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1、模块2 曲柄连杆机构的构造与维修,机体组,活塞连杆组,曲轴飞轮组,概述,模块2 曲柄连杆机构的构造与维修,学习目标, 理解曲柄连杆机构的作用和组成 知道曲柄连杆机构的受力分析 掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组 主要零件的构造和装配连接关系 掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法 学会曲柄连杆机构的装配与调整,2.1 概 述,将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。,1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组,一、曲柄连杆机构的功用,二、组成,多缸发动机的曲柄连杆机构演示,2.2 机体组的构造与维修,本节
2、主要介绍的内容有： 气缸盖 机体 油底壳 气缸垫,机体组组成：,曲轴箱,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,气缸体,气缸盖罩,气缸盖一般采用优质灰铸铁或合金铸铁铸造，轿车用的汽油机则多采用铝合金气缸盖。其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔（汽油机）或喷油器安装孔（柴油机）。在气缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在气缸盖上，则气缸盖上还加工有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。,一 、气缸盖,1组成,2分类 气缸盖有整体式、分块式和单体式3种结构形式。 3作用 气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气缸盖内的水套和油道也
3、是冷却系统和润滑系统的组成部分。,对气缸盖的检验要求是：气缸盖无破裂。气缸盖下平面的平面度误差，每50mm50mm 范围内不大于0.05mm，整个平面的平面度误差不大于0.20mm。可用直尺放在缸盖的下平面上，然后用塞尺测量直尺与平面间的间隙。 对气缸盖裂纹的修复方法主要有粘结法、焊修法和堵漏法等。应根据裂纹的部位和大小程度，选用其中合适的一种方法修复裂纹。（如图2-2）,4检测,气缸盖的主要耗损形式是裂纹和变形。气门座的装配应力过大会使气缸盖的进、排气门座之间的过梁处产生裂纹而报废。气缸体、气缸盖的平面度用测量尺和厚薄规检测，如图2-3所示。气缸盖长度L300mm，平面度公差为0.05 mm
4、；L300mm，平面度公差为0.1 mm。气缸盖翘曲变形，指的是气缸盖下平面的平面度误差逾限。气缸盖平面变形后，会使气缸密封不严，可用铲削或磨削的方法修理，或更换新缸盖。,5维修,汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。 如图2-4a）所示。结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛地应用。 如图2-4b）所示。结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于
5、提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长。切诺基轿车发动机采用了这种形式的燃烧室。,汽油机燃烧室,如图2-4c）所示。气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。,柴油机燃烧室,柴油机燃烧室在缸盖的部分主要为涡流室或预燃室、直喷式。柴油机的燃烧室则几乎全部在活塞上。,（1）、直列式 （2）、对置式 （3）、V型 （4）、W型,二、机体的分类,1按气缸排列形式分类,（1）无气缸套式机体（如图2-6a所示） （2）干气缸套式机体（如图
6、2-6b所示） （3）湿气缸套式机体（如图2-6c所示）,图 2-6,2按气缸结构形式分类,干式气缸套和湿式气缸套,强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,散热良好、冷却均匀、加工容易。 强度和刚度不如干缸套，易漏水。,3按曲轴箱结构形式分类,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式,一般式,龙门式,隧道式,（1）气缸体基准面的检验： （2）气缸体变形的检验：（如图2-8所示） （3）气缸体主轴承座孔、凸轮轴座孔的检验：（如图2-9所示）,4气缸体的检验,（4）气缸体的裂纹检验： （5）气缸压缩压力的检测：（如图2-10
7、所示） （6）气缸漏气率的检验： （7）气缸的修理：（如图2-11所示） 气缸修理尺寸一般分为六级（桑塔纳气缸分三级）。如表2-1所示。 （8）曲轴箱窜气量的检测,测量气缸磨损时，必须测量包括气缸最大磨损断面在内的活塞全行程内的上、中、下三个断面，每个断面必须测量发动机纵向和横向两条直径，才能正确地测量出气缸的最大磨损量以及圆度和圆柱度误差，如图2-12所示。,5气缸体的维修,油底壳的主要功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱。如图2-13所示。油底壳用薄钢板冲压或用铝铸制而成。油底壳内设有挡板如图2-13（a），用以减轻汽车颠簸时油面的震荡。油底壳底部设放油螺塞如图2-13（b）。有的放油螺塞带磁
8、性，可以吸引机油中的铁屑，油底壳在安装时须更换密封垫，同时涂抹密封胶。如图2-13（c）。,三、油底壳,气缸衬垫是机体顶面与气缸盖底面之间的密封件。其作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏其实物如图2-14。 气缸衬垫可分为金属石棉衬垫、金属复合材料衬垫和全金属衬垫等多种如图2-15。 发动机大修时须更换气缸垫。,四、气缸垫,2.3 活塞连杆组的构造与维修,本节主要介绍的内容有： 活塞组的构造 活塞组的检修 连杆组的构造 连杆组的维修 连杆轴承（瓦）异响的维修,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,活塞连杆组的组成,汽油机与柴油机活塞按顶部结构
9、分类，如图2-16、2-17所示。,一、活塞组的构造,1、活塞 （1）、分类,大多数汽油机采用平顶活塞。采用凹顶活塞，可以通过改变活塞顶上凹坑的尺寸来调节发动机的压缩比。采用凸顶活塞，多数是为了在不改动气缸盖结构的情况下增大压缩比，有的半球形燃烧室发动机采用凸顶活塞，则是为了增强挤流。 在活塞顶部除有燃烧室凹坑外，有的活塞顶还加上有避让气门的气门凹坑。,（2）作用,活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。,（3）结构,活塞顶部,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于
10、可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,作用：,活塞裙部,位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力， 防治破坏油膜。,裙 部,如图2-18,2、活塞环 （1）、气环 按气环开口形状分,动 态 演 示,如图2-19,气环的断面形状分,常见的油环有整体式和组合式两种结构形式，如图2-20所示。目前广泛应用的是组合式油环。组合式
11、油环一般由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成，轴向衬环夹装在第二、三刮油钢片之间，径向衬环使三片刮油钢片压紧在气缸壁上。,（2）油环,油环的刮油作用,油环的刮油作用,如图2-21所示，活塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。,3活塞销,连杆,活塞销,全浮式：活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。,半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车,形式:全浮
12、式（工作时自由转动）、半浮式。,发动机大修时，应更换全部活塞。更换时应注意： （1）选择与气缸同一修理尺寸的活塞。同一台发动机应选用同一厂牌的同一组活塞。以使活塞的材料、性能、质量、尺寸一致。 同组活塞裙部最大直径差值：CA141不大于0.02mm；EQ140不大于0.01mm；BJ212不大于0.02mm。质量差：CA141不大于8g；EQ140不大于8g；BJ212不大于4g。质量超过规定的，可在裙部内壁下部向上20mm处车削，予以调整。 （2）活塞裙部的锥形及椭圆应符合技术标准的规定。 （3）对膨胀槽应开到底，而未开通的活塞，装配前应将膨胀槽开通。,二、活塞组的检修,1活塞的选配,活塞环
13、的技术要求； （1）活塞环的弹力应符合技术标准的规定。几种国产车的活塞环弹力要求，如表2-2。 （2）活塞环的端隙、侧隙、背隙应符合技术标准的规定。 （3）漏光度。活塞环开口处左右30范围内，不允许漏光。每处漏光弧长所对应的圆心角不超过25，同一环上漏光弧长所对应的圆心角总和不超过45。漏光处的间隙不大于0.03mm。,2活塞环的选配,发动机大修时，选择标准尺寸的活塞销，以便给小修留有修理余地。活塞销除标准尺寸以外，还有四级修理尺寸，每级直径加大0.04mm。 选配活塞销的质量要求是：表面粗糙度不高于 ，圆度、圆柱度不超过0.0025mm，质量差不大于10g。 活塞销与销座孔的配合要求很高，对
14、全浮式活塞销与销座孔的配合，汽油机在常温时应有微量过盈（一般为0.00250.0075mm），发动机工作时又有微量间隙，使活塞销能在销座孔中转动。柴油机常温时为过渡配合，允许有向量间隙。,0.8,3活塞销的选配,现象： 1）发动机怠速时，在气缸的上部发出清晰的敲击声，好像用一小锤轻敲水泥地面产生的“嗒嗒嗒”的声音； 2）发动机低温时响声明显，温度升高后响声减弱或消失，怠速或下中速时响声明显，中高速时一般减弱或消失； 3）该缸断火后，响声减弱或消失。 原因： 1）活塞与气缸壁间隙过大； 2）气缸壁润滑条件不佳。,4活塞组异响故障的维修 （1）活塞敲缸响,检查与判断： 1）这种响声的特点是冷车明显
15、，热车时减弱或消失，断火试验时响声减弱或消失； 2）发动机在下中速运转时，可用手抖动油门检查，一般在收油门的瞬间响声较明显； 3）可用听诊器具，放在气缸上部听察，并结合断火试验来确定哪个气缸发响； 4）经诊断初步确定为某缸发响后，为进一步证实，可将发动机熄火，卸下火花塞，往气缸内注入少量机油，然后再装上火花塞起动发动机。如声音减弱或消失，过一会，响声又起，或在起动着火后的几十秒钟内出现几声响，随后即消失，过一会又出现几声，则可断定此缸敲缸响； 5）有时遇到“反上缸”现象，即在断火试验时出现敲击响声，并由间断变为连响。这是由于活塞裙部锥度过大，致使活塞头部撞击气缸壁所致； 6）如冷车时响，热车不
16、响时，可继续运行。大修出厂的车辆，在温度低于213K（40）时，允许有轻微响声。,现象： 1）此响声一般出现在发动机大修后的走合期。即发动机在怠速运转时出现“嗒嗒嗒”声，略像活塞敲缸的声音，而温度升高后，响声不但不消失，反而稍重一些，且有时还带有“吭吭”的声音，发动机稍有抖动现象； 2）断火试验仍有响声，但严重拉伤后也出现活塞敲缸响，不过此时断火试验响声有减弱； 3）拉伤到一定程度时，出现发动机突然熄火现象； 4）严重时，从加机油口处往外冒烟。 原因： 1）活塞与缸壁间隙过小或活塞膨胀系数过大； 2）活塞椭圆度不足，或反椭圆； 3）活塞头部尺寸大，活塞环背隙或端隙过小；,（2）拉缸声,4）活塞销与销座孔配合过紧，致使活塞变形胀大。 5）机油不足或润滑孔道堵塞，润滑不良； 6）发动机缺水，温度过高； 7）发动机长时间高速运转，尤其在走合期内； 8）全浮式活塞销未装锁环，半浮式活塞销固定
