曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)造與維修教案匯總

第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)造與維修教學(xué)重點(diǎn)1.了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用與組成；2.了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作條件和受力分析；3.掌握機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組主要部件構(gòu)造和裝配連接關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要零部件檢測和維修方法；2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)常見異響診斷與排除。學(xué)時分配序號內(nèi)容學(xué)時12３4５6７89102.1概述2.2機(jī)體組構(gòu)造與維修2.3活塞連桿組構(gòu)造與檢修2.4發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn)2.5曲軸飛輪組構(gòu)造和檢修2.6曲柄連桿機(jī)構(gòu)常見異響診斷與排除實(shí)驗(yàn)一氣缸磨損檢測實(shí)驗(yàn)二氣缸蓋平面度檢測實(shí)驗(yàn)三曲軸檢測小結(jié)246444222111本章總學(xué)時312.1概述2.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用、組成1.作用：將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)化為曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而對外輸出動力。2.組成：機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。2.1.2工作條件與受力分析1.工作條件：溫度最高2500℃以上，壓力最高達(dá)5～9MPa，化學(xué)腐蝕2.受力分析：1）氣體作用力（圖2－1所示）2）慣性力（圖2－2所示）3）離心力（圖2－2所示）4）摩擦力圖2－1氣體壓力分析.swf圖2－2往復(fù)慣性力和離心力作用示意圖.swf2.2機(jī)體組構(gòu)造和維修2.2.1氣缸體和曲軸箱1.氣缸定義：氣缸體上部有一個或數(shù)個為活塞在其中運(yùn)動做導(dǎo)向的圓柱形空腔。2.氣缸體型式：水冷式和風(fēng)冷式整體式氣缸有上下兩個平面，安裝氣缸蓋和下曲軸箱。是氣缸修理的加工基準(zhǔn)。３.氣缸材料：一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，也有在鑄鐵中加入少量合金元素，為提高耐磨性，采用表面淬火和鍍銠等處理工藝。4.氣缸套形式：干式和濕式5.氣缸套材料：合金鑄鐵或合金鋼6.氣缸排列形式：單列式、V形式、對置式7.曲軸箱結(jié)構(gòu)形式：平分式、龍門式、隧道式2.2.2氣缸蓋與氣缸墊1.氣缸蓋1）氣缸蓋作用：封閉氣缸上部并與氣缸和活塞頂部共同構(gòu)成燃燒室2）氣缸蓋結(jié)構(gòu)：水套、火花塞孔、進(jìn)排氣口等3）氣缸蓋材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，也有是鋁合金鑄造.2.氣缸墊1）氣缸墊作用：密封，防止漏水，漏氣2）氣缸墊材料：金屬-石棉墊3）氣缸墊安裝：卷邊朝向易修整的接觸面或硬平面2.2.3氣缸體與氣缸蓋的檢修1.常見損傷形式：1）裂紋2）變形3）磨損2.氣缸磨損：1）特點(diǎn)：不均勻磨損。氣缸沿工作表面在活塞環(huán)運(yùn)動區(qū)域內(nèi)呈上大下小的不規(guī)則錐形磨損，磨損最大部位是活塞在上止點(diǎn)位置時第一道活塞環(huán)相對應(yīng)的氣缸壁。（圖2-3所示）2）氣缸磨損原因：高溫、高壓、交變載荷作用，且活塞，活塞環(huán)在氣缸內(nèi)高速往復(fù)運(yùn)動。圖2-3氣缸的錐形磨損.swf3.氣缸體與氣缸蓋檢修：點(diǎn)擊觀看視頻：氣缸體上平面的平面度檢測.wmv1）氣缸蓋平面度檢查：采用水壓樣板尺放在氣缸蓋下表面，用塞尺檢查氣缸蓋的平面度。2）氣缸體與氣缸蓋裂紋檢修：采用水壓試驗(yàn)法。用專用蓋板封住氣缸體水道口，用水壓機(jī)將水壓入缸體水道中，在0.3～0.4MPa壓力下5min左右無任何滲漏現(xiàn)象。3）氣缸磨損測量：點(diǎn)擊觀看視頻：氣缸磨損檢測.wmv（1）圓度誤差：同一橫截面上磨損不均勻性，在同一橫截面上不同方向測得最大與最小直徑差值之半。（2）圓柱度誤差：沿氣缸軸線的軸向截面上磨損不均勻性，被測氣缸表面任意方向所側(cè)得的最大與最小直徑差值之半。（3）使用測量范圍在50～200mm的量缸表，在氣缸內(nèi)三個位置上，進(jìn)行橫向（A向）和縱向（B向）垂直測量（圖2-4）。圖2-44）氣缸修理：（1）定義：按修理尺寸法或鑲套修復(fù)法，通過鏜削或磨削加工，使氣缸達(dá)到原來技術(shù)要求。（2）方式：氣缸鏜削，氣缸磨削，氣缸激光淬火，氣缸鑲套。2.3活塞連桿組構(gòu)造與檢修活塞連桿組的組成：活塞，活塞環(huán)，活塞銷，連桿。2.3.1活塞1.作用：與氣缸蓋，氣缸壁共同構(gòu)成燃燒室，承受氣壓力并通過活塞銷和連桿把動力傳給曲軸。2.材料：鋁合金或高級鑄鐵耐熱鋼制成。3.結(jié)構(gòu)：1）頂部：承受氣壓力，有多種形狀。（圖2-4）2）頭部：最下一道活塞環(huán)槽以上部位。一般有3～4道環(huán)槽。其承受氣壓力并傳給連桿，與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)對氣缸密封，傳熱給氣缸壁。3）裙部：自油環(huán)槽下端面起至活塞底面，其作用是承受側(cè)壓力和活塞往復(fù)運(yùn)動導(dǎo)向。（圖2-5）圖2-4圖2-54.活塞敲缸（圖2-6）：1）定義：活塞銷座孔中心線位于活塞中心線平面內(nèi)，當(dāng)活塞在上止點(diǎn)改變運(yùn)動方向時，由于瞬時側(cè)壓力換向，活塞與缸壁接觸面突然由一側(cè)平移至另一側(cè)，產(chǎn)生活塞對缸壁敲擊。2）措施：活塞銷偏置，將活塞銷軸線向作功行程中受側(cè)壓力較大一側(cè)偏移1～2mm。圖2-6活塞銷位置與活塞的轉(zhuǎn)向過程.swf2.3.2活塞環(huán)1.分類：氣環(huán)和油環(huán)2.作用：氣環(huán)主要是密封和傳熱油環(huán)是刮油和布油3.材料：優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵，合金鑄鐵，第一道環(huán)往往鍍鉻，提高其耐磨性。4.活塞環(huán)三隙（圖2-7）：1）開口間隙2）側(cè)隙3）背隙圖2-75.氣環(huán)密封原理（圖2-8）：1）第一密封面：活塞環(huán)在自由狀態(tài)下，其外圓直徑略大于氣缸內(nèi)徑裝入氣缸后，產(chǎn)生一定彈力F，與缸壁壓緊，形成密封面.2）第二封面：活塞環(huán)與環(huán)槽側(cè)面密封的壓緊力是氣體壓力，慣性力和摩擦力代數(shù)和，在作功與壓縮行程時，氣體壓力使活塞環(huán)被壓緊在環(huán)槽下側(cè)面形成第二封面圖2-8氣環(huán)的密封原理.swf6.活塞環(huán)的泵油作用：由于側(cè)隙和背隙存在，活塞下行時，環(huán)靠在環(huán)槽的上方，環(huán)從缸壁上刮下機(jī)油充入環(huán)槽下方，而當(dāng)活塞上行時，環(huán)靠在環(huán)槽下方，機(jī)油擠壓到環(huán)槽上方，如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)泵油（圖2-9）圖2-9活塞環(huán)的泵油作用.swf7.氣環(huán)斷面形狀1）錐形環(huán)2）桶形環(huán)3）扭曲環(huán)4）梯形環(huán)8.扭曲環(huán)工作原理及安裝1）工作原理：活塞扭曲環(huán)裝入氣缸后，外側(cè)拉伸應(yīng)力合力F1與內(nèi)側(cè)壓縮應(yīng)力合力F2之間有一力臂e，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力偶矩M，使環(huán)外圓周扭曲成上小下大錐形，使環(huán)邊緣與環(huán)槽上、下端面接觸，防止活塞環(huán)竄動和泵油。2）安裝：外切口向下，內(nèi)切口向上。9.油環(huán)：1）形式：整體式和組合式（圖2-10）2）作用：刮油及步油（圖2-11）圖2-10圖2-11油環(huán)的泵油作用.swf2.3.3活塞銷1.作用：連接活塞與連桿小頭，將活塞承受氣體作用力傳給連桿2.形狀：空心圓柱體3.材料：低碳鋼或低碳合金鋼制造。表面滲碳處理后，精磨和拋光。4.連接方式：1）全浮式（活塞銷在連桿襯套和活塞銷座孔中都能轉(zhuǎn)動）2）半浮式（活塞銷與座孔和襯套只有一處浮動）2.3.4連桿1.組成：桿身、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承2.作用：將活塞承受力傳給曲軸，使活塞往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。3.結(jié)構(gòu)：小端、桿身和大端三部分組成。小端孔中有減磨的青銅襯套，桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。大端一般制成分開式，連桿蓋用螺栓緊固在大端上.連桿螺栓必須按原廠規(guī)定力矩，分2～3次擰緊。2.3.5活塞連桿組檢修1.活塞選配1）活塞磨損：活塞環(huán)槽磨損，活塞裙部磨損，活塞銷座孔磨損。2）活塞異常損壞：活塞刮傷，活塞頂部燒蝕。3）活塞選配：根據(jù)氣缸修理尺寸選配活塞，選用同一修理尺寸和同一分組尺寸活塞。2.活塞環(huán)選配1）活塞環(huán)常見損傷：磨損，彈性減弱，折斷2）活塞環(huán)漏光度檢驗(yàn)：活塞環(huán)置于氣缸內(nèi)，用倒置的活塞將其推平，用一直徑略小于活塞環(huán)外徑的圓形板蓋在環(huán)的上側(cè)，在氣缸下部放置燈光，從氣缸上部觀察活塞與氣缸壁縫隙，確定其漏光情況。點(diǎn)擊觀看視頻：活塞環(huán)的漏光度檢驗(yàn).wmv3）檢查活塞環(huán)開口間隙：將活塞環(huán)從氣缸體上端壓入氣缸，距氣缸上邊緣15mm，用塞尺測量活塞環(huán)開口間隙。點(diǎn)擊觀看視頻：檢查活塞環(huán)的開口間隙.wmv4）檢查活塞環(huán)側(cè)隙：先清潔環(huán)槽，用塞尺檢查活塞環(huán)側(cè)隙。點(diǎn)擊觀看視頻：檢查活塞環(huán)側(cè)隙.wmv3.連桿檢修檢修項(xiàng)目：連桿變形檢驗(yàn)，連桿小端襯套壓裝與鉸削，連桿大端與下蓋結(jié)合平面損傷修理。點(diǎn)擊觀看視頻：檢查連桿軸向間隙.wmv2.4發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn)2.4.1氣缸蓋點(diǎn)擊觀看視頻：氣缸蓋的拆卸.wmv2.5曲軸飛輪組構(gòu)造與維修組成：曲軸，飛輪，扭轉(zhuǎn)減震器，正時齒輪和曲軸帶輪等。2.5.1曲軸曲軸.swf1.作用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩并對外輸出.并驅(qū)動其它輔助裝置。2.結(jié)構(gòu)：前端軸，主軸頸，連桿軸頸，曲柄，平衡重和后端凸緣等。3.支撐形式：全支撐和非全支撐。4.曲軸平衡重作用圖：F1和F2形成力矩M1-2和F3和F4形成力矩M3-4使曲軸彎曲變形，引起主軸頸和軸承的偏磨，為此，在曲柄相反方向設(shè)置平衡重。5.曲拐布置曲軸形狀和各曲拐相對位置（曲拐布置），取決于缸數(shù)，氣缸排列形式和各缸工作順序。直列四缸四沖程發(fā)動機(jī)曲拐布置工作順序有1342和1243工作循環(huán)表（假定一缸為壓縮行程上止點(diǎn)，繪制工作循環(huán)）直列六缸四沖程發(fā)動機(jī)曲軸曲拐布置工作順序：153624或142635繪制工作循環(huán)表（假定一缸為壓縮行程上止點(diǎn)）2.5.2飛輪1.作用：通過儲存和釋放能量來提高發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的均勻性和改善發(fā)動機(jī)克服短暫的超負(fù)荷能力。2.結(jié)構(gòu)：外緣上壓有齒圈，便于起動發(fā)動機(jī)，刻有點(diǎn)火正時記號，校準(zhǔn)點(diǎn)火時間。2.5.3曲軸飛輪的檢修1.曲軸常見損傷形式：軸頸磨損，彎扭變形，裂紋。2.曲軸檢修：裂紋檢驗(yàn)，變形檢驗(yàn)，磨損檢驗(yàn)。3.曲軸彎曲檢驗(yàn)：點(diǎn)擊觀看視頻：曲軸彎曲的檢驗(yàn).wmv曲軸彎曲的檢驗(yàn).swf以曲軸兩端主軸頸的公共軸線為基準(zhǔn)，檢查中間主軸頸徑向圓跳動誤差.檢驗(yàn)后，將曲軸兩端主軸頸分別放置在檢驗(yàn)平板V型塊上，將百分表觸頭垂直地抵在中間主軸頸上，慢慢轉(zhuǎn)動曲軸一圈，百分表指針?biāo)甘镜淖畲髷[差。2.6曲柄連桿機(jī)構(gòu)常見異響診斷與排除1.異響產(chǎn)生原因：配合件之間磨損使配合間隙增大或裝配不當(dāng)，產(chǎn)生金屬敲擊聲。2.異響主要種類：（1）曲軸主承響（2）連桿軸承響（3）活塞銷響（4）活塞敲缸響實(shí)驗(yàn)一氣缸磨損檢測實(shí)驗(yàn)二氣缸蓋平面度檢測實(shí)驗(yàn)三曲軸檢測小結(jié)1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)在工作中主要承受氣體作用力、慣性力、離心力和摩擦力。

3.活塞往復(fù)運(yùn)動是變速運(yùn)動。

4.氣缸體由鑄鐵或鋁合金鑄造。

5.氣缸排列形式有直列、V形和對置式。

6.氣缸套有的是干式，也有的是濕式。

7.氣缸蓋用合金鑄鐵或鋁合金制造。

8.汽油機(jī)常用的燃燒室是鍥形、盆形和半球形。

9.氣缸墊安裝時，應(yīng)將卷邊朝向易修整的接觸面或硬平面。

10.氣缸磨損是沿活塞環(huán)運(yùn)動區(qū)域，呈上大下小的不規(guī)則錐形磨損；圓周方向形成不規(guī)則的橢圓形。

11.圓度誤差是指同一橫截面上磨損的不均勻性，其數(shù)值為同一橫截面上不同方向測得的最大與最小直徑差值之半。

12.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)值是被測氣缸表面任意方向所測得的最大與最小直徑差值之半。

13.活塞裙部制成橢圓形的目的是：當(dāng)活塞受熱變形時，與氣缸仍可保持均勻的間隙。

14.活塞銷孔采用偏離活塞中心線以降低活塞對氣缸壁的拍擊。

15.氣環(huán)密封氣缸以防止燃燒室內(nèi)的氣體泄漏到曲軸箱內(nèi)。

16.油環(huán)控制氣缸壁上機(jī)油的數(shù)量，以防止多余的機(jī)油竄入燃燒室。

17.活塞環(huán)都有端隙、側(cè)隙和背隙。

18.活塞銷有些在連桿小端襯套和活塞銷孔內(nèi)都是浮動的，稱為全浮式；有些則是一端浮動一端固定，稱為半浮式。

19.最普遍的連桿結(jié)構(gòu)形式是鍛鋼制造，工字形斷面，小端與活塞銷相連；大端與曲軸連桿軸徑相接。

20.活塞和活塞環(huán)應(yīng)