汽车发动机机械系统检修.ppt

汽车发动机机械系统检修,项目一 发动机总体结构【知识要求】掌握发动机作用、常用术语掌握四冲程发动机工作原理。掌握发动机编号规则和总体构造了解二冲程发动机工作原理。【能力要求】认识发动机总体结构。学会选用汽车常见拆装工具,一、相关知识,发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器，现代汽车发动机主要采用的是内燃机，它是将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化成机械能的动力机械。图1-1为单缸四冲程汽油机的简单结构示意图，图1-2为单缸四冲程柴油机的简单结构示意图。,1发动机常用术语,（1）上止点（2）下止点（3）活塞行程（S）（4）曲柄半径（R）（5）气缸工作容积（Vh）（6）发动机工作容积（VL）（7）燃烧室容积（Vc）（8）气缸总容积（Va）（9）压缩比（）,（一）发动机常用术语和基本的工作原理,图1-3 发动机基本术语示意图,2四冲程发动机的工作原理,（1）四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、做功和排气四个冲程组成。如图1-4为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。图1-4 单缸四冲程汽油机工作循环示意图 进气冲程。压缩冲程。做功冲程。排气冲程。,四冲程汽油发动机示功图如图1-5所示。,（2）四冲程柴油机的简单工作原理 进气冲程。进气冲程不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由冲程残留的废气温度也比汽油机低，进气冲程终了的压力约为0.075MPa0.095MPa，温度约为320K350K。压缩冲程。压缩冲程不同于汽油机的是压缩纯空气，由于柴油的压缩比大，约为1622，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa5MPa，温度可达800K1000K。,做功冲程。此冲程与汽油机有很大差异，压缩冲程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K左右），柴油混合气便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行做功 排气冲程。此冲程与汽油机基本相同。排气冲程终了时的气缸压力约为0.105MPa0.125MPa。温度约为800K1000K。,（二）发动机主要性能指标和工作特性,1发动机的主要性能指标发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有：动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。（1）动力性指标 动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。有效转矩Me。转矩是指发动机运转时由曲轴输出给传动系的有效旋转力矩。,有效功率Pe。有效功率是指发动机运转时由曲轴输出的功率。其值可以由发动机测功机实际测得。Me和Pe是有效动力性指标，用来衡量发动机动力性大小。Me和Pe之间有如下关系 式中：n发动机转速（r/min）。Pe的单位是KW。转速n：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行3001000小时。,（2）经济性指标,发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率ge表示。发动机每输出1KWh的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率.式中：GT发动机工作每小时耗油量（kg/h）。,（3）环境指标,环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前，排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量；对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NOx)和颗粒(PM)含量。噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。由于汽车是城市中的主要噪声源之一，而发动机又是汽车的主要噪声源，因此控制发动机的噪声就显得十分重要。如我国的噪声标准(GB/T 186972002)中规定，轿车的噪声不得大于79dB(A)。,（4）可靠性指标和耐久性指标,可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。,2发动机的特性,发动机有效性能指标随调整情况和使用工况而变化的关系称为发动机特性，通常用曲线表示它们之间的关系，这条曲线称为特性曲线。其中，有效性能指标随调整情况而变化的关系，称为调整特性，如汽油机的燃料调整特性、点火提前角调整特性、柴油机的喷油提前角调整特性等；随使用工况而变化的关系称为使用特性，如速度特性、负荷特性等。通过对特性曲线的分析，可以评价发动机在不同工况下的动力性、经济性及其他运转性能，为合理选择、有效利用发动机以及评价发动机维修后质量好坏提供依据。这里，介绍应用较多的发动机的速度和负荷两个使用特性。,（1）速度特性,在节气门开度（或喷油泵供油拉杆位置）一定的条件下，发动机的有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge随发动机转速变化的规律，称为发动机速度特性。节气门开度最大时（或喷油泵供油拉杆在标定功率的循环供油量位置时）测得的速度特性称为外特性；部分开度时（或喷油泵供油拉杆所处位置供油量小于标定功率的循环供油量位置时）测得的速度特性称为部分特性。如图1-6为某发动机的外特性曲线图，图1-7为2.0TSI发动机外特性曲线,图1-6 某发动机的外特性曲线图,图1-7 2.0TSI发动机的外特性曲线图,（2）负荷特性,发动机转速一定，逐渐改变节气门开度（或改变喷油泵供油拉杆位置），发动机每小时耗油量GT、有效耗油率ge随有效功率Pe（或有效转矩Me）变化而变化的关系，称为发动机负荷特性。负荷特性可用来评定不同转速及不同负荷下发动机的经济性。如图1-8为汽油发动机负荷特性曲线图，图1-9为6135Q柴油机负荷特性曲线图。,图1-8 发动机机负荷特性曲线图,图1-9 6135Q柴油机负荷特性曲线图,（3）万有特性,汽车发动机的转速和负荷变化范围很广，要全面评价发动机性能，用速度特性和负荷特性很不方便，通常根据负荷特性曲线组经过转换画出多参数特性图，即万有特性图。利用万有特性图可以方便查出发动机各种工况下的性能指标。以转速为横坐标，以扭矩或平均有效压力为纵坐标，画出许多等油耗曲线和等功率曲线，就是发动机万有特性图。如图1-10所示。,图1-10 万有特性曲线图,（三）发动机的总体结构,现代汽车发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器，其结构形式多种多样。例如，现今最广泛使用的采用汽油和柴油作为燃料的往复活塞式发动机，其具体构造也千差万别，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异。汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成，柴油机通常由两大机构和四大系统组成（无点火系）。,1曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成的，其作用是将燃料燃烧所产生的热能，经机构由活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。机体还是发动机各个机构、各个系统和一些其他部件的安装基础，并且机体许多部分还是配气机构、燃料供给系、冷却系和润滑系的组成部分。,2配气机构,配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。,3燃料供给系,汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。,4冷却系,冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车一般都采用水冷式。水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套（在机体内）等组成，其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在正常温度状态工作。,5润滑系,润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。,6点火系,汽油机传统点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供电火花以点燃缸内的可燃混合气。,7起动系,起动系由起动机和起动继电器组成，其作用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。图1-11 一汽奥迪100型轿车发动机总体构造,（四）国产内燃机型号编制规则,1内燃机的名称和型号内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油 机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成：首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。后部：结构特征和用途特征符号，见下表。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。,2.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义,3.型号编制举例,(1)汽油机1E65F：表示单缸，二冲程，缸径65mm，风冷通用型4100Q：表示四缸，四冲程，缸径100mm，水冷车用4100Q-4：表示四缸，四冲程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品CA6102：表示六缸，四冲程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四冲程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四冲程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，四冲程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号,(2)柴油机,195：表示单缸，四冲程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四冲程，缸径65mm，风冷通用型495Q：表示四缸，四冲程，缸径95mm，水冷车用6135Q：表示六缸，四冲程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四冲程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号,项目实施,(一)项目实施环境项目实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、仪表、耗材等。(1)典型车辆。(2)典型四冲程汽油发动机。(3)典型四冲程柴油发动机。(4)发动机拆装专用工具、常用工具。,(二)项目实施步骤1认识发动机总成（1）观察解剖发动机或透明发动机模型在运转时发动机各组成部分之间的连接关系和相互运动关系的观察。（2）观察完整发动机总成，了解外露零部件名称。,2分解发动机总成（1）拆卸发动机外附件（2）拆卸排气歧管（3）拆卸喷油器及燃油总管（4）拆卸分电器、点火器、高压线等。（5）拆卸进气歧管（6）拆卸机油滤清器（7）拆卸正时齿轮盖及相应件（8）拆卸配气机构驱动齿轮（9）拆卸气门室盖及配气机构驱动组部件（10）拆卸气缸盖（11）拆卸气门组零部件（12）拆卸油底壳（13）拆卸机油泵（14）拆卸活塞连杆组零部件（15）拆卸曲轴（16）了解发动机各零部件,3组装发动机总成,按照与分解相反的顺序组装发动机总成。,拓展知识（一）二冲程汽油机工作原理,二冲程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴旋转一圈(360)，活塞上下往复运动的两个冲程内完成的。因此，二冲程发动机与四冲程发动机工作原理不同，结构也不一样。图1-12 二冲程汽油机的工作循环,（二）二冲程柴油机的工作原理 二冲程柴油机和二冲程汽油机工作类似，所不同的是，柴油机进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。例如带有扫气泵的二冲程柴油机工作过程如下：图1-13 二冲程柴油机的工作循环,（三）二冲程发动机的特点,1由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气过程中有混合气损失和废气难以排净的缺点，经济性较差，柴油机由于进入的是纯空气，因此没有混合气损失。2完成一个工作循环，曲轴只转一周，当与四冲程发动机转速相等时，其做功次数比四冲程多一倍。因此，运转平稳，与同排量四冲程发动机比较在理论上发出功率应是四冲程发动机的两倍，但由于换气时的混合气损失实际是1.5倍1.6倍。3二冲程汽油机在摩托车上应用较多，二冲程柴油机由于没有混合气损失，经济性比二冲程汽油机要好，在一些中型汽车上也有采用。,小结本项目通过对发动机的拆卸与装配，对发动机总体结构、组成及各机构和系统的零部件有一个初步认识。并通过相关知识的学习，掌握有关发动机的基本知识、工作原理和性能指标，了解发动机性能曲线，为今后的学习打下良好的基础。,习题及实操题,1发动机基本术语有哪些？2四冲程发动机有哪些特点？3发动机动力性指标有哪些？4国产发动机怎样编号？5实操题：发动机总成认识：发动机台架、常用工具。记录结果。发动机型号使用工具、量具等记录主要拆卸步骤：发动机组成：教师点评：优点：不足：,项目二 机体组的检修【知识要求】掌握机体组零件作用、结构。了解机体组零件的工作条件、要求和材料。了解机体组零件的损伤型式和原因。掌握气缸的磨损规律及修理方法。【能力要求】能够对气缸盖进行检验。能够对气缸直径、圆度、圆柱度进行检验。能够根据测量数据计算修理尺寸。,一、相关知识（一）概述1曲柄连杆机构的功用曲柄连杆机构的功用是：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。2曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构由以下三部分组成：（1）机体组 主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。（2）活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。（3）曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。曲柄连杆机构中部分主要零件如图2-1所示。,图2-1 活塞连杆及曲轴飞轮组的组成3曲柄连杆机构的工作条件高温、高压、高速和化学腐蚀。,4曲柄连杆机构的运动及受力1）曲柄连杆机构的运动曲柄连杆机构的运动特点如下：（1）曲轴虽然作匀速运动，而活塞的速度却是不均匀的。活塞从上止点向下止点运动和从下止点向上止点运动的约前半个行程是加速，后半个行程是减速。（2）由于活塞运动速度的变化，导致其加速度的变化，在速度为零处的加速度最大，而速度最大处的加速度等于零。2）曲柄连杆机构受力分析,（1）气体作用力 a)b)图2-4 气体压力作用情况示意图 a）作功行程；b）压缩行程,（2）往复惯性力与离心力 图2-5 往复惯性力和离心力作用情况示意图a）活塞在上半行程时的惯性力；b）活塞在下半行程时的惯性力（3）摩擦力,（二）气缸体与曲轴箱的结构1气缸体基本结构与功用图2-6 水冷发动机的气缸体和气缸盖 图2-7 风冷发动机的气缸体和1-气缸；2-水套；3-气缸盖；气缸盖 4-燃烧室；5-气缸垫 1-气缸体；2-气缸盖；3-散热片,2曲轴箱的形式根据其具体结构型式，曲轴箱可分为三种：平分式、龙门式和隧道式，如图2-8所示。图2-8 曲轴箱的基本结构形式 a）平分式；b）龙门式；c）隧道式,3气缸与气缸套汽车发动机气缸排列型式基本上有三种：单列式（直列式）、V型和对置式（图2-10）。气缸套有两种结构（图2-11）：干式气缸套（图2-11ac），湿式气缸套（图2-11dh）图2-10 多缸发动机气缸排列型式 a）单列式（直列式）；b）V型式；c）对置式,图2-11 气缸套1-气缸壁；2-气缸冷却水套壁；3-冷却水套；4-上置半节缸套；5-干式缸套；6-可卸式干缸套；7-可卸式湿缸套；8-橡胶密封圈；9-铜密封圈,（三）气缸盖的结构1功用气缸盖的主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。2材料气缸盖一般都采用灰铸铁、合金铸铁、铝合金材料，3类型单体气缸盖；块状气缸盖；整体气缸盖。4结构,图2-12 上海桑塔纳轿车发动机的气缸盖1-气缸盖；2-气缸垫；3-机油反射罩；4-气缸盖罩；5-压条；6-气门罩垫；7-加油盖,5汽油机燃烧室结构形式汽油机常用燃烧室形状有以下三种。（1）楔形燃烧室（2）盆形燃烧室（3）半球形燃烧室 图2-13 汽油机的燃烧室形状a）楔形燃烧室；b）盆形燃烧室；c）半球形燃烧室,除了以上典型结构燃烧室以外，一些现代新型发动机采用了均质稀混合气的燃烧室（图2-14、2-15、2-16）或分层给气式燃烧室（图2-17、2-18）。图2-14 火球高压缩比燃烧室 图2-15 碗形燃烧室 图2-16 紧凑型燃烧室,图2-17 德士古公司TCCS燃烧室 图2-18 本田公司CVCC燃烧室,6柴油机燃烧室结构形式1）直喷式燃烧室 图2-19 直喷式燃烧室 a）回转体燃烧室凹坑；b）四角形燃烧室凹坑；c）四角圆弧形燃烧室凹坑；d）花瓣形燃烧室凹坑 1-燃油喷注；2-燃烧室凹坑；3-喷油器；4-活塞；5-空气涡流,2）分隔式 图2-20 分隔式燃烧室 a）涡流燃烧室；b）预燃燃烧室 1-电热塞；2-喷油器；3-燃油喷注；4-通道；5-主燃烧室；6-涡流室；7-预燃室,（四）气缸垫的结构1功用气缸垫的主要功用是保证气缸体与气缸盖结合面间的密封，防止漏气、漏水、漏油。2结构目前汽车发动机采用的气缸垫大致有以下结构：（1）金属-石棉气缸垫，如图2-21a）、b）所示。（2）在石棉中心用编织的钢丝网（图2-21c）或有孔钢板（冲有带毛刺小孔的钢板）（图2-21d）为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。（3）采用膨胀石墨作为衬垫的材料。（4）采用实心的金属片作为气缸垫。如图2-21e）所示的钢板衬垫。（5）加强型无石棉气缸垫结构（如图2-21f），,图2-21 气缸垫的结构a)、b)、c)、d)金属-石棉板；e)冲压钢板；f)无石棉气缸垫,3安装注意安装气缸垫时，应注意安装方向。一般是衬垫卷边的一面朝向易修整的接触面或硬平面。如气缸盖和气缸体同为铸铁时，卷边应朝向气缸盖（易修整）；而气缸盖为铝合金，气缸体为铸铁时，卷边应朝向气缸体。也可根据标记或文字要求进行安装，如衬垫上的文字标记“TOP”“OPEN”表示朝上，“FRONT”表示朝前。,（五）油底壳1功用油底壳的主要功用是贮存机油并封闭曲轴箱。2结构一般采用薄钢板冲压而成（图2-22）。图2-22 油底壳 a)薄钢板油底壳；b)轻金属油底壳,二、项目实施(一)项目实施环境项目实施前应准备好如下车辆、总成、工具、量具、仪表、耗材等。（1）典型车辆（2）发动机总成（3）常用工具箱、检测平台（4）游标卡尺、内径百分表、外径千分尺,(二)项目实施步骤1气缸体的检查与修理1）气缸磨损的检验与修理（1）气缸磨损规律磨损特点见图2-23和图2-24。图2-24 气缸断面上的磨损,图2-23 气缸轴线方向的磨损,1-纵向；2-横向,（2）气缸磨损的原因分析气缸的最大磨损位置通常处在第一道活塞环上止点稍下的部位，其原因很多，首先是由于活塞环换向，运动速度几乎为零，环的布油能力最差，润滑能力弱；其次，因爆发燃烧的压力、温度最高，可燃混合气燃烧产生的酸性氧化物生成的矿物酸最多，附着在气缸壁上不但不能被油膜完全覆盖，甚至破坏缸壁上的润滑油膜，在这个部位上，腐蚀磨损严重；第三，进气流对缸壁局部的冷却以及未雾化的燃油颗粒对局部缸壁上润滑油膜的破坏，强化了局部缸壁的“冷激”效应；第四，进气中的灰尘在此处缸壁上的附着量较多，不但能加剧此处的腐蚀磨损，也加剧了此处的磨料磨损；第五，活塞在此处所承受的侧向力大，活塞环的背压最大，容易破坏缸壁上的润滑油膜，加剧此部位的粘着磨损。所以，第一活塞环上止点稍下，对应的缸壁上磨损量最大。但是，曲轴轴向间隙过大、活塞偏缸、缸体变形等故障就会改变气缸的磨损规律，使最大磨损出现在气缸中部或下部。,（3）气缸磨损的检验 清洁气缸内壁 用游标卡尺测量气缸直径，获得标准尺寸。安装百分表，使百分表指针有0.51mm移动量，表面与测量杆垂直。选择与缸径合适的测量杆；校准测量杆（或调整垫圈），使量缸表测量端总长比缸径大1 mm左右即可。量缸表的零校准确定测量位置。气缸缸径测量：如图2-25所示。计算圆度误差和圆柱度误差：气缸圆度公差：汽油机为0.05mm，柴油机为0.065mm。圆柱度公差：汽油机为0.175mm，柴油机为0.25mm。,图2-25 量缸表测量法 图2-26 气缸磨损的测量部位,（4）气缸磨损的修理气缸磨损后，通常采用机械加工方法修复，即修理尺寸法和镶套修复法。修理尺寸法式中：镗削后气缸修理尺寸的级数；镗削前气缸的最大直径，mm；原厂规定气缸的标准直径，mm；气缸的镗磨余量，一般取0.130.20mm；修理尺寸级差，mm。,在镗缸前确定气缸的修理尺寸，根据气缸的修理尺寸选配好相应修理尺寸的活塞。而在镗磨气缸中，又是以选配的活塞直径确定气缸镗削和珩磨后的实际尺寸，那么，气缸镗削后的直径应等于活塞裙部的最大直径加上活塞的配缸间隙再减去气缸的珩磨余量。镶套修复法气缸套磨损超过最大修理尺寸或薄壁气缸套磨损逾限、气缸套裂纹以及气缸套与承孔配合松旷，产生漏水等故障，都必须用镶套修复法来更换气缸套。更换气缸套应先检修承孔，然后镶装新气缸套。,（5）提高气缸使用寿命的措施在结构材料方面，用耐磨、耐蚀、抗穴蚀能力强的材料。从减振、防振着手，在结构上采用不等厚的缸套及合理的间距等，以减少湿式缸套的穴蚀。在维修方面，研究改善气缸体“整形修理”工艺，提高气缸体主要要素的形状与位置精度；气缸经过镗磨加工后，应有合理的表面粗糙度，有利于配合副的磨合和润滑油膜的形成；应用激光淬火工艺进行气缸表面强化，以大大降低气缸的磨损率；严格按技术要求检验气缸、活塞、连杆等，保证活塞连杆组的正确安装位置和配合间隙；制定科学的磨合规范，提高气缸抗综合磨损的能力。在使用方面，应正确选择和使用润滑油，加强“三滤”，做好车辆的日常维护；保证发动机的正确工作温度；正确合理的驾驶操作。,2）气缸上平面变形的检验与修理气缸平面度的检验，多采用刀口尺和厚薄规来进行。如图2-29所示。图2-29 气缸平面度的检测 1-刀口尺；2-塞尺（厚薄规）；3-缸体上平面气缸上平面的平面度可通过铲削或磨削加工进行修理。,2气缸盖的检验与修理（1）气缸盖裂损的检验与修理气缸盖裂纹的检查，通常采用水压试验，如图2-30所示。图2-30 气缸盖的水压试验对应力大的部位的裂纹采取加热减应焊进行修理，对水套及其应力小的部位的裂纹可以采用胶粘修复。,（2）气缸盖平面变形的检验与修理气缸盖平面度的检测，多采用刀口尺和厚薄规来进行，方法同气缸体上平面的检测。气缸盖下平面的平面度可通过铲削或磨削加工进行修理。（3）清除燃烧室积炭清除积炭通常用机械和化学方法，或两者并用。a）机械方法清除积炭 图2-31 清理环槽积炭b）化学方法清除积炭,（4）气缸盖的拆装气缸盖的拆装注意事项：a）气缸盖螺栓的拧紧力矩。b）气缸盖螺栓的拆装顺序。图2-32 气缸盖螺栓拧紧顺序,3气缸垫的检验气缸垫的常见损伤是烧蚀击穿，其原因主要是气缸盖和气缸体接合平面不平或气缸盖螺栓拧紧力矩不足、或气缸垫质量不好所致。气缸垫烧蚀击穿部位一般在水孔或燃烧室孔周围，会导致发动机漏气或冷却水进入机油中。气缸垫主要通过目视检验，要求无烧蚀击穿，无锈蚀、无折皱。损坏的缸垫只能更换，不需修理。发动机大修时，缸垫无论好坏均要换新。,三、拓展知识（一）气缸镗削工艺1.镗缸设备汽车维修行业常用的镗缸设备有T716型单柱金刚镗床和T8011型移动式镗磨缸机。单柱金刚镗床具有刚度好、加工精度和生产率高等特点，T8011型移动式镗磨缸机虽然加工精度较为逊色，但投资少，一机多用，常用于小型维修单位。1）T716型单柱金钢镗床T716型单柱金刚镗床俗称“立式镗缸机”，如图2-33所示，由床身、镗架、工作台、变速箱、传动系统和操纵机构等部分组成。,图2-33 T716单柱金刚镗床1-主动轴；2-中间轴；3-输出轴；4-进给传动轴；5-进给输出轴；6-垂直传动轴；7-主轴；8-离合器；9-进给丝杠；10-手动进给轮；11-进给离合器,2）T8011移动式镗磨缸机T8011移动式镗磨缸机由镗缸和珩磨气缸两部分组成，如图2-34所示，可完成气缸镗削和珩磨两项加工。图2-34 T8011镗磨缸机1-变速手轮；2-镗杆升降手柄；3-自动进给离合器；4-磨刀砂轮；5-中心定位手轮；6、7-磨缸行程调节螺钉；8-加油孔；9-冷却液泵；10-磨缸离合手轮；11-磨缸锁紧螺钉；12-行程刻度盘；13-夹紧扳手；14-中心定位杆,2.镗缸工艺基准新选修理工艺基准的原则有三条：新选基准变形量应最小；原加工精度高；符合基准统一的原则，不但与相关要素的修理基准统一，还应尽可能的与相配合零件的修理基准相统一，通过减小装配的积累误差来提高发动机的修理质量。镗削气缸通常以缸体下平面为基准。在单柱金刚镗床上镗缸，即以缸体下平面为基准，其加工精度高，缸体下平面变形较小，镗后气缸轴线的垂直度误差较低。,3.刀具材料与切削用量气缸硬度为HB180230，粗镗采用TG6、YG8硬质合金刀具，精镗采用YJ2或YJ3硬质合金刀具，切削速度取125150m/min；气缸硬度为HB363444，宜采用YG2或YG3硬质合金刀具，切削速度取5075m/min。切削深度粗镗第一刀一般不小于0.05mm，因为气缸在工作中有时会形成表面硬层，若切削深度过小，刀尖容易磨耗，合理的切入深度以气缸表面无残留黑皮为宜。最后一刀切入深度也以0.05mm为宜，过大或过小都会影响其表面粗糙度。走刀量一般为0.120.20mm/r。镗削后应留有0.030.05mm的珩磨余量。气缸一律采用同心法镗削。,（二）气缸磨削工艺1.磨削设备汽车维修行业常用的珩磨设备是M4215立式珩磨机，如图2-35所示，它由立柱、底座与工作台6、变速箱2、主轴与涨缩机构1、操纵机构7、液压传动系统4、冷却系统5、磨头、连杆以及电器设备8等组成。图2-35 M4215立式珩磨机1-主轴与涨缩机构；2-变速箱；3-磨头与连杆；4-液压传动系统；5-冷却系统；6-立柱、底座与工作台；7-操纵机构；8-电器设备,2.网纹磨削法所谓网纹磨削法是指合理地选择珩磨头的往复运动与圆周运动的速度比，以便珩磨后的气缸表面上的磨纹成为深约0.0070.01mm、夹角约为5060的网纹磨痕（图2-36）。3.磨头用砂条进行网纹磨削，砂条的粒度不宜过细。砂条与砂条座用明矾或胶粘固定，砂条安装在珩磨头上后，应对外圆进行修整，使磨头砂条的圆柱度误差小于0.10mm。,图2-36,4.砂条的切削压力砂条的切削压力通过珩磨头上的调整盘（图2-37）进行调整，珩磨铸铁气缸，砂条的切削压力粗磨为0.51.47MPa，精磨为0.31.47MPa。图2-37 珩磨头1-连接杆；2-砂条；3-调整盘；4-接头座；5、7-箍箕；6-砂条导片,5.珩磨头往复行程气缸的圆柱度误差在很大程度上取决于珩磨头的往复行程，M4215立式珩磨机有磨头行程调节机构。珩磨头往复行程与砂条长度有关，应先按气缸深度选择相应砂条的长度。式中：砂条长度，mm；气缸深度，mm；砂条接头间隔，取3040mm；砂条一端的越出长度，取1520mm。珩磨头往复运动行程对气缸圆柱度误差的影响见珩磨头行程图（图2-40)。,在珩磨过程中，若出现气缸中部直径大于两端直径，说明磨头行程过小，砂条接头间隔过短，砂条在中部重叠珩磨过多所造成的，就应该将磨头行程调大；反之，将磨头行程调小，减短砂条接头间隔。若出现气缸上端直径大于中部和下端直径的情况，说明砂条上端越出长度过大，气缸上端面附近重叠磨削时间相对地长，加上磨头越出量过大所产生的振抖、砂条上端外张所造成的，就应当将珩磨头行程向下作适当位移；反之，则将磨头行程向上适当调整。气缸珩磨中，必须供给充足的冷却液，预防气缸烧灼，珩磨铸铁气缸用的冷却液为煤油加35的机油的混合液。,图2-40,（三）气缸激光淬火工艺气缸的激光淬火是一种表面强化工艺，国内外许多汽车制造厂家都采用激光淬火提高汽车发动机气缸的耐磨性。由于激光技术在汽车上的应用，许多进口厂牌的汽车发动机气缸已不再镶气缸套了。,小结本项目重点介绍了曲柄连杆机构的机体组零件的检验和修理，特别是气缸磨损的检验与修理。作为相关知识和拓展知识，同时介绍了机体组零件的作用、工作条件、要求、材料、结构、原理、类型以及安装、密封、定位等。通过这部分的学习和实训，不仅可以掌握其检验与维修，而且对于其相关知识也会有所了解。,习题及实操题1曲柄连杆机构由哪些零件组成？2缸盖下平面的平面度如何检测？其对发动机工作有何影响？3气缸垫安装为何有方向性？4实操题：气缸直径、圆度、圆柱度的测量：实训用发动机、常用工具、量缸表、千分尺、卡尺、抹布等。记录结果。,项目三 活塞连杆组的检修,【知识要求】掌握活塞连杆组零件作用、结构及工作原理。了解活塞连杆组零件的工作条件、要求和材料。了解活塞连杆组零件的损伤型式和原因。掌握活塞连杆组零件的安装要求及方向标记、位置标记等。【能力要求】能够对活塞、活塞环、活塞销进行选配。能够对活塞、活塞环、连杆、轴瓦进行检验。能够对活塞连杆组进行组装。,一、相关知识（一）活塞的结构1功用、工作条件、要求及材料功用：与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。工作条件：高温、高压、高速、润滑不良和散热困难要求：活塞具有足够的刚度和强度，良好的导热性和耐磨性，质量要小，以保持最小的惯性力，热膨胀系数小，活塞与缸壁间较小的摩擦系数等。材料：汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金；近年来柴油机的活塞又启用灰铸铁材料。,2活塞的结构活塞的基本构造可分顶部，头部和裙部三部分（见图3-2）。,图3-2 活塞的基本结构a)全剖；b)部分剖1-活塞顶；2-活塞头；3-活塞环；4-活塞销座；5-活塞销；6-活塞销锁环；7-活塞裙；8-加强筋；9-环槽,汽油机活塞顶部形状：,图3-3 活塞顶部形状a）平顶；b）凹顶；c）凸顶,柴油机活塞顶部形状：图3-4 半开式活塞顶部 a)形；b)球形；c)U形 图3-5 开式活塞顶部（浅形）,活塞头部：活塞头部是活塞环槽以上的部分。作用：（1）承受气体压力，并传给连杆；（2）与活塞环一起实现气缸的密封；（3）将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。活塞裙部：活塞裙部是指油环槽下端以下部分。作用：为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。,全裙式（图3-2）拖板式活塞（图3-7）,（图3-2）,（图3-7）,活塞销座孔中心线位置：图3-8 活塞销偏置时的工作情况 a)活塞销对中布置；b)活塞销偏移布置,3活塞的变形及采取的相应措施图3-9 活塞裙部的椭圆变形a）由于 的变形；b）由于 和热膨胀的变形；c）加工形状,图3-10 活塞头部形状示意图 图3-11 锥形裙部活塞示意图 a）阶梯形；b）截锥形,图3-12 开槽活塞 a)、b)T形槽；c)“”形槽 1-绝热槽；2-膨胀槽；3-圆孔,图3-13 铸有恒范钢片的活塞 图3-14 自动调节式活塞 1-恒范钢片,图3-16 镶筒形钢片的活塞a）活塞裙部镶筒形钢片；b）筒形钢片形状,图3-15 自动调节式活塞销座内侧钢片的结构,图3-17 油冷活塞a）振荡冷却；b）喷油冷却,（二）活塞环的结构1功用与工作条件气环作用：是密封、导热油环作用：刮油、密封。工作条件：高温、高压、高速以、润滑困难。2活塞环的类型与结构活塞环按其功用可分为气环和油环两类。一般活塞环的材料采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁。目前汽车上广泛应用的是合金铸铁（在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素）。一些发动机的第一道气环，甚至所有气环，其外圆柱表面一般都镀上多孔性铬或喷钼，以减缓活塞环和气缸的磨损。在高速强化的柴油机上，还可以采用钢片环来提高弹力和冲击韧性。,安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙（图3-18）。端隙：一般为0.250.50mm之间。侧隙：第一环一般为0.040.10mm；其他环一般为0.030.07mm。油环的一般为0.0250.07mm。背隙：一般为0.51mm，油环的背隙较气环大。,3-18 活塞环的间隙1-气缸；2-活塞环；3-活塞-端隙；-侧隙；-背隙,气环密封原理图图3-19 气环的密封原理图 3-20 各环间隙处的气体压力递减图-环的自身弹力；-背压力,气环的切口形状（图3-21）和断面形状（图3-22）图3-21 气环的切口形状 图3-22 气环的断面形状a)直角口；b)阶梯形；c)斜口；a）矩形环；b）锥面环；c）正 d)带防转销钉槽 扭曲内切环；d）反扭曲锥面环；e）梯形环；f）桶面环,油环分为普通油环和组合油环两种，如图3-26所示。图3-26 油环 a）普通油环；b）组合油环 1-上刮片；2-衬簧；3-下刮片；4-活塞,油环的刮油作用如图3-27所示。无论活塞下行还是上行，油环都能将气缸壁上多余的机油刮下来经活塞上的回油孔流回油底壳。图3-27 油环的刮油作用 a）活塞下行；b）活塞上行,图3-23 矩形断面环的泵油作用a）活塞下行；b）活塞上行,图3-24 扭曲环作用原理图a）矩形断面环；b）扭曲环,图3-25 梯形环工作示意图1-气缸壁；2-活塞；3-扭曲环,（三）活塞销的结构1功用、工作条件及要求功用：连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。工作条件及要求：活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷，润滑条件差，因而要求活塞销有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小。为此，活塞销通常做成空心圆柱体。,2活塞销结构及材料活塞销的材料一般用低合金渗碳钢（15Cr或16MnCr5）。对高负荷发动机则采用渗氮钢（34CrAl6或32AlCrMo4）。先经表面渗碳或渗氮处理以提高表面硬度，并保证心部具有一定的冲击韧性，然后进行精磨和抛光。活塞销根据形状有如下几种（图3-28）。直通圆柱形孔和圆锥形孔的活塞销（图3-28a、b），质量较小；中间或单侧封闭的活塞销（图3-28c、d）适用于二冲程发动机，此种结构可以避免扫气损失；内部有塑料芯的钢套销（图3-28e）则用于要求不高的汽油机；成型销（图3-28f）用于增压发动机。,图3-28 活塞销的形状a）圆柱形；b）端部呈锥形扩展；c）中间封闭式；d）单侧封闭式；e）内有塑料芯的钢套销；f)成型销,3活塞销的连接方式活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套的连接方式，一般有全浮式和半浮式两种形式。（1）全浮式（图3-29）图3-29 全浮式活塞销连接 1-连杆小头衬套；2-活塞销；3-连杆；4-卡环,（2）半浮式 活塞销与座孔和连杆小头的两处连接，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头固定的方式。,（四）连杆的结构1功用、工作条件、要求及材料功用：是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，从而将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。工作条件及要求：连杆在工作时承受活塞销传来的气体作用力、活塞连杆组往复运动时的惯性力和连杆大头绕曲轴旋转产生的旋转惯性力的作用。这些力的大小和方向都是周期性变化的。这就使连杆承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。因此要求连杆在质量尽可能小的条件下有足够的刚度和强度。材料：连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机械加工和热处理。,连杆由小头5、杆身6和大头1（包括连杆盖8）三部分组成（图3-30）。图3-30 连杆组件1-连杆大头；2-连杆轴承；3-止推凸唇；4-衬套；5-连杆小头；6-连杆杆身；7-连杆螺栓；8-连杆盖,2连杆的结构连杆大头按剖分面的方向可分为平切口和斜切口两种。图3-31 连杆构造1-连杆小头；2-连杆杆身；3-连杆大头；4-连杆螺钉；5-连杆盖；6-铁丝；7-锯齿；8-定位销；9-连杆下轴承；10-连杆上轴承；11-连杆衬套；12-集油孔；13-集油槽；14-自锁螺母；15-轴瓦定位槽,斜切口连杆常用的定位方法有