发动机课件2讲解

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1、项目一 曲柄连杆机构的构造与维修 第二部分 汽油发动机 学习目标 知识目标 1.能够正确描述曲柄连杆机构的组成、构造和装配关系； 2.能够正确叙述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作 原理； 3.能够正确描述曲柄连杆机构的装配要求。 能力目标 1.会进行易损零件检测、修理或更换； 2.会进行曲柄连杆机构的装配与调整； 3.能对曲柄连杆机构常见故障进行分析、判断，并能排除 故障。 1、曲柄连杆机构的作用：将燃料 燃烧的热能转换为机械能。 2、曲柄连杆机构的组成 机体组 活塞连杆 曲轴飞轮组 概述 下一节 机体组： 气缸盖 气缸垫 气缸体 油底壳 返回 活塞连杆组： 活塞 活塞环 活塞销 连杆 返

2、回 曲轴飞轮组： 曲轴 飞轮 扭转减振器 返回 3、工作条件和受力分析 工作条件： 高温、高压、高速、有化学腐蚀 受力分析： 气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力； 外界阻力 一、机体组的构造与检修 1、组成：气缸盖、 气缸垫、气缸体、 油底壳 2、作用：是安装 基础，并产生动力 。 （一）气缸盖 2. 结构：组成如下图；材料：铝合金，质量轻，冷却效果 好。 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门、气门导管孔 和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。 1. 安装位置： 装在气缸体的上方，两者之间有气缸垫。 燃烧室 进气门 排气门 （二）气缸垫 作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、

3、漏气 。 构造： （1） 金属-石棉垫 （2） 金属骨架-石棉垫 （3） 纯金属垫现在常用 安装注意：金属皮的金属-石棉垫，缸口金属卷边一面 应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触 的平面造成压痕变形。 （三）燃烧室 1、定义：活塞在上止点时，活塞顶部与气缸盖底部之间所 形成的空间。 2、种类：盆形燃烧室、楔形燃烧室、 半球形燃烧室、多气门燃烧室。 半球形 燃烧室 盆形燃 烧室 楔形燃 烧室 多气门 形燃烧 室 盆形燃烧室： 1）气门平行于气缸轴线； 2）有挤气-冷激面，可形成挤气涡流； 3）盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差，燃烧速 度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较

4、低。 楔形燃烧室： 1）气门斜置，气流导流较好， 充气效率高； 2）有挤气-冷激面，可形成挤气 涡流； 3）燃烧速度较快，CO和HC排 放较低而NO的排放稍高。 半球形燃烧室： 1）气门成横向V形排列，气门头部直径可以 做得较大，换气好； 2）火花塞位于燃烧室的中部，火焰行程短， 燃烧速度最高，动力性、经济性最好。是高速 发动机常用的燃烧室； 3）CO和HC排放最少，而NO的排放较高。 多气门燃烧室 多气门发动机一般都用二根凸轮轴分别控制进气 门和排气门，这样控制可以更精确，而且可以采 用更多的新技术。打开发动机仓盖，在发动机罩 上有“DOHC”则表示双凸轮轴，就是多气门发动机 ，如本田思域。

5、也有五气门的，如奥迪和大众系 列车，三进二排，结构还要复杂一点。 当然气门越多，构造越复杂，成本越高，价格越 贵。多气门结构只是发动机高科技技术的一种， 随着节能高效、低碳环保的要求，两气门发动机 将被淘汰。 (四)气缸体 1、气缸体的构造 气缸体的上半部有引导活塞 作往复运动的圆筒，称为气 缸。下半部分有供安装曲轴 用的上曲轴箱。 有轴承孔、油道、水道。 气缸体的上、下表面是气缸 体维修的基准。 前后两个平面加工，安装正 时齿轮盖和飞轮壳。 气缸体的材料：铸铁和铝合 金 2、气缸体的形式： 气缸的排列形式 对置式nV形式 n直列式 （五）气缸和气缸套 气缸有整体式和镶套式 气缸套的形式 干式

6、缸套 定义：其外表面不直接与冷却水接触。 特点： 1）壁较薄（13mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合； 3） 不易漏水漏气。 4）多用于汽油机。 湿式缸套 定义：其外表面直接与冷却水接触。 特点：1）壁较厚（59mm）； 2） 散热效果好； 3） 易漏水漏气； 4） 易腐蚀。 5）多用于柴油机。 定位： 1）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带 。 2） 轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。 密封： 1）下部：靠13个耐热耐油的橡胶密封圈。 2） 上部：缸套顶面高出缸体0.050.15mm，当气缸盖螺栓拧 紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大 的压紧力，具有

7、防止水套漏水、气缸漏气和保证缸套定位的作 用。 （六）油底壳 油底壳的主要作用： 贮存机油并密封曲轴箱。 内有稳油挡板、放油螺塞，有 的还有磁铁。 （七）机体组的检修 1、气缸盖和气缸体的检修 （1）气缸盖裂纹的检修 故障现象 高压气体向水箱窜气，冷却水冒泡；冷却水渗入气缸，排 气冒白烟，不易启动，工作不稳，功率下降。 检查方法 平时主要检查水箱的水位及水质情况和油底壳中的机油 油面及油质的情况。还可以从排气的烟色进行观察和分析 ，若气缸盖内部裂纹漏水，排烟会因漏进的水蒸气而呈乳 白色。 裂纹明显可凭肉眼或借助放大镜观察到。 通过水压试验来检验裂纹。在气缸盖出水口处接上水管或水 压试验机进行水

8、压试验。试验压力一般为350450 KPa。在 此范围内停止加压后，观察5 min，看压力表的读数是否下降和 气缸盖有无渗水的地方。若压力表的读数下降和气缸盖有渗水 的地方，则说明此处有裂纹存在。 （2）气缸盖、气缸体螺纹损坏 损坏形式：滑牙。 修理：加深螺孔，加工出新螺纹（攻丝）。 镶螺纹。 （3）气缸盖、气缸体平面变形检修 检测方法：直尺检测法：气缸体平面度不超过0.25mm、气缸盖平面度 不超过0.25mm。 修理：机械加工：刮削和磨削。磨削量缸盖不超过1mm、缸体不超过0.5mm。 (4)气缸体其他损伤检修 曲轴、凸轮轴轴承孔检测 ： 同轴度误差不应大于 0.15mm 曲轴主轴承的圆度

9、误 差大于0.025mm时， 必须进行修理。 2、气缸的检修 （1）气缸磨损的规律及原因！ 气缸磨成上大下小的主要原因是：上部润滑最差；活塞环在上、下止点运 行速度接近0，油膜不易形成。 气缸径向磨损不均的主要原因是：进气的吹射、冲刷作用，使缸壁的润滑 油被稀释并形成较多腐蚀性成分 （2）气缸磨损的检测 在活塞的全行程的上、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。 检测内容：气缸圆度误差 气缸圆柱度误差 1）气缸圆度的测量 将百分表、表杆座安装到表杆上，选取适合气缸直径的接杆安装到表杆上，在缸 体的纵向将量缸表放入气缸，前后摆动量缸表找出百分表最小读数值，即气缸直径位 置，

10、转动表壳使百分表的指针指为零；转动量缸表90，即在缸体的横向，利用同样的 方法找出气缸直径位置，此时百分表读数的一半即为此断面圆度。 把在上、中、下三个测量断面上测量到的最大圆度作为气缸的圆度。 2）气缸圆柱度的测量 利用量缸表在气缸上、中、下三个测量断面的直径位置读出表分表的读数，其最 大值与最小值差值的一半即位此方向的气缸圆柱度。两个测量方向中的最大值即为气 缸圆柱度。 气缸的测量 看视频 机械加工: 气缸镗削 气缸磨削 (3)气缸磨损的修复 二、活塞连杆组的构造与检修 （一）活塞连杆组的构造 由活塞、连杆、活塞环、活塞销和连杆轴承等组成。 1、活塞 功用 与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室

11、； 承受气体、压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转 。 材料：汽车发动机活塞广泛采用铝合金。 质量小（为铸铁活塞的50%70%）； 导热性好（约为铸铁的3倍）； 热膨胀系数大。 组成 可分为顶部、环槽部、裙部。 活塞顶部 作用：是燃烧室的组成部 分，用来承受气体压力。 汽油机活塞的顶部形状 有： （1）平顶：受热面积小， 广泛采用。 （2）凸顶：与半球形燃烧 室配用。 （3）凹顶：高压缩比发动 机为了防止碰撞气门，也 可用凹坑的深度来调整压 缩比。 （4）组合顶。 活塞环槽部（头部） 作用：环槽部部分切有若 干道用以安装活塞环的槽 。 活塞裙部 作用：为活塞运动导向和 承受侧压力。 其型式有

12、 （1） 全裙式：裙部为一 薄壁圆筒。 （2） 拖板式：将非承压 面的裙部全部去掉。 活塞裙部变形 活塞的变形及采取的相应措施 变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 结构措施： （1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 （2） 活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方 向，即侧压力方向。 （3） 销座处凹陷0.51.0mm。 （4） 裙部开绝热-膨胀槽（“T”形或“”形槽），其中横槽 叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。 （5） 采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢 片，以减少裙部的膨胀量。 防止变形的措施 偏置销座 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面偏移1 2mm。 作用：减轻活塞换向时对

13、气缸壁的敲击噪声。 原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座 轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提 前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以 左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换 向。 偏置销座使活塞换向分成了两步： 第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲 作用； 第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过 渡使换向冲击力大为减弱。 2、活塞环 分类：气环和油环 （一）气环 作用： （1）密封：防止气缸内的 气体窜入油底壳； （2） 传热：将活塞头部 的热量传给气缸壁； （3） 辅助刮油、布油。 活塞环的间隙 （1） 端隙1：又

14、称开口间隙，是活塞环装入气 缸后开口处的间隙。一般为0.250.50mm； （2） 侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽 之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04 0.10mm；其他气环一般为0.030.07mm。油环一 般侧隙较小，一般为0.0250.07mm； （3） 背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背 面与环槽底部的间隙。一般为0.51mm。 三隙 1气缸； 2 活塞环； 3 活塞； 1 开口间隙； 2 侧隙； 3 背隙 气环的密封原理 活塞环随活 塞一起装入气 缸后，便产生 弹力户，而紧 贴在气缸壁上 ，形成密封面 ，使燃气不能 通过环与气缸 的接触面之间 的间隙。 活塞环的泵油

15、作用及危害 原因： （1）存在侧隙和背隙 ； （2） 环运动时在环槽 中靠上靠下。 危害： （1）增加了润滑油的消耗； （2） 火花塞沾油不跳火； （3） 燃烧室积碳增多，燃烧性能变坏； （4） 环槽内形成积碳，挤压活塞环而失去密封性； （5） 加剧了气缸的磨损。 措施： （1）采用扭曲环； （2） 采用组合式油环； （3） 油环下设减压腔 气环的断面形状 （1） 矩形环：结构简单，与缸 壁接触面积大，散热好，但易 泵油。 （2） 锥形环 1）特点：与缸壁线接触， 有利于密封和磨合。下行有刮 油作用，上行有布油作用，并 可形成楔形油膜。 2） 安装注意：锥角朝下（ 在环端有向上或TOP等标记） ； （3） 扭曲环：将矩形环内圆上 方或外圆下方切成台阶或倒角 而成。 安装时，内切环切口