞環(huán)功能?向下將燃燒室與曲軸箱隔離密封,以阻止空氣和燃燒氣體竄氣,?應將活塞的一部分熱量傳遞到冷卻的氣缸上,?應刮除多余的機油,并將機油送回油底殼中。根據(jù)其工作任務活塞環(huán)分為,如圖2-30所示:?氣環(huán)。?刮油環(huán)?;钊h(huán)是具有彈性的開口環(huán),如圖2-31所示。模塊二曲柄連桿機構2.氣環(huán)的功用保證活塞與氣缸壁間的密封,防止氣缸內的可燃混合氣和高溫燃氣漏入曲軸箱,并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁,避免活塞過熱,如圖2-32所示。3.油環(huán)的功用活塞下行時,刮除氣缸壁上多余的潤滑油,活塞上行時,在氣缸壁上鋪涂一層均有的油膜。這樣既可以防止?jié)櫥透Z入氣缸燃燒,又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力,還能起到封氣的輔助作用,如圖2-33所示。模塊二曲柄連桿機構
汽油發(fā)動機共有3個活塞環(huán)一起來保持燃燒室的氣密性,而上部的2個活塞環(huán)還用于將來自活塞的熱量擴散至氣缸。油環(huán)的作用是刮除氣缸壁上多余的機油,經活塞上的回油孔流回油底殼,并在氣缸壁上布油,使氣缸壁涂上一層均勻的機油膜,減少活塞與氣缸壁的磨損,如圖2-34所示。4.活塞環(huán)端隙在室溫時,環(huán)的開口間隙必須處于0.2至0.5mm范圍內,如圖2-35所示。模塊二曲柄連桿機構
如果活塞環(huán)開口間隙過大,則受到壓縮氣體時氣體,會通過此間隙泄出。如果環(huán)的開口間隙過小,則因熱膨脹可使活塞環(huán)的兩端互相頂住,造成活塞環(huán)外徑變大。這一現(xiàn)象可造會氣缸壁擦傷或活塞環(huán)自身斷裂。注意·測量活塞環(huán)端隙時,應該將活塞環(huán)放入氣缸內磨損量最小的位置處。·測量活塞環(huán)端隙的位置隨發(fā)動機型號而不同。發(fā)動機大修時需按照,如圖所示方法檢查活塞環(huán)與環(huán)槽的間隙,如圖2-36所示。模塊二曲柄連桿機構(三)活塞銷·將活塞與連桿連接,·將活塞力傳遞到連桿上。活塞銷與連桿和活塞銷孔中的軸承較接。為確?;钊9ぷ?,活塞銷在活塞銷孔中的精確配合非常重要。在汽油發(fā)動機中,活塞銷與活塞銷孔之間的間隙約為0.003mm。為了達到這么小的間隙,制造商按照相應的配合公差選擇活塞銷,同時為避免錯誤配對而用相同的色標標記出配對的活塞銷和活塞。活塞銷必須無法側向移動,以免造成氣缸壁損壞,如圖2-37所示?;钊N要在高溫下承受較大的沖擊載荷,且潤滑條件差,因此要求活塞銷具有足夠的強度、剛度和耐磨性,且質量要小,通常制成空心圓柱體,如圖2-38所示。模塊二曲柄連桿機構活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接配合方式有兩種,即全浮式和半浮式,如圖2-39所示。全浮式活塞銷能在連桿小頭襯套孔和活塞銷座孔內做自由轉動,可以保證活塞銷沿圓周磨損均勻,因此應用較普遍。為防止活塞銷軸向竄動而損壞氣缸壁,在活塞銷座兩端裝有彈性卡環(huán)來限位。半浮式活塞銷是用螺栓將活塞銷夾緊在連桿小頭孔內,這時活塞銷只在活塞銷孔內轉動,在連桿小頭孔內不轉動。因而連桿小頭孔內不裝襯套,活塞銷座孔內也不裝擋圈。模塊二曲柄連桿機構(四)連桿連桿(connectingrod)連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件,如圖2-40所示。1.連桿組成連桿由以下部件組成:?連桿小頭活塞銷支撐在連桿小頭內。?連桿體·連桿大頭和連桿蓋連杅大頭和連桿蓋包圍著連杅軸承。連桿蓋是用膨脹螺栓固定。這種螺栓作為定位螺栓可使連桿蓋居中。連桿承受很高的交變應力負荷。在連杅小頭處連桿執(zhí)行活塞的直線運動,在連桿大頭處執(zhí)行曲軸的旋轉運動,如圖2-41所示。模塊二曲柄連桿機構部分連桿大頭和連桿蓋采用不同的接合面:·帶有加工接合面的連桿連桿大頭與連桿蓋之間的接合面以切削加工方式制造。·帶有斷裂面的連桿連桿大頭與連桿蓋之間的接合面通過斷裂方式產生,不需要繼續(xù)進行加工。因此可防止安裝時發(fā)生混淆,如圖2-42所示。模塊二曲柄連桿機構2.連桿作用?將活塞和曲軸連接,·將活塞力傳遞到曲軸上,·在曲軸上產生轉矩,·將活塞的直線運動轉化為曲軸的旋轉運動。活塞的直線運動通過連桿轉化為曲軸的轉動。此外,連桿還要將燃燒壓力產生的作用力由活塞傳至曲軸上。連桿有兩個所謂的連桿頭,小連桿頭和分體式大連桿頭,如圖2-43所示。連桿是汽車發(fā)動機中的重要零件,它連接著活塞和曲軸,其作用是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動,并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中,除承受燃燒室燃氣產生的壓力外,還要承受縱向和橫向的慣性力。模塊二曲柄連桿機構3.連桿結構連桿小頭用于安裝活塞銷,全浮式連桿小頭內壓有潤滑襯套;連桿桿身多采用“工”字形斷面,內有縱向的壓力油通道;連桿大頭為剖分式,上半身與桿身一體,下半部即為連桿蓋,兩者用螺栓裝合,通過軸承與曲軸的連桿軸頸相連,如圖2-44所示。由于曲軸轉動一圈期間連桿側向偏移,因此必須連桿以可轉動方式固定在活塞上。這可以通過一個滑動軸承來實現(xiàn)。為此將一個軸套壓入小連桿頭內。連桿該端上的一個開孔為軸承提供機油。分體式大連桿頭位于曲軸側。大連桿頭必須采用分體形式,以便能夠使連桿支撐在曲軸上。模塊二曲柄連桿機構圖2-44連桿結構
連桿組由連桿小頭、連桿身和連桿大頭等組成,如圖2-45所示。連桿小頭安裝活塞銷以連接活塞,連桿大頭通過連桿軸瓦與曲軸的連桿軸頸連接。連桿身一般制成“工”字形或"H"形,以便在滿足剛度基礎上減輕質量。連桿的大端上有1個噴油嘴供潤滑和冷卻之用。發(fā)動機機油通過曲軸機油孔供應油膜。連桿和軸承蓋連接在一起,所以在組裝此兩個零件時,需檢查前側的標記防止誤裝,如圖2-46所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-45連桿小頭、連桿身和連桿大頭圖2-46連桿的大端噴油嘴4.連桿軸瓦為了減小摩擦阻力和磨損,連桿大頭孔內裝有瓦片式滑動軸承,簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片,目前多采用薄壁鋼背軸瓦,在其內表面澆鑄有耐磨合金層,如圖2-47所示。鋼背由1mm~3mm的低碳鋼制成。減磨層為0.3mm~0.7mm的減磨合金,層質較軟能保護軸頸。連桿軸瓦上制有定位凸鍵,供安裝時嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中,以防軸瓦前后移動或轉動,有的軸瓦上還制有油孔,安裝時應與連桿上相應的油孔對齊,如圖2-48所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-48連桿軸瓦上制有定位凸鍵5.安裝連桿安裝連桿時,只能為檢查軸承間隙而擰緊連桿螺栓一次,為最終裝配而再擰緊一次。因為加工連桿時已將連桿螺栓擰緊三次,所以螺栓已達到其最大抗拉強度。重復使用連桿且僅更換連桿螺栓時:檢查軸承間隙后必須再次擰緊連桿螺栓,然后松開并通過第三次擰緊使其達到最大抗拉強度。連桿螺栓的擰緊次數(shù)不足三次或超過五次時,會導致發(fā)動機損壞。選用軸瓦時,必須對其配合間隙進行檢查。檢查時,用量缸表和測微器測量軸瓦和軸頸,其差值即為配合間隙。軸瓦的配合間隙的檢驗檢查方法是:對于連桿瓦,在軸瓦上涂一層薄機油,將連桿在相應軸頸上,按規(guī)定力矩值擰緊螺栓,然后用手甩動連桿,能轉動1~1/2圈,沿軸線方向扳動連桿,沒有間隙感覺,即符合要求;對于曲軸瓦,在各道軸頸鶴軸瓦表面涂以機油,裝好曲軸按規(guī)定力矩值擰緊螺栓,雙手扳動曲軸,以曲軸能轉動1~2圈,且轉動輕便、均勻無阻滯現(xiàn)象為合適。模塊二曲柄連桿機構檢驗連桿變形,連桿彎曲、扭曲的檢驗在連桿檢測器上進行,如圖2-49所示。檢查連桿變形時,將連桿軸承裝好,活塞銷裝入連桿小頭,再將連桿大頭固定在連桿檢測器的定心軸上,然后把三點式量規(guī)的V形槽貼緊活塞銷,用塞尺測量連桿檢測器平面與量規(guī)指銷之間的間隙。校正連桿的彎曲、扭曲。對彎曲的連桿,可用壓床或連桿校正器上的校彎工具壓直。對扭曲的連桿,可夾在臺虎鉗上,用連桿校正器上的校扭工具校正。模塊二曲柄連桿機構圖2-49檢驗連桿變形任務三、曲軸飛輪組曲軸飛輪組是把活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動,為汽車的行駛和其他需要動力的機構輸出扭矩。同時還儲存能量,用以克服非做功行程的阻力,使發(fā)動機運轉平穩(wěn),如圖2-50所示活塞在氣缸內上下運動(往復運動)。連桿小連桿頭通過活塞銷與活塞連接。大連桿頭連接在曲柄軸頸上。使活塞的往復運動轉化為曲軸的轉動模塊二曲柄連桿機構圖2-50曲軸飛輪組(一)曲軸曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、正時齒輪、平衡機構等組成,如圖2-51所示。曲軸飛輪組的作用是將連桿傳遞的活塞往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動,為汽車行駛和其他需要動力的機構輸出轉矩。同時,曲軸飛輪組還負責存儲能量,以克服發(fā)動機非做功行程的運動阻力,使發(fā)動機平穩(wěn)運行,如圖2-52所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-51曲軸飛輪組1.曲軸的組成曲軸的主要功用是將活塞連桿組傳來的氣體壓力變?yōu)檗D矩,然后通過飛輪輸出。另外還用來驅動發(fā)動機的配氣機構以及其他輔助裝置(如發(fā)電機、風扇、水泵、動力轉向泵/空調壓縮機等)。曲軸主要由前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡塊和后端凸緣等組成,如圖2-53所示。一個連桿軸頸(曲柄銷)和它兩端的曲柄(曲柄臂)及相鄰兩個主軸頸構成一個曲拐。曲拐的數(shù)目取決于發(fā)動機的氣缸數(shù)目及其排列方式,例如,直列式發(fā)動機的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù),而V型和對置式發(fā)動機的曲拐數(shù)為氣缸數(shù)的一半。模塊二曲柄連桿機構圖2-53曲軸組成2.曲軸的布置與多缸發(fā)動機的工作順序
曲軸的形狀和各曲拐的相對位置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動機的工作順序。在選擇各缸的工作順序時,應力求各缸的做功間隔均勻,即發(fā)動機每完成一個工作循環(huán),各缸都應發(fā)火做功一次。對于缸數(shù)為l的四沖程發(fā)動機,其發(fā)火間隔角為720°/i;連續(xù)做功的兩缸相距要盡可能遠,以減輕主軸承負荷和避免進氣行程中發(fā)生“搶氣”現(xiàn)象;V型發(fā)動機左右兩列應交替發(fā)火。常見多缸發(fā)動機的曲拐布置和發(fā)火順序如下所述。(1)四沖程直列四缸發(fā)動機曲拐布置和發(fā)火順序。四沖程直列四缸發(fā)動機的發(fā)火間隔角為720°/4=180°,四個曲拐在同一平面內(參見圖2-54)。發(fā)動機氣缸的工作順序為1-3-4-2或1-2-4-3。其工作循環(huán)如表2-1所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-54直列四缸發(fā)動機曲拐布置(2)四沖程直列六缸發(fā)動機曲拐布置和發(fā)火順序。四沖程直列六缸發(fā)動機的發(fā)火間隔角為720°/6=120°,6個曲拐互成120°,如圖2-55所示。發(fā)動機的工作順序為1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5,前者應用較為普遍,其工作循環(huán)如表2-2所示。模塊二曲柄連桿機構(3)四沖程V型六缸發(fā)動機的曲拐位置和發(fā)火順序。V型六缸發(fā)動機的做功間隔角仍為120°,3個曲拐互成120°,右列氣缸用R表示,由前向后氣缸號分別為Rl,R2、R3;左列氣缸用L表示,氣缸號分別為L1、L2和L3。其工作循環(huán)如表2-3所示。模塊二曲柄連桿機構表2-3V型六缸發(fā)動機順序3.平衡重平衡重在曲拐的對面,用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力和離心力矩及一部分往復慣性力。無平衡重會引起中心桿偏移,有平衡重中心桿就不會偏移,如圖2-56所示。模塊二曲柄連桿機構4.檢測曲軸軸頸用外徑千分尺先在油孔兩側測量,然后旋轉90°再測量。同一截面最大直徑與最小直徑之差的1/2為圓度誤差;軸頸各部位測得的最大與最小直徑差的1/2為圓柱度誤差。圓度、圓柱度誤差大于0.020mm時,應按修理尺寸磨修。軸頸直徑達到其使用極限時應更換曲軸。(1)曲軸徑向跳動量檢查·使用百分表和磁力固定架;·用曲軸兩個外主軸承把曲軸放置V形塊內;轉動曲軸,在其他主軸承頸上測量徑向跳動偏差,如圖2-57所示?!でS徑向跳動量測量點如圖2-58所示取不同的軸向位置進行徑向測量。如果超過VIDA標準值,就要修理或更換曲軸。例如:B5244S發(fā)動機曲軸徑向跳動量標準值:·主軸承頸徑向跳動量:最大0.040mm;·主軸承軸頸徑向偏差:0.019-0.043mm。模塊二曲柄連桿機構(2)主軸頸和連桿軸頸磨損檢查隨著發(fā)動機的使用延長,主軸頸與連桿軸頸會逐步磨損,可以用外徑千分尺測量主軸頸或連桿軸頸在其徑向的差值(不均勻磨損),如圖2-59所示;·主軸頸或連桿軸頸嚴重磨損,或不均勻地磨損,超過0.02mm時,就要修理或更換曲軸。例如:B6304T4發(fā)動機標準數(shù)據(jù)如下:連桿大端曲軸軸頸·直徑標準:50mm;·軸承凹座寬:26±0.15mm;·最大平行度(相對主軸承中軸):0.015mm;·最大直徑變動量:0.01mm。主軸軸頸·直徑標準:65mm;·軸承凹座寬:26±0.15。模塊二曲柄連桿機構圖2-59主軸頸和連桿軸頸磨損檢查(二)飛輪、正時齒輪和扭轉減振器由于發(fā)動機各個缸的做功是不連續(xù)的,所以發(fā)動機轉速也是變化的。當發(fā)動機轉速增高時,飛輪的動能增加,把能量貯蓄起來;當發(fā)動機轉速降低時,飛輪動能減少,把能量釋放出來。1.飛輪飛輪可以用來減少發(fā)動機運轉過程的速度波動,如圖2-60所示。飛輪通常位于曲軸后端,即發(fā)動機與變速器之間,如圖2-61所示。它可以在作功行程期間存儲能量并于稍后釋放能量。借助飛輪的這種能量可以克服“空行程”和越過止點。飛輪可以提高發(fā)動機慣量。物體慣量越高,其運動阻力越大,使其重新停止運動的阻力也越大。因此以沖擊形式出現(xiàn)的較小運動激勵只能緩慢轉化為運動。因此以這種方式緩沖的物體不太容易產生振動。模塊二曲柄連桿機構(1)飛輪結構由飛輪、齒圈、離合器定位銷、飛輪擋圈、固定螺栓、軸承等組成,飛輪是摩擦式離合器的主動件;在飛輪輪緣上鑲嵌有供起動發(fā)動機用的飛輪齒圈;有的飛輪上還刻有上止點記號,用來校準點火定時或噴油定時。飛輪與曲軸之間應有嚴格不變的相對位置,運轉時需保持平衡。飛輪的類型有實體飛輪和雙質量飛輪。在手動變速器車輛上,發(fā)動機燃燒過程的周期性會使傳動系統(tǒng)內產生扭轉振動。手動變速器車輛可能會產生變速器噪音而且可能會傳遞到車身上。為了避免出現(xiàn)這種情況,采用雙質量飛輪,如圖2-62所示。模塊二曲柄連桿機構將原來的一個飛輪分成兩個部分,一部分保留在原來發(fā)動機一側的位置上,起到原來飛輪的作用,用于起動和傳遞發(fā)動機的轉動扭矩,這一部分稱為初級質量。另一部分則放置在傳動系變速器一側,用于提高變速器的轉動慣量,這一部分稱為次級質量。兩部分飛輪之間有一個環(huán)型的油腔,在腔內裝有彈簧減振器,由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個整體。由于次級質量能在不增加飛輪的慣性矩的前提下提高傳動系的慣性矩,令共振轉速下降到怠速轉速以下,如圖2-63所示。由次級飛輪質量與變速器之間的摩擦片來完成兩部分飛輪質量的離合,這樣就可以衰減發(fā)動機的旋轉振動,減輕變速器的負荷。雙質量飛輪的次級質量與變速器的分離和結合是由一個不帶減振器的剛性離合器盤來完成的,由于離合器沒有減振器,質量明顯減小。而減振器被組裝在雙質量飛輪系統(tǒng)中,能在盤中滑動,可以明顯改善同步性,換檔更容易。在國內,一汽大眾的手動檔轎車也率先采用了雙質量飛輪。檢查飛輪。飛輪主要損傷有工作面磨損、齒圈磨損或折斷。如工作面溝槽深度大于0.5mm,應進行磨削切;更換飛輪時必須刻上正時標記并進行動平衡。注意飛輪、曲軸磨削后要重新進行曲軸動平衡試驗。模塊二曲柄連桿機構2.正時齒輪(正時皮帶輪)正時齒輪是將發(fā)動機曲軸的動力傳遞給配氣機構工作的齒輪,如圖2-64所示。正時齒輪的三種傳動方式:鏈條傳動(圖2-65)、齒帶傳動(圖2-66)、齒輪傳動(圖2-67)。目前轎車發(fā)動機的正、負齒輪均采用齒形皮帶傳動,這種傳動方式具有結構簡單、噪聲小,運轉平穩(wěn)、傳動精度高、同步性好等優(yōu)點,但其強度較低,經長期使用后易老化、拉伸變形或斷裂,該齒形皮帶在外罩內,呈封閉狀態(tài),不便觀察其工作狀況。模塊二曲柄連桿機構圖2-65齒帶傳動圖2-65齒帶傳動
圖2-66
鏈條傳動圖2-64正時齒輪3.平衡軸當發(fā)動機處在工作狀態(tài)時,活塞的運動速度非??欤宜俣群懿痪鶆?。當活塞位于上下止點位置時,其速度為零,但在上下止點中間位置的速度則達到最高。由于活塞在氣缸內做反復的高速直線運動,因此必然會在活塞、活塞銷和連桿上產生較大的慣性力。雖然連桿上的配重可以有效地平衡這些慣性力,但卻只有一部分運動質量參與直線運動,另一部分參與了旋轉。因而除了上下止點位置外,其他慣性力并不能完全達到平衡狀態(tài),此時的發(fā)動機便產生了振動,如圖2-68所示。平衡軸可以改善發(fā)動機的運行平穩(wěn)性和噪音特性。通過裝有平衡重塊且朝相反方向旋轉的兩個軸可實現(xiàn)平衡目的。模塊二曲柄連桿機構圖2-68平衡軸(1)單平衡軸單平衡軸顧名思義采用單一平衡軸,利用齒輪傳動方式進行工作,通過曲軸旋轉帶動固連的平衡軸驅動齒輪、平衡軸從動齒輪以及平衡軸。單平衡軸可以平衡占整個振動比例相當大的一階振動,使發(fā)動機的振動得到明顯改善。由于單平衡軸結構簡單,占用空間小,因而在單缸和小排量發(fā)動機中應用較為廣泛,如圖2-69所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-69單平衡軸(2)雙平衡軸雙平衡軸則采用的是鏈傳動方式帶動兩根平衡軸轉動,其中一根平衡軸與發(fā)動機的轉速相同,可以消除發(fā)動機的一階振動;另一根平衡軸的轉速是發(fā)動機轉速的2倍,可以消除發(fā)動機的二階振動,從而達到更加理想的減振效果。由于雙平衡軸的結構較為復雜、成本高、占用發(fā)動機的空間又相對較大大,因此一般在大排量汽車上較為常用。另外,還有一種雙平衡軸布置方式,就是兩個平衡軸與氣缸中心線成角度對稱布置,旋轉方向相反,轉速與曲軸轉速相同,用以平衡發(fā)動機的一階往復慣性力,如圖2-70所示。平衡軸就是用來平衡和減少發(fā)動機的振動,從而實現(xiàn)降低發(fā)動機噪音、延長使用壽命、提升駕乘者舒適性的目的。不過,并不是所有發(fā)動機都需要平衡軸,像“V”型和水平對置發(fā)動機,這些振動平衡性已經很好的發(fā)動機就沒有必要設計平衡軸;另外還要看廠家對不同品牌及車型的具體情況,某些理論上需要平衡軸的發(fā)動機同樣見不到他的身影。模塊二曲柄連桿機構4.扭轉減振器在發(fā)動機的工作過程中,連桿只有在做功行程產生作用在曲軸上的力,因此這個作用力是呈周期性變化的,從而會造成曲軸的扭轉振動。為了消除曲軸的扭轉振動,在曲軸的前端安裝了扭轉減振器,扭轉減振器通常與曲軸前端帶輪組合在一起。實際上傳遞到發(fā)動機曲軸上的能量并不均衡。因為一方面在循環(huán)進行的燃燒過程中總是以間歇方式向曲軸施加作用力。另一方面由于連桿角度發(fā)生變化,向曲軸傳遞作用力的方式也不斷變化。因此曲軸總是以間歇方式加速繼而減速。這樣會造成曲軸扭轉振動。這種振動可能會導致曲軸及其連接部件損壞。尤其是在特定轉速下,扭轉振動可能產生共振并導致發(fā)動機損壞,為了克服這種現(xiàn)象采用扭轉減振系統(tǒng),如圖2-71所示。模塊二曲柄連桿機構
扭轉減振器安裝在曲軸前端,即動力輸出端相對側。它由一個固定盤(小質量塊所示和一個飛輪齒圈(大質量塊所示構成。這兩個部件通過一個橡膠墊連接在一起,因此二者可以相對扭轉幾度。固定盤用螺栓連接在曲軸的前部端面上,如圖2-72所示。扭轉減振器用于補償曲軸的扭轉振動。突然加速時飛輪齒圈的轉動比曲軸慢幾度,松開加速踏板時則正好相反。模塊二曲柄連桿機構六、任務實施技術員:·接收/檢查修理單·接收用于修理的訂購零件。·在允許的時間內進行工作?!は蚣紟燁I隊確認工作完成。技師領隊:·對技術難度高的工作并向技術員提供指導和幫助。模塊二曲柄連桿機構(一)活塞連桿組的拆裝1.拆卸活塞連桿組(1)翻轉發(fā)動機,松開油底殼螺栓,如圖2-73所示,拆卸油底殼,如圖2-74所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-73松開油底殼螺栓
圖2-74拆卸油底殼(2)拆卸正時傳動帶張緊輪(圖2-75)和曲軸正時傳動帶輪(圖2-76)。拆卸發(fā)動機前端蓋(圖2-77)及其襯墊(圖2-78)。模塊二曲柄連桿機構圖2-75拆卸正時傳動帶張緊輪
圖2-76拆卸曲軸正時傳動帶輪圖2-77拆卸發(fā)動機前端蓋
圖2-78拆卸發(fā)動機前端蓋襯墊(3)拆卸各缸活塞連桿組。安裝曲軸螺栓。沿發(fā)動機旋轉的方向轉動曲軸,將1、4缸活塞轉至上止點。注意不要看錯氣缸順序。標記帶連桿軸承蓋的連桿,拆下2、3缸的4個連桿軸承蓋螺栓并取下連桿軸承蓋和連桿軸承(用錘子木柄分別推出2、3缸活塞連桿組,如圖2-79所示,沿發(fā)動機旋轉方向轉動曲軸180°。標記帶連桿軸承蓋的連桿。拆下1、4缸的4個連桿軸承蓋螺栓并取下連桿軸承蓋和連桿軸承。用手錘木柄分別推出1、4缸活塞連桿組,如圖2-80所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-79拆下2、3缸的4個連桿軸承
圖2-80
推出2、3缸的活塞連桿組(4)分解活塞連桿組使用一字旋具拆下活塞銷的卡簧(圖2-81),將活塞銷推出(圖2-82)。將活塞從連桿上分離。注意:連桿和活塞的安裝位置要做記號用活塞環(huán)拆裝工具從活塞上拆下第一道氣環(huán)(圖2-83)和第二道氣環(huán)(圖2-84)。注意:使用活塞環(huán)拆裝工具時,用力要適度,否則會折斷活塞環(huán)。模塊二曲柄連桿機構圖2-81拆下活塞銷的卡簧
圖2-82將活塞銷推出圖2-83拆下第一道氣環(huán)
圖2-84拆下第二道氣環(huán)在拆卸油環(huán)時,先用手將上、下刮油片從環(huán)槽上旋出(圖2-85),不要損傷活塞,然后用手將油環(huán)彈簧片取出(圖2-86)。(5)拆卸連桿軸承和軸承蓋。注意:要做上、下片安裝記號。模塊二曲柄連桿機構圖2-85將上、下刮油片從環(huán)槽上旋出
圖2-86將油環(huán)膨脹器取出2.安裝活塞連桿組(1)使用活塞環(huán)拆裝工具安裝活塞環(huán),且“TOP”(頂部)朝上。注意:不能用活塞環(huán)擴張器安裝組合式油環(huán),否則會損壞油環(huán)。在安裝油環(huán)時,先用手將彈簧片裝上,然后用手將上、下刮片從環(huán)槽上旋入,不要損傷活塞。(2)布置活塞環(huán)端隙,如圖2-87所示。第一道活塞環(huán)(右側活塞環(huán))端隙在圖中位置“1”,第二道活塞環(huán)(分活塞環(huán))端隙在位置“2”,彈簧片端隙在位置“3”,上下刮片端隙分別在位置“4”和“5”。注意:活塞環(huán)端口打有記號的一面要朝上安裝,如果沒有安裝記號,看內外倒角,內倒角向上,外倒角向下。如果活塞環(huán)反向安裝,活塞環(huán)會產生泵油現(xiàn)象。第一道氣環(huán)鍍鉻,比較亮。第一道環(huán)和第二道環(huán)換裝將造成活塞環(huán)過早磨損。安裝前用清潔的機油潤滑活塞環(huán)、活塞、連桿軸承、氣缸孔內表面和活塞環(huán)壓縮器。模塊二曲柄連桿機構圖2-87布置活塞環(huán)端隙(3)將活塞連接至連桿。注意:連桿活塞的安裝位置要對齊。安裝之前,先潤滑活塞銷。(4)用手將活塞銷壓入活塞和連桿中。將卡環(huán)裝入活塞的環(huán)形槽,確??ōh(huán)牢固就位于凹槽內。注意:如果活塞銷卡簧沒有裝入環(huán)形槽,活塞銷會竄出,將對氣缸造成嚴重的傷害。(5)用手指的力量將連桿軸承壓入連桿軸承孔。安裝軸承蓋。注意:軸承的突肩對準連桿孔上的凹槽;安裝軸承蓋時,要注意與連桿上的安裝方向對準,并看清連桿軸承上下片的安裝記號。模塊二曲柄連桿機構(6)潤滑活塞連桿組總成和氣缸壁?;钊系募^方向應朝向發(fā)動機前方。轉動曲軸到1、4缸下止點,轉動氣缸體至水平位置,安裝1、4缸活塞,用活塞環(huán)夾箍夾住活塞環(huán),以壓縮活塞環(huán)。用木榔頭柄小心地將活塞連桿組推入氣缸(見圖2-88)。潤滑連桿軸承,安裝連桿軸承和連桿軸承蓋。安裝新的連桿螺栓,將連桿螺母分次擰到35N·m+45°+15°。轉動曲軸到2、3缸下止點,安裝2、3缸活塞,用活塞環(huán)夾箍夾住活塞環(huán),以壓縮活塞環(huán)。用木榔頭柄小心地將活塞連桿組推入氣缸。潤滑連桿軸承,安裝連桿軸承和連桿軸承蓋。安裝新的連桿軸承蓋螺栓,每個螺栓分次擰到35N·m+45°+15°(見圖2-89)。注意:按連桿軸承和連桿軸承蓋的標志位置安裝連桿軸承和連桿軸承蓋。(7)清潔發(fā)動機前端蓋襯墊,安裝發(fā)動機前端蓋及其襯墊,擰緊至20N.m。安裝正時傳動帶惰輪和曲軸正時傳動帶輪。(8)翻轉發(fā)動機,清潔密封面。將密封膠涂抹在氣缸體和油底殼上,安裝油底殼,擰緊至10N.m。(9)安裝氣缸蓋。模塊二曲柄連桿機構圖2-88用木榔頭柄將活塞連桿組推入氣缸圖2-89安裝連桿軸承蓋螺栓(二)曲軸飛輪組的拆裝、主軸承間隙和曲軸軸向間隙的測量1.拆卸曲軸飛輪組(1)拆卸氣缸蓋、活塞連桿組。(2)拆卸飛輪,如圖2-90所示。(3)擰松主軸承蓋螺栓(圖2-91),拆卸主軸承蓋(圖2-92),抬出曲軸,如圖2-93所示。注意:最后一道主軸承也是曲軸后端蓋,拆卸時要特別小心,防止損壞曲軸后油封。模塊二曲柄連桿機構圖2-90拆卸飛輪
圖2-91
擰松主軸承蓋螺栓圖2-92拆卸主軸承蓋
圖2-93抬出曲軸2.曲軸飛輪組的安裝(1)在每一道曲軸主軸承上涂上機油(背面不能涂機油)。(2)在曲軸主軸頸上涂上機油。(3)將曲軸安裝在缸體上。安裝軸承蓋。注意:軸承蓋按1至5序號安裝,不得錯裝。中間一道主軸承是帶有翻邊的推力軸承。(4)用扭力扳手緊固一道曲軸軸承蓋螺栓,第一次擰緊至35N.m,第二次順時針轉45°,第三次順時針轉15o。測量主軸頸與主軸承之間的間隙,間隙值為0.005~0.059mm,如圖2-94所示。模塊二曲柄連桿機構圖2-94測量主軸頸與主軸承之間的間隙(5)用扭力扳手緊固所有螺栓。(6)用百分表測量曲軸的軸向間隙,軸向間隙應0.1~0.2mm之間,如圖2-95所示。(7)安裝飛輪。(8)安裝活塞連桿組與氣缸蓋。模塊二曲柄連桿機構圖2-95用百分表測量曲軸的軸向間隙(三)氣缸體和氣缸蓋測量氣缸體總成中的曲柄連桿機構的性能好壞,決定了發(fā)動機能否繼續(xù)運轉,對它的測量是發(fā)動機維修中最重要的部分,如圖2-96所示。1.缸體平面度測量測量前先徹底清潔水垢、積炭及清除螺紋孔周圍的突起,如圖2-97所示,使用量缸平面尺和塞尺進行測量,塞入塞尺的最大厚度就是平面度誤差。例如:發(fā)動機的標準數(shù)據(jù)是:·最大縱向變形:0.1mm·最大橫向變形:0.1mm如果超出了指定的數(shù)值,必須安裝新的組件。模塊二曲柄連桿機構圖2-96測量項目圖2-97缸體平面度測量2.氣缸筒之間間隙測量
對于汽開放式水套缸體,測量氣缸桶之間間距,可知道發(fā)動機缸體是否發(fā)生變形,如圖2-98所示。使用塞尺檢查兩個氣缸之間水道間距。標準長度:0.7~1.0mm(提示:發(fā)動機型號的不同數(shù)據(jù)也是不同,要參考所維修發(fā)動機的技術信息),如果發(fā)動機缸體兩個氣缸之間水道間距發(fā)生變形應該更換。模塊二曲柄連桿機構3.氣缸內徑測量
如圖2-99所示,使用量缸表測量氣缸內徑,在氣缸的上、中、下截面分別測量氣缸縱向和橫向的內徑值,并計算圓度和圓柱度。測量發(fā)動機上部極限位置最大磨損,大約距氣缸平面10mm處。在下部極限位置沿發(fā)動機長度方向進行測量以檢查最低磨損量,大約距氣缸平面10mm處。模塊二曲柄連桿機構4.圓度和圓柱度測量圓度:將同一個截面中互相垂直方向上測得的兩個內徑值相減,除以2,便得到此截面的圓度,比較3個截面的圓度,最大值為此氣缸的圓度;圓柱度:將測得的6個氣缸內徑值中的最大值減去最小值,除以2,便可得到氣缸的圓柱度。如果圓度和圓柱度超過最大值,或者鏜缸后超過最大值,需要更換氣缸體,如圖2-100所示。例如:B5254T10發(fā)動機圓度與圓柱度標準值:·圓度極限值為0.013mm·圓柱度極限值為0.013mm奧迪發(fā)動機圓度與圓柱度標準值:·圓度極限值為0.015mm·圓柱度極限值為0.015mm模塊二曲柄連桿機構奔馳272發(fā)動機圓度與圓柱度標準值:·圓度極限值為0.01mm·圓柱度極限值為0.01mm寶馬發(fā)動機圓度與圓柱度標準值:·圓度極限值為0.01mm·圓柱度極限值為0.01mm·活塞和氣缸間的允許總磨損間隙(磨合過的發(fā)動機)路虎發(fā)動機圓度與圓柱度標準值:·圓度極限值為0.013mm·圓柱度極限值為0.013mm模塊二曲柄連桿機構5.活塞直徑測量使用千分尺在距活塞底部12mm處測量直徑,如圖2-101所示。發(fā)動機活塞直徑標準尺寸可參閱VIDA“大修說明”例如B6304T4每個級別的活塞直徑如下:奧迪每個級別的活塞直徑如下:寶馬N46每個級別的活塞直徑如下:奔馳272每個級別的活塞直徑如下:模塊二曲柄連桿機構6.活塞運行間隙參考此前測得的氣缸內徑,可以計算出活塞與氣缸壁之間的間隙,如圖2-102所示,運行間隙計算參考如下計算方法:例如B6304T4發(fā)動機此間隙應在0.04-0.06mm范圍內;如果活塞與氣缸壁之間的間隙不在以上范圍內,則應將所有缸筒鏜至下一個加大尺寸,并使用加大0.4mm活塞。例如:發(fā)動機B6304T4活塞運行間隙計算:奧迪BDW2.4發(fā)動機活塞運行間隙計算:奧迪CDZ2.0T渦輪增壓發(fā)動機活塞運行間隙計算:寶馬N46發(fā)動機活塞運行間隙計算:奔馳272發(fā)動機活塞運行間隙計算:模塊二曲柄連桿機構七、拓展閱讀在蒸汽機不斷改進和發(fā)展的歷程中,人們也越來越深刻地認識到蒸汽機的不足是因為燃料在外部燃燒,所以,有人開始研究把外燃改為內燃,讓燃料在內部燃燒,膨脹產生的高壓氣體直接推動活塞做功,這就是內燃機。1794年,英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動力,并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1801年,法國人勒本提出了煤氣機的原理。1824年,法國熱力工程師薩迪·卡諾在《關于火力動力及發(fā)生的內燃機考察》一書中,揭示了“卡諾循環(huán)”學說。1833年,英國人萊特提出了直接利用燃燒壓力推動活塞做功的設計。之后人們又提出過各種各樣的內燃機方案,但在19世紀中葉以前均未付諸實用。直到1860年,法國的艾提力·雷駱模仿蒸汽機的結構,設計制造了第一臺實用煤氣機。1861年,法國鐵路工程師羅夏發(fā)表了進氣、壓縮、做功、排氣的四沖程發(fā)動機理論,這一理論后來成為內燃機發(fā)展的基礎。1866年,德國工程師尼古拉斯·奧托偶爾在報紙上看到了一篇關于內燃機的報道,下決心對內燃機進行改進,并研究了羅夏的四沖程內燃機的論文,成功地研制出動力史上具有劃時代意義的立式四沖程內燃機。模塊二曲柄連桿機構
1876年,奧托又研制出第一臺實用活塞式四沖程煤氣內燃機,這臺單缸臥式功率為2.9kW的煤氣機,壓縮比為2.5∶1,轉速為250r/min。這臺內燃機被稱為奧托內燃機而聞名于世。奧托于1877年8月4日獲得專利,后來人們一直將四沖程循環(huán)稱為奧托循環(huán)。奧托以內燃機奠基人被載入史冊,其發(fā)明為汽車的發(fā)明奠定了基礎。奧托的煤氣機體積小,轉動平穩(wěn),但有個最大的缺點是在工作時需要一個較大的煤氣發(fā)生爐給它提供煤氣,因此給使用帶來了不便。加上它在重量、體積等方面并不比蒸汽機優(yōu)越多少,所以這種發(fā)動機未能得到廣泛的使用。1885年,德國人戈特利布·戴姆勒(GottliebDaimler)按奧托機原理研制出定容內燃機,利用他發(fā)明的表面汽化器形成的汽油油霧為燃料,轉速可達800r/min,壓縮比可達3∶1。1886年,德國人卡爾·本茨又發(fā)明了混合器和電點火裝置,使汽油機更加完善。1897年,德國人魯?shù)婪颉さ胰麪柍晒ρ兄瞥龅谝慌_柴油機,因此柴油機也稱為狄塞爾發(fā)動機。柴油機從設想到實現(xiàn)經歷了20年的時間,是冒著生命危險在一片指責聲中研制出來的。狄塞爾雖然沒有看到柴油機用于汽車的那一天,但是他親眼看到自己的發(fā)明用于造船業(yè),以絕對的優(yōu)勢取代了蒸汽機。模塊二曲柄連桿機構八、維修車輛交付1、業(yè)務人員·準備將更換的零部件給客戶查看。·準備為所有的費用開出發(fā)票。
·檢查車輛是否清潔,進行維修質量檢查,檢查是否已經取下座椅墊、地板墊、方向盤罩、翼子板布、前罩。·電話通知客戶,以便確認車輛準備交付。·向客戶說明工作。確認工作已經順利地完成。將更換的零部件展示給客戶看。說明完成的工作以及益處。提供詳細的發(fā)票說明:零部件、人工和潤滑劑的費用。管理員/領班·業(yè)務人員/客戶要求時,要提供技術說明或建議。模塊二曲柄連桿機構步驟一、資料準備1.書面確認是否每件維護保養(yǎng)工作已經完成2.檢查工單
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