教學(xué)課件2.1 8ZR-FXE發(fā)動機(jī)拆裝講解

學(xué)習(xí)情境二：動力總成系統(tǒng)拆裝與檢測學(xué)習(xí)單元2.18ZR-FXE發(fā)動機(jī)拆裝課程內(nèi)容12345任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能6單元小結(jié)任務(wù)導(dǎo)入

小王是新能源汽車某4S店的汽車維修工。一輛豐田卡羅拉雙擎的發(fā)動機(jī)工作油耗過大，經(jīng)檢查是發(fā)動機(jī)活塞環(huán)損壞，需要更換活塞環(huán)。請問你知道活塞環(huán)的更換步驟嗎？活塞環(huán)更換過程中有什么注意事項(xiàng)呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能夠迅速找到8ZR-FXE發(fā)動機(jī)各零部件的安裝位置。2．能夠向客戶講解8ZR-FXE發(fā)動機(jī)的工作原理。3．能夠向客戶講解8ZR-FXE發(fā)動機(jī)的性能特點(diǎn)。4．能夠完成發(fā)動機(jī)氣缸蓋和氣缸體總成的拆卸與裝配作業(yè)。5．能夠按照環(huán)保要求和車間規(guī)定，正確處理發(fā)動機(jī)機(jī)械系統(tǒng)廢舊零部件。理論知識2.1.18ZR-FXE發(fā)動機(jī)簡介2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征2.1.38ZR-FXE發(fā)動機(jī)的命名規(guī)則理論知識

豐田卡羅拉雙擎車型使用的是一款新開發(fā)8ZR-FXE發(fā)動機(jī)（圖1），

直列4缸，1.8升

16氣門DOHC發(fā)動機(jī)。

高膨脹比的阿特金森循環(huán)

智能可變氣門正時(shí)(VVT-i)系統(tǒng)

直接點(diǎn)火系統(tǒng)(DIS)

智能電子節(jié)氣門拉制系統(tǒng)(ETCS-i)

電動水泵2.1.18ZR-FXE發(fā)動機(jī)簡介圖2-1-18ZR-FXE發(fā)動機(jī)理論知識2.1.18ZR-FXE發(fā)動機(jī)簡介項(xiàng)目技術(shù)數(shù)據(jù)發(fā)動機(jī)型號8ZR-FXE氣缸數(shù)及排列方式直列4缸氣門機(jī)構(gòu)鏈條正時(shí)，16氣門，雙頂置凸輪軸（DOHC），進(jìn)氣側(cè)智能可變氣門正時(shí)（VVT-i）排量/mL1798缸徑/mm×沖程/mm80.5×88.3壓縮比13.0最大功率/kW73（5200rpm）最大扭矩/（N·m）142（4000rpm）表18ZR-FXE發(fā)動機(jī)基本參數(shù)表（1/2）理論知識2.1.18ZR-FXE發(fā)動機(jī)簡介項(xiàng)目技術(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)火順序1–3–4–2機(jī)油容量/L凈含量4.7

帶機(jī)油濾芯4.2

不帶機(jī)油濾芯3.9氣門正時(shí)進(jìn)氣開活塞上止點(diǎn)前29°-活塞上止點(diǎn)后12°

關(guān)活塞下止點(diǎn)后61°-102°

排氣開活塞下止點(diǎn)前31°

關(guān)活塞上止點(diǎn)后3°排放標(biāo)準(zhǔn)歐Ⅵ發(fā)動機(jī)質(zhì)量(不含油液)/kg90阿特金斯循環(huán)：進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)刻要明顯晚于常規(guī)發(fā)動機(jī)表18ZR-FXE發(fā)動機(jī)基本參數(shù)表（2/2）理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征

1.氣缸體采用具有不規(guī)則鑄件外表面的刺型位套，以增強(qiáng)缸套和鋁制氣缸體分總成之間的附著力。

增強(qiáng)的附著力有利于散熱，降低了整體溫度并減小了氣缸孔的熱變形。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征29°屋脊形燃燒室

2.使用了鋁制氣缸體和屋脊形燃燒室，采用輕量化、高強(qiáng)度鋁壓鑄的加強(qiáng)曲軸箱總成。氣缸蓋上使用凸輪軸架來簡化缸蓋結(jié)構(gòu)，進(jìn)排氣門的夾角為29°。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征3.采用先進(jìn)的曲軸偏置技術(shù)活塞中心和曲軸中心不在一臺直線上，氣缸孔中心線相對于曲軸中心線向排氣側(cè)偏移了8mm，避免了發(fā)動機(jī)在使用過程中發(fā)生的“死點(diǎn)現(xiàn)象”，減少發(fā)動機(jī)摩擦，提高發(fā)動機(jī)的動力，有效降低油耗。曲軸偏置理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征4.活塞同樣為鋁合金制造，結(jié)構(gòu)緊湊，重量更輕?；钊敳繛殄F形擠壓狀，可使燃油有效燃燒，采用全浮式活塞梢。在每個(gè)活塞裙部都涂有樹脂涂層以減少摩擦損失，并且使用了窄寬度低張力活塞環(huán)，減輕重量并減小摩擦，油環(huán)表面涂有物理氣相沉積(PVD)涂層，提高了耐磨性。樹脂涂層(活塞裙部)PVD涂層屋脊形燃燒室理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征5.配氣系統(tǒng)采用鏈條驅(qū)動，凸輪軸通過液壓挺柱和滾子氣門搖臂驅(qū)動進(jìn)排氣門，并且在進(jìn)氣側(cè)配備了智能可變氣門正時(shí)（VVT-i）系統(tǒng)。凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸正時(shí)鏈輪齒液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器氣門搖臂鏈條張緊器-棘輪止回機(jī)構(gòu)正時(shí)鏈條(節(jié)距8mm)正時(shí)鏈條(節(jié)距7mm)排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸氣門活塞理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征柱塞油道單向球彈簧單向球柱塞彈簧低壓室高壓室“0”氣門間隙油道

液壓挺柱利用機(jī)油壓力和彈簧彈力保持恒定為“0”的氣門間隙，解決了因有氣門間隙而產(chǎn)生的沖擊及噪音問題；同時(shí)不需要進(jìn)行氣門間隙的調(diào)整。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征6.采用了電動水泵，發(fā)動機(jī)控制單元（ECM）會根據(jù)冷卻液溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及車速等信息，計(jì)算必要的冷卻液流量從而控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速。加快暖機(jī)速度并減少冷卻損失降低了發(fā)動機(jī)的功率損耗。這款發(fā)動機(jī)的冷卻液容量約為5.7L。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征7.進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管采用了塑料制造，重量更輕，可以有效的減輕發(fā)動機(jī)重量，提升發(fā)動機(jī)動力性能和經(jīng)濟(jì)性能。8.使用無拉索型的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)，使節(jié)氣門開度得到精確控制。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征9.排氣系統(tǒng)采用不銹鋼排氣管及消音器，安裝兩組三元催化器。采用雙通道廢氣控制系統(tǒng)兩路廢氣控制系統(tǒng)，在消音器尾端上有閥門，高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速時(shí)切換不同的排氣路徑，用以保證消音器在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，并在高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)減少背壓。理論知識2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征10.燃油系統(tǒng)采用無回流燃油系統(tǒng)，燃油壓力調(diào)節(jié)器和燃油泵合成了一體，與發(fā)動機(jī)之間沒有真空管連接，，燃油壓力調(diào)節(jié)器不參考發(fā)動機(jī)的負(fù)壓，無論發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況如何變化，它都將保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力。理論知識11.點(diǎn)火系統(tǒng)采用直接點(diǎn)火統(tǒng)(DirectIgnitionSystem)，它完全淘汰了傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的分電器和高壓線，并將點(diǎn)火線圈縮小，直接安裝在各個(gè)汽缸的火花塞上。

12.火花塞采用長距銥金火花塞比普通火花塞點(diǎn)火能量充足且打火點(diǎn)穩(wěn)定，壽命可以達(dá)到6-8萬公里左右。2.1.28ZR-FXE發(fā)動機(jī)的主要特征理論知識2.1.38ZR-FXE發(fā)動機(jī)的命名規(guī)則豐田發(fā)動機(jī)型號中的每個(gè)英文字母和數(shù)字都代表著一定的含義，并且有著固定的命名規(guī)則。第一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字代表該系列發(fā)動機(jī)的缸體設(shè)計(jì)的序列（同系列的第一款缸體設(shè)計(jì)為1，第二款缸體設(shè)計(jì)為2，……）；接下來的一個(gè)或兩個(gè)大寫英文字母代表該發(fā)動機(jī)所屬的系列。破折號相連的后綴大寫英文字母代表了該款發(fā)動機(jī)的技術(shù)特性

例如4A-GE發(fā)動機(jī)屬于年代非常久遠(yuǎn)的A系列發(fā)動機(jī)，而8ZR-FE與4ZR-FE發(fā)動機(jī)一樣同屬豐田最新的ZR系列發(fā)動機(jī)。。其中常見的字母標(biāo)識意義如下：E-電子燃油噴射；X-阿特金森循環(huán)；F-窄氣門夾角雙頂置凸輪軸布置；G-寬氣門夾角雙頂置凸輪軸布置；Z-機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)；T-渦輪增壓發(fā)動機(jī)。拓展閱讀2.1.4奧托循環(huán)2.1.5阿特金森循環(huán)拓展閱讀

奧托循環(huán)又稱四沖程循環(huán)，內(nèi)燃機(jī)熱力循環(huán)的一種，為定容加熱的理想熱力循環(huán)?；谶@種循環(huán)而制造的煤氣機(jī)和汽油機(jī)是最早的活塞式內(nèi)燃機(jī)。1876年德國工程師尼古拉斯·奧托利用這個(gè)原理發(fā)明了發(fā)動機(jī)，因這種發(fā)動機(jī)具有轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)良性能，對工業(yè)影響很大，故把這種循環(huán)命名為奧托循環(huán)，采用奧托循環(huán)的發(fā)動機(jī)即為奧拓循環(huán)發(fā)動機(jī)。奧托循環(huán)的一個(gè)周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個(gè)沖程構(gòu)成。2.1.4奧托循環(huán)拓展閱讀

1882年，詹姆斯·阿特金森通過一套復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，不但避開了奧托的專利，而且還提高了發(fā)動機(jī)的熱效率。原始結(jié)構(gòu)的阿特金森發(fā)動機(jī)的最典型結(jié)構(gòu)特征就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜略有些奇怪的曲軸（當(dāng)然結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致制造和維護(hù)都很麻煩，這也是它推廣不力的主要原因），直接導(dǎo)致了它的膨脹比大于壓縮比，所以具備更好的熱力學(xué)效率，也就有了更好的經(jīng)濟(jì)性。2.1.5阿特金森循環(huán)拓展閱讀2.1.5阿特金森循環(huán)圖2-1-9阿特金森發(fā)動機(jī)的典型結(jié)構(gòu)拓展閱讀

美國人米勒在1940年代提出了米勒循環(huán)，從結(jié)構(gòu)上大體恢復(fù)成奧托循環(huán)的結(jié)構(gòu)，而在配氣時(shí)機(jī)做了改進(jìn)，當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)候進(jìn)氣門延遲關(guān)閉，通過活塞向上運(yùn)行排出一部分混合氣，再關(guān)閉氣門進(jìn)行壓縮。米勒循環(huán)使用晚關(guān)進(jìn)氣門的配氣方式，同時(shí)借助機(jī)械增壓裝置，讓反向推出的混合氣能再次進(jìn)入燃燒室，最終實(shí)現(xiàn)膨脹比更大的效果。2.1.5阿特金森循環(huán)拓展閱讀2.1.5阿特金森循環(huán)圖2-1-9阿特金森循環(huán)原理示意圖拓展閱讀

1993年，馬自達(dá)的第一臺量產(chǎn)米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)KJ-ZEM，這臺2.3升V6發(fā)動機(jī)也是世界上首臺量產(chǎn)的米勒循環(huán)汽油機(jī)。現(xiàn)代的阿特金森循環(huán)使用電控裝置改變發(fā)動機(jī)正時(shí)，通過推遲進(jìn)氣門關(guān)閉的辦法，在壓縮沖程從進(jìn)氣門排出部分燃?xì)?，減少進(jìn)氣量，所以壓縮比沒有那么高（也就沒有了爆震的影響），從而實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比的目的。2.1.5阿特金森循環(huán)實(shí)踐技能2.1.6氣缸蓋的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸蓋的拆卸步驟1.拆卸進(jìn)氣門2.拆卸排氣門3.拆卸氣門桿油封4.拆卸氣門彈簧座5.拆卸2號直螺紋塞實(shí)踐技能2.1.6氣缸蓋的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸蓋的安裝步驟1.安裝2號直螺紋塞2.安裝氣門彈簧座3.安裝排氣門桿油封4.安裝排氣門5.安裝進(jìn)氣門實(shí)踐技能2.1.7氣缸體的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸體的拆解步驟1.拆卸1號通風(fēng)箱2.拆卸帶連桿的活塞分總成將拆下的連桿軸承、連桿和連桿蓋連在一起，按易于重新安裝至原始位置的方式擺放。3.拆卸連桿軸承實(shí)踐技能2.1.7氣缸體的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸體的拆解步驟4.拆卸曲軸按如圖所示順序，分步均勻地?cái)Q松并拆下10個(gè)曲軸軸承蓋固定螺栓。5.拆卸曲軸軸承6.拆卸曲軸上止推墊圈7.拆卸活塞環(huán)組件實(shí)踐技能2.1.7氣缸體的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸體的安裝步驟1.安裝安裝活塞環(huán)組件2.安裝曲軸軸承3.拆卸連桿軸承圖2-1-24活塞環(huán)組件安裝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐技能2.1.7氣缸體的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸體的安裝步驟4.安裝曲軸首先如圖中所示順序，均勻緊固10個(gè)曲軸軸承蓋固定螺栓。扭矩：40N*m。然后用油漆在曲軸軸承蓋固定螺栓的前端做標(biāo)記。如圖中所示順序，將曲軸軸承蓋固定螺栓緊固90°。圖2-1-24緊固曲軸軸承蓋固定螺栓

實(shí)踐技能2.1.7氣缸體的拆裝8ZR-FXE發(fā)動機(jī)氣缸體的安裝步驟5.安裝連桿軸承6.安裝帶連桿的活塞7.安裝1號通風(fēng)箱涂抹密封膠后3分鐘內(nèi)安裝1號通風(fēng)箱，并在15分鐘內(nèi)緊固螺栓和螺母。安裝后至少2小時(shí)內(nèi)不要起動發(fā)動機(jī)。圖2-1-24緊固曲軸軸承蓋固定螺栓

單元小結(jié)

1.8ZR-FXE發(fā)動機(jī)是一款直列4缸，1.8升，16氣門DOHC發(fā)動機(jī)。采用高膨脹比的阿特金奈循環(huán)、智能可變氣門正時(shí)(VVT-i)系統(tǒng)，直接點(diǎn)火系統(tǒng)(DIS)和智能電子節(jié)氣門拉制系統(tǒng)(ETCS-i)。

2.8ZR-FXE發(fā)動機(jī)最大的特點(diǎn)就是使用了阿特金森循環(huán)，是通過進(jìn)氣門“晚關(guān)”的方法，使吸入氣缸的混合氣再被“擠出”一些，來達(dá)到實(shí)質(zhì)上的膨脹比大于壓縮比。