第2章-1_曲柄連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維修

1、 2.1 概述 2.1.1 功用與組成v功 用：將汽缸內(nèi)氣體作用在活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)力矩，從而輸出動(dòng)力。v組 成：機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。機(jī)體組曲軸箱曲軸箱汽缸體汽缸體汽缸墊汽缸墊汽缸蓋汽缸蓋汽缸汽缸油底殼油底殼油道和水道油道和水道活塞連桿組曲軸飛輪組v 2.1.2 工作條件及受力情況v工作條件：高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕。受力情況：氣體作用力、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力、摩擦力以及外界阻力等。l作用：各機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體。 組成 缸體、上曲軸箱、水套、缸套、油道等。l2.2 汽缸體、汽缸蓋的構(gòu)造與檢修v 2.2.1 汽缸體和曲軸箱v 1基本結(jié)構(gòu) v 發(fā)動(dòng)機(jī)用水冷卻時(shí)，汽缸周圍和汽缸蓋中

2、均有用以充水的空腔，稱為水套。 1-汽缸 2-水套 3-汽缸蓋 4-燃燒室 5-汽缸墊v 發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻時(shí)，在汽缸體和汽缸蓋外表面鑄有許多散熱片，以增加散熱面積，保證散熱充分。1-汽缸體 2-汽缸蓋 3-散熱片v 2汽缸與汽缸套v 汽缸是指汽缸體內(nèi)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓柱形空腔。a)干式汽缸套 b)濕式汽缸套l-汽缸套 2-水套 3-汽缸體 4-密封圈v 汽缸套的外表面不直接與冷卻水接觸的稱為干式汽缸套；濕式汽缸套則與冷卻水直接接觸。v干式壁厚一般為13mm;v濕式壁厚一般為59mm.缸套下部設(shè)12個(gè)耐油耐熱橡膠密封圈。大多數(shù)濕式汽缸套裝入后，其頂面一般高出汽缸體0.050.15mm。v3汽

3、缸體的結(jié)構(gòu)型式1-汽缸體2-水套3-凸輪軸孔座4-加強(qiáng)筋5-濕缸套6-主軸承座7-主軸承座孔；8-安裝油底殼的加工面9-安裝主軸承蓋的加工面a)一般式汽缸體 b)龍門式汽缸體c)隧道式汽缸體v4汽缸排列方式v5油底殼v功用：貯存機(jī)油并封閉曲軸箱。v材料：薄鋼板。v結(jié)構(gòu)：后部較深，并設(shè)有擋油板，磁性放油塞。v2.2.2汽缸蓋和汽缸墊v1汽缸蓋v功用：封閉汽缸上部，并與活塞頂部和汽缸壁共同形成燃燒室。1-汽缸蓋；2-汽缸墊：3-機(jī)油反射罩；4-汽缸蓋罩；5-壓條；6-氣門罩 ；7加油蓋v結(jié)構(gòu)：水套、進(jìn)排氣門座、氣門導(dǎo)管孔、進(jìn)排氣通道、火花塞座孔（噴油器座孔）等。汽缸墊汽缸墊汽缸蓋機(jī)油反射罩汽缸墊安

4、裝火花塞汽油機(jī)常用燃燒室形狀v 對(duì)汽油機(jī)的燃燒室基本要求：v 一是結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，面容比要小，充氣效率要高，以減小熱量損失及縮短火焰行程；v 二是使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定渦流運(yùn)動(dòng)，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒；v 三是表面要光滑，不易積炭、排氣凈化好。v2汽缸墊 v功用：保證燃燒室的密封。v要求：1、具有一定的強(qiáng)度；v 2、耐熱、耐壓和耐腐蝕；v 3、具有一定的彈性； v 4、拆卸方便，能重復(fù)使用。v結(jié)構(gòu)：金屬-石棉缸墊，石棉中間夾有金屬絲或金屬屑，外覆銅皮或鋼皮，另有鑲邊。 2.2.3發(fā)動(dòng)機(jī)的支承 一般通過(guò)汽缸體和飛輪殼或變速器殼上的支撐支承在車架上。結(jié) 構(gòu)：彈性支

5、承，軟管連接。 a)三點(diǎn)支承；b)四點(diǎn)支承 1-前支承；2-后支承；3-橡膠墊圈；4-拉桿2.2.4 汽缸體、汽缸蓋的檢修v 1汽缸體與汽缸蓋的損傷v （1）裂紋 v 原因：曲軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，在汽缸體的薄弱部位發(fā)生裂紋；v 激冷或水垢散熱不良，使水道壁產(chǎn)生裂紋；v 在水道凍裂；鑲套時(shí)，過(guò)盈量過(guò)大造成局部裂紋；v 裝配時(shí)螺栓擰緊力矩過(guò)大。 v （2）變形v 汽缸蓋變形主要是指與汽缸體的接合平面翹曲變形。v原因：螺栓擰緊力矩過(guò)大或不均，或不按順序擰緊以及在高溫下拆卸汽缸蓋等；v 汽缸體上、下平面在螺紋孔口周圍凸起；v 曲軸軸承座孔同軸度偏差增大。v （3）磨損v 汽缸長(zhǎng)期使用磨損后，其尺寸

6、和形狀將會(huì)改變。汽缸磨損程度是決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要大修的主要依據(jù)。v 掌握汽缸磨損規(guī)律，分析汽缸磨損原因，提高檢測(cè)和維修質(zhì)量，并在使用中減輕汽缸磨損，是延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的重要措施。汽缸磨損規(guī)律 汽缸磨損的原因 v 活塞環(huán)換向，此時(shí)活塞環(huán)的背壓最大，使其接觸面間的油膜形成更困難；v 因爆發(fā)燃燒的壓力、溫度最高，破壞油膜，腐蝕；進(jìn)氣中的灰塵在此處附著量較多，磨料磨損；v 活塞在此處所承受的側(cè)向力大，容易破壞油膜，加劇此部位的粘著磨損。v 2.汽缸體與汽缸蓋的檢修v （1）氣缸體與氣缸蓋裂紋的檢修v 氣缸體裂紋的檢查一般采用水壓試驗(yàn)法。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用專用的蓋板封住氣缸體水道口，用水壓機(jī)將水壓入缸體水道

7、中，要求在0.3MPa0.4MPa的壓力下，保持約5min，應(yīng)沒(méi)有任何滲漏現(xiàn)象。v 當(dāng)鑲換氣缸套(干式)時(shí)，要進(jìn)行一次水壓試驗(yàn)。氣缸體在焊接修理后，也應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。v 氣缸體裂紋的修理方法有黏結(jié)法、焊接法等幾種。v 在修理中，應(yīng)根據(jù)裂紋的大小、裂紋的部位、損傷的程度以及技術(shù)能力、設(shè)備條件等情況，靈活而適當(dāng)?shù)剡x擇。v 氣缸蓋出現(xiàn)裂紋一般應(yīng)予以更換。v（2）汽缸體與汽缸蓋變形的檢修平面度要求： 每(5050)mm的范圍內(nèi)均應(yīng)不大于0.05mm。 全長(zhǎng)不大于600mm的汽缸體，其平面度誤差不大于0.15mm； 大于600mm的鑄鐵汽缸體，其平面度誤差不大于0.25mm； 大于600mm的鋁合金汽缸

8、體，其平面度誤差不大于0.35mm。 v 用高度規(guī)檢查氣缸兩端的高度，以確定氣缸體上、下平面的平行度；v 檢查氣缸下平面至曲軸主軸承孔的距離，以確定主軸承孔與氣缸體下平面的平行度。v 在鏜缸時(shí)，這些平面是主要的定位基準(zhǔn)，直接影響到氣缸中心線與主軸承孔中心線的垂直度。v主軸承承孔直徑、圓度和圓柱度的檢測(cè)v同軸度誤差，一般不大于015mm。v主軸承承孔同軸度的檢測(cè)v氣缸與主軸承承孔垂直度偏差一般不大于0.03100mm在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于005mm。v氣缸軸心線與主軸承承孔軸心線垂直度的檢測(cè)v氣缸與主軸承承孔垂直度偏差一般不大于0.03100mm，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm。1-定心軸；2-前定

9、心套；3-測(cè)量桿；4-百分表觸頭；5-百分表；6-轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；7-氣缸定心套；8-測(cè)量頭；9-后定心套；10-調(diào)整螺釘 （3）汽缸磨損的測(cè)量v 確定汽缸磨損后的圓度、圓柱度，根據(jù)汽缸的磨損程度，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要進(jìn)行大修，以及確定修理尺寸。v 測(cè)量汽缸磨損通常使用量缸表。 v測(cè)量方法測(cè)量方法 v 1)根據(jù)汽缸直徑的尺寸，選擇合適的接桿，裝入量缸表的下端。v 2) 將外徑千分尺校準(zhǔn)到被測(cè)汽缸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，再將量缸表校準(zhǔn)到外徑千分尺的尺寸，并使伸縮桿有12mm的壓縮行程，旋轉(zhuǎn)表盤(pán)使表針對(duì)準(zhǔn)零位。v 3) 測(cè)量第一道活塞環(huán)在上止點(diǎn)位置時(shí)所對(duì)應(yīng)的汽缸壁。v 4)量缸表下移，測(cè)量汽缸中部和下部的磨損。汽缸下

10、部為距離汽缸下邊緣10mm20mm左右處。v圓度誤差圓度誤差 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之半作為圓度誤差。v圓柱度誤差圓柱度誤差 沿汽缸軸線的軸向截面上磨損的不均勻性。其數(shù)值是被測(cè)汽缸表面任意方向所測(cè)得的最大與最小直徑差值之半。v汽缸圓度公差汽缸圓度公差 汽油機(jī)為0.05mm，柴油機(jī)為0.065mm。汽缸圓柱度公差：汽油機(jī)為0.20mm，柴油機(jī)為0.25mm。 （4）汽缸的修理v 1）汽缸的鏜削v 通過(guò)汽缸鏜削加工，恢復(fù)汽缸應(yīng)有的正確圓度、圓柱度和表面粗糙度，并保證各缸中心線與曲軸主軸承座孔中心線在同一平面內(nèi)并互相垂直。v 缸鏜削后的質(zhì)量要求是：

11、圓柱度公差不超過(guò)0.01mm，表面粗糙度Ra不超過(guò)1.6m。v 2)汽缸的磨削 v 汽缸磨削的目的是去除鏜削刀痕，降低表面粗糙度，提高汽缸表面加工質(zhì)量，達(dá)到汽缸加工的最終尺寸要求。 部分車型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與汽缸的配合間隙與活塞測(cè)量部位部分車型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與汽缸的配合間隙與活塞測(cè)量部位 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)缸徑（mm） 配合間隙（mm） 測(cè)量部位桑塔納YP1.679.500.03-0.05與活塞銷孔中心線成90，活塞裙部下端15mm桑塔納JV1.8810.03-0.06與活塞銷孔中心線成90，活塞裙部下端15mm捷達(dá)810.03-0.05距活塞下端15mm富康750.04-0.06距活塞下端15mm切諾基Jee

12、p四缸98.400.023-0.043與活塞銷孔中心線成90處夏利TJ376760.03-0.12距活塞裙部下端15mm大發(fā)TJ110700.045-0.065距活塞下端15mm標(biāo)致XN14880.06-0.08與活塞銷孔中心線成90，活塞裙部下端15mmBJ492系列920.012-0.024距活塞裙部下端20mm解放CA6102101.560.015-0.035距活塞裙部下端13-15mm東風(fēng)EQ61021000.05-0.07距活塞裙部下端20mmv3 3汽缸的鑲套汽缸的鑲套v干式汽缸套的鑲配工藝v （1）汽缸套外徑的修理尺寸一般分為四級(jí)。第一次鑲套應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的汽缸套。若汽缸體上已鑲

13、有缸套，鏜去舊套后，應(yīng)選用大一級(jí)修理尺寸的汽缸套。 v （2）根據(jù)汽缸套的外徑尺寸，將汽缸鏜至所需用的尺寸，按照基軸制配合留有過(guò)盈量。一般無(wú)凸緣的汽缸套過(guò)盈量為0.07mm0.10mm，有凸緣的汽缸套為0.05mm0.07mm，其凸緣部分與汽缸體上端凸緣槽的配合間隙應(yīng)不小于0.05mmv （3）將汽缸套外壁涂以機(jī)油，放正汽缸套，用壓床以20kN50kN的力緩慢壓入。v濕式汽缸套的鑲換工藝濕式汽缸套的鑲換工藝v （1）輕敲汽缸套底部，拆去舊套，并清除汽缸體承孔接合面上的沉積物。v （2）將鏜磨好后的汽缸套，在裝水封圈的部位涂以密封膠，裝妥水封圈并壓緊在汽缸體承孔內(nèi)。v鑲換汽缸套后的汽缸體應(yīng)進(jìn)行水

14、壓試驗(yàn)。4汽缸蓋的拆裝 v主要應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：v （1）汽缸蓋螺栓的擰緊力矩。汽缸蓋螺栓的擰緊力矩太大或太小都易造成汽缸蓋變形、漏氣等現(xiàn)象。因此，幾乎所有發(fā)動(dòng)機(jī)都明確地規(guī)定了汽缸蓋螺栓的擰緊力矩并要求分幾次擰緊至規(guī)定值。 車型 擰緊力矩車型 擰緊力矩上海桑塔納 第一次 40 第二次 60 第三次 75 第四次 轉(zhuǎn)90一汽捷達(dá) 第一次 40 第二次 60 第三次 轉(zhuǎn)180富 康 第一次 20 第二次 轉(zhuǎn)240一汽奧迪 第一次40 第二次60 第三次 轉(zhuǎn)180JN1150166重慶長(zhǎng)安 5566日產(chǎn)CA20 7483日野EH700 176186五十玲4JA1 8090豐田5R 101115豐田3K

15、系 5365CA1091 98117EQ1090E 166196部分車型氣缸蓋螺栓擰緊力矩（Nm）v （2）汽缸蓋螺栓的拆裝順序。汽缸蓋螺栓的拆裝一般采用對(duì)稱法，裝配時(shí)，由中間向兩端逐個(gè)對(duì)稱擰緊，拆卸時(shí)，則由兩端向中間逐個(gè)對(duì)稱松開(kāi)。v （3）汽缸蓋應(yīng)在冷態(tài)時(shí)拆卸，拆裝過(guò)程中不能碰擦下平面，以免平面損傷。2.3 活塞連桿組 v功用：將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的扭矩。v組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸承。 v 1.活塞v作用：構(gòu)成燃燒室；承受氣體壓力，并傳遞。v材料：鋁合金。質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好。熱膨脹系數(shù)較大，溫度升高后，強(qiáng)度和硬度下降很快。v 2.3

16、.1 活塞組 a）全剖；b）部分剖1-活塞頂；2-活塞頭；3-活塞環(huán)；4-活塞銷座；5-活塞銷；6-活塞銷卡環(huán)；7-活塞裙；8-加強(qiáng)筋；9-環(huán)槽 活塞的基本結(jié)構(gòu) （1）活塞頂部 活塞頂部是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。結(jié)構(gòu)：平頂、凹頂、凸頂、成型頂。（2）活塞頭部v作用：1）承受氣體壓力，并傳給連桿；2）密封；3）導(dǎo)熱。 結(jié)構(gòu)：23道環(huán)槽，安裝氣環(huán)和油環(huán)，油環(huán)槽底有孔。v（2）活塞裙部v作用：導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。v 裙都要有一定的長(zhǎng)度和足夠的面積，以保證可靠導(dǎo)向和減輕磨損。v橢圓產(chǎn)生的原因：1）氣體壓力；2）側(cè)向力； v3）金屬堆積。v形狀：冷態(tài)下制成橢圓形，并上小下大的圓錐形。v開(kāi)槽活塞

17、T形槽或形槽v橫槽：切斷從活塞頭部向裙部傳輸熱流的部分通道，若開(kāi)在油環(huán)槽中時(shí)，可兼作油孔。v縱槽：使裙部具有彈性。v活塞銷座的作用：將活塞頂部氣體作用力經(jīng)活塞銷傳給連桿。v活塞銷座的結(jié)構(gòu)：有肋片，卡環(huán)槽；銷座孔中心線的位置有兩種。v2.2.活塞環(huán)活塞環(huán)v氣環(huán)：作用-密封、導(dǎo)熱。v油環(huán)：刮油、涂油膜。v氣環(huán)表面：第一道環(huán)工作表面-多孔性鉻，其余各環(huán)鍍錫或磷化或噴鉬處理。v結(jié)構(gòu)：切口，四種。v氣環(huán)斷面，六種。切口切口v材料：良好的耐熱性、導(dǎo)熱性、耐磨性、磨合性、韌性和足夠的強(qiáng)度及彈性等。v 目前廣泛采用的活塞環(huán)材料是優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵，組合式油環(huán)還采用彈簧鋼片制造。v 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，為

18、保證氣缸的密封性，防止環(huán)卡死在缸內(nèi)或脹死于環(huán)槽中，安裝時(shí)，活塞環(huán)應(yīng)留有端隙、側(cè)隙和背隙。1-氣缸；2-活塞環(huán)；3-活塞；l-端隙；2-側(cè)隙；3-背隙。v氣環(huán)的密封原理氣環(huán)的斷面形狀矩形環(huán)錐形環(huán)扭曲環(huán)扭曲環(huán)梯形環(huán)桶面環(huán)氣環(huán)類型特點(diǎn)斷面形狀矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)減少了環(huán)與汽缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形v油環(huán)：普通油環(huán)、組合油環(huán)。 a)活塞下行 b)活塞上行油環(huán)的刮油作用v作用：連接、傳力。v工作條件：周期性沖擊載荷，潤(rùn)滑條件差。v材料：低碳鋼或低碳合金鋼。表面

19、滲碳處理，精磨和拋光。v3.活塞銷a）圓柱形；b）兩段截錐形；c）中間封閉形；d）單側(cè)封閉形；e）內(nèi)部有塑料芯的鋼套銷；f）成型銷v連接方式：全浮式、半浮式。4、連桿v功用：傳力給曲軸。v工作條件：壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。v材料：中碳鋼或合金鋼，經(jīng)模鍛或輥鍛，機(jī)械加工和熱處理。 連桿組成1-連桿大頭；2-連桿軸承；3-止推凸唇；4-村套；5-連桿小頭； 6-連桿桿身；7-連桿螺栓；8-連桿蓋 連桿結(jié)構(gòu)v定位-平切口：利用連桿螺栓；v 斜切口：1）鋸齒，a、bv 2）套筒，cv 3）止口，d。 V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式5 連桿軸承組成：鋼背和減摩層組成的分開(kāi)式薄壁軸承。結(jié)構(gòu)：

20、鋼背1mm3mm的低碳鋼，減摩層0.3mm0.7mm的薄層減摩合金制成。 減摩合金具有保持油膜，減少摩擦阻力和易于磨合的作用。v 半個(gè)軸承在自由狀態(tài)下并不是半圓形，應(yīng)稍大，當(dāng)它們裝入連桿大頭孔內(nèi)時(shí)，又有過(guò)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。v 在兩個(gè)連桿軸承的剖分面上，分別沖壓出高于鋼背面的兩個(gè)定位凸鍵。2.3.2 活塞連桿組的檢修v 1活塞的選配v （1）活塞的耗損v 活塞的正常磨損 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。v 活塞的異常損壞 活塞刮傷和頂部燒蝕及脫頂?shù)?。v （2）活塞的選配v 根據(jù)汽缸的修理尺寸選配活塞。選配活塞時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：v

21、選用同一修理尺寸和同一分組尺寸的活塞。v 同一發(fā)動(dòng)機(jī)必須選用同一廠牌的活塞?；钊麘?yīng)成套選配，以保證其材料和性能的一致性。v 在選配的成套活塞中，尺寸差和質(zhì)量差應(yīng)符合要求。成套活塞中，其尺寸差一般為0.02mm0.025mm，質(zhì)量差一般為4g8g，銷座孔的涂色標(biāo)記應(yīng)相同。v 活塞的修理尺寸級(jí)別一般分為+0.25mm、+0.50mm、+0.75mm、+1.00mm等四級(jí)，有的只有12個(gè)級(jí)別。v 在每一個(gè)修理尺寸級(jí)別中又分為若干組，通常分為36組不等，相鄰兩組的直徑差為0.010mm0.015mm。v 薄型汽缸套，活塞不設(shè)置修理尺寸，只區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)系列活塞和維修系列活塞，每一系列活塞中也有若干組供選配。

22、v 活塞的修理尺寸級(jí)別代號(hào)常打印在活塞頂部。v部分發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的分組與汽缸直徑 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)分組活塞尺寸（mm）缸套尺寸(mm)配合間隙（mm）備注桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)（1.8L）基本尺寸一二三80.9881.2381.4881.9881.0181.2681.5182.010.03測(cè)量活塞時(shí)，距活塞裙部邊緣15mm處測(cè)量五十玲4JB1發(fā)動(dòng)機(jī)基本尺寸一二9393.04092.98593.02493.00593.04093.02193.06093.0410.0250.0454JB1發(fā)動(dòng)機(jī)配套在江玲、慶玲、藍(lán)箭或解放CA1040汽車上日產(chǎn)P06發(fā)動(dòng)機(jī)SML124.815124.835124.835124.855125.00125.02125.02125.03125.03125.050.1850.205S或L解放CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)ABCD101.54101.56101.56101.58101.58101.60101.60101.62101.56101.58101.58101.6010