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1、汽车发动机维修 一 发动机总成修理工艺二 气缸体 气缸盖和曲柄连杆机构的修理三 配气机构的修理四 发动机总装配及其调试 主讲人 杜晓伟 发动机故障导入 炎热的夏天看见汽车引擎盖周围有白腾腾的雾气 此时车辆出于何种状态 还能不能继续行驶 是机械故障 是电控故障 还是电路故障 根据我们丰富的专业知识我们该如何判断故障 我们该制订怎样的维修方案尽快排除故障 发动机按修理作业范围和深度的不同分为 大修是指发动机主要零件出现破损 断裂 磨损和变形 在彻底分解后用修理或更换零件的方法使其达到完好技术状况和使用寿命的恢复性修理 小修是指用修理或更换个别零件的方法来消除发动机在运行中临时出现的故障 或针对维护
2、作业中发现的隐患所进行的运行性修理 大修小修 一 发动机总成大修的条件1 发动机加速性能恶化 起步加速时间和超车加速时间延长 2 发动机最大功率或气缸压缩压力低于标准值25 以上 3 气缸磨损 其圆柱度误差达到0 175 0 25mm 或圆度误差达到0 050 0 063mm 或气缸的极限磨损量达到0 2Omm 4 燃油和机油消耗量明显增加 5 发动机出现异响 6 发动机不能正常运转或根本不能运转 7 发动机重大损伤事故 1 气缸气密性的检测2 测量气缸压力3 发动机功率的检测4 发动机异响的检查5 进气管真空度的测量6 曲轴箱窜气量的检测7 检查气缸表面及活塞顶状况 二 发动机大修前的检测
3、目前实际采用的发动机大修工艺过程有两种 1 传统的发动机总成大修工艺过程 包括两个主要部分 特点 进行镗缸和磨曲轴 即对基础件和关键零件进行修理和机械加工 拆装调试工艺零件修理工艺 三 发动机大修工艺过程 2 以更换零件为主的发动机总成大修工艺过程零件经鉴定后将其分为可用件和需更换件两类 取消了对气缸和曲轴的机械加工 对缸体和曲轴不进行机械加工有两种原因 首先是不同型号发动机基础件的可维修性有异 有的发动机气缸和曲轴无修理尺寸 也无修理尺寸的活塞与轴承供选择 其次 虽然大多数发动机的缸体和曲轴有修理尺寸 但当缸体或曲轴损坏且无法修复时 则以维修用发动机部件来替代已损坏的零件 维修用发动机部件俗
4、称 中缸 或 短缸 它由发动机制造厂家将缸体 曲轴 活塞连杆组等按装配工艺技术要求组装而成 用 中缸 取代缸体 曲轴等需更换件的优点 保证发动机的大修质量 延长质保里程 大大缩短发动机大修停厂时间 近年来在我国得到长足发展 如上海桑塔纳 北京切诺基等发动机大修中对 中缸 的选用已不少见 气缸体 气缸盖和曲柄连杆机构是发动机产生和输出动力的主要装置 该装置的修理在发动机修理中占有重要地位 它包括 气缸体 曲轴等基础件的修理轴承 活塞及活塞环等易损件的选配 气缸体 气缸盖和曲柄连杆机构的修理 1 气缸体的损坏形式 上下表面翘曲变形 有裂纹 螺纹孔磨损 主轴承座孔表面磨损及同轴度破坏 2 气缸体损坏
5、的原因1 气缸体变形发动机工作时 在高温的影响下 这些残余应力释放 使其刚性较差的薄壁处发生翘曲变形 另外 主轴承螺栓 气缸盖螺栓不按规定的顺序紧固 扭矩过大或扭矩不均匀 2 气缸体产生裂纹主要是由于残余应力作用 发动机冷却水冻结 发动机熄火急剧冷却 发动机高温缺水而骤加冷却水等原因造成的 3 轴承座孔磨损4 主轴承座孔同轴度破坏5 螺纹孔的损坏 1 气缸体上下平面变形的修理刮研法 磨削法 铣削法2 气缸体裂纹的修理胶补法 补板法 焊补法 堵漏法3 气缸体螺纹孔的修理4 主轴承座孔的磨损与同轴度的修复刷镀法 定位镗削法 3 气缸体修理 4 发动机缸盖的修理 气缸盖的损伤和产生的原因缸盖变形 裂
6、纹 螺纹孔损坏 水道孔腐蚀变形量很小或局部不平时 可用刮削法 研磨变形量较大时 可用敲压法 磨削法 铣削法 翘曲鉴定方法 用精密直尺和塞尺 技术要求 一般缸体的平面度误差不超过0 10mm 修理方法 对翘曲平面进行磨削或铣削加工 加工量大小的规定 气缸盖磨削或铣削量一般不应超过0 20 0 30mm 气缸盖厚度的极限值加以控制 加工量太大的危害 缸盖变薄 燃烧窒容积变小 会引起发动机爆燃 工作不正常 三 气缸的磨损规律及气缸的修理 1 气缸磨损特征发动机在工作过程中 气缸表面在活塞环运动的区域内形成不均匀的磨损 沿气缸的高度方向 磨损一般是上大下小 形成锥形 导致气缸的圆柱度误差 磨损的最大部
7、位一般是当活塞在上止点位置时第一道活塞环相对应的气缸壁 活塞环未接触的上口 几乎没有磨损而与磨损部位形成一明显的台阶 俗称 缸肩 在个别情况下 气缸可能出现中部磨损最大 类似 腰鼓 形 气缸沿圆周方向磨损也是不均匀的 形成不规则的椭圆形 导致气缸的圆度误差 气缸沿圆周方向的磨损量随车型 结构及使用条件的不同而有所不同 但一般最大径向磨损区往往接近于进气门对面 对于多缸发动机来说 缸与缸之间磨损也是不均匀的 一般首尾两缸磨损量较大 2 气缸磨损原因 气缸磨损通常是由腐蚀磨损 机械磨损和磨料磨损所致 腐蚀磨损 C S N的氧化物 酸机械磨损 高温高压下的摩擦磨损磨料磨损 空气 燃油 机油中的灰尘和
8、杂质 3 气缸磨损后尺寸的测量工具 量缸表 外径千分尺方法 在气缸的上 中 下三个不同高度及气缸的纵向和横向两个方向的六个部位 十字交叉地测量气缸直径 根据测量结果计算 圆度误差 圆柱度误差 最大磨损量 4 气缸磨损的修理 1 修理尺寸法2 镶套法对配合件中的某一个零件 通常是较贵重零件 曲轴 缸套 进行机械加工 消除不均匀磨损 恢复其正确的几何形状 表面粗糙度 并更换或修理与之相配合的零件 使之恢复配合的性质 而允许加工后的尺寸与原来标准尺寸不同 该尺寸成为修理尺寸 该法称为 修理尺寸法 镗缸 确定修理尺寸 缸套的装卡 定位 安装调整好镗刀 确定镗削规范 同心镗法 磨损小的 以气缸未磨损部位
9、定心偏心镗法 磨损大的 以气缸最大磨损处为基准 珩磨气缸珩磨的目的是降低镗削后气缸的表面粗糙度 使活塞 活塞环与气缸有良好的配合表面 气缸壁过于光滑 将不利于存油 使活塞不能得到较好润滑时 应使用柔性研磨头 去掉气缸壁的 光滑层 气缸镗磨工艺要点 1 按所选修理尺寸镗缸 最后一次镗削加工量 0 05mm 2 珩磨总量不要大于0 02mm 否则出现腰鼓形或喇叭口 3 控制珩磨头转速与往复速度 网纹夹角50 60 4 达到规定的配合间隙 5 气缸镗磨后圆度与圆柱度误差应不大于0 005mm 缸壁表面的表面粗糙度为Ra0 8 m 13 2 镶气缸套无修理尺寸的气缸气缸虽有加大修理尺寸 但其磨损后的尺
10、寸已接近或超过最后一级修理尺寸 例 红旗CA488 3型发动机允许用镶气缸套的方法修复气缸 步骤 1 加工气缸孔 2 压入半成品气缸套 3 对气缸套孔进行珩磨至选定的气缸尺寸为止 四 曲轴 飞轮组的检修1 曲轴损伤的检查 磨损的测量 外径千分尺修理条件 圆度和圆柱度误差超过0 01 0 0125mm修理设备 曲轴磨床 主轴颈和连杆轴颈的磨损轴颈表面拉伤 烧蚀曲轴弯曲或扭曲变形裂纹或断裂 曲轴弯曲变形的检查 将百分表的测头触及中间主轴颈的未磨损处 用手慢慢转动曲轴两圈 百分表指示的最大和最小的两个读数之差即为曲轴弯曲变形造成的径向圆跳动量 一般不超过0 04 0 06mm 若跳动量超过0 10m
11、m 则须加以校正 若未超过0 10mm 无须校正 在磨削轴颈时即可修正 校正 采用热校 冷压或敲击法消除 必要时更换 2 曲轴的修理 1 首先鉴定2 曲轴弯曲的校正锻钢曲轴弯曲度超过0 2mm时 校直球墨铸铁曲轴韧性不足易造成内伤 不宜校正冷压校直 冷作校直 火焰校直冷压校直防止弹性后效的发生 数次校直 采取自然实效 人工失效处理 3 曲轴磨损的修理 修理尺寸法 磨轴恢复尺寸法 镀铁选好修理尺寸 磨削规范 装卡定位 对中 先主后连 由中间到两边 一次装卡磨完基本调整补充调整回转半径复查调平衡 曲轴轴颈磨削时的进刀方式 a 切入法 b 纵向进刀法 4 曲轴磨削加工注意事项1 按所选定的修理尺寸及
12、轴瓦的实际尺寸进行磨削 2 同一根曲轴的主轴颈和连杆轴颈 应分别磨成同一级修理尺寸 否则将会破坏曲轴的动平衡 3 轴颈的圆度和圆柱度误差应小于0 005mm 表面粗糙度值应达到Ra0 2 m以下 尺寸公差不大于0 02mm 4 轴颈工作面的两端与曲柄连接处应加工出半径为1 3mm的过渡圆角 轴颈上的油孔应有0 50mm 45 1 00mm 45 的倒角 并去除毛刺 3 曲轴主轴承和连杆轴承的选配 1 轴承选配1 按曲轴轴颈选配轴承此类轴承也称 组瓦 当轴颈尺寸确定后 则轴承尺寸也就确定了 在一组主轴承或连杆轴承中 可任意选取一片上轴瓦和一片下轴瓦配对 例如 丰田22R发动机 标准主轴承尺寸分4
13、组 以轴承背面印的数码1 2 3 4表示 在缸体下平面上打印出一组5位数码 依次代表从第1 第5道主轴颈应选配的轴承号 2 以轴承承孔尺寸选配轴承这种轴承也叫 对瓦 只能对号入座 3 根据轴颈尺寸或色标选配轴承例 选配切诺基的连杆轴承和主轴承 根据所测轴颈尺寸和色标 并结合配合间隙来选配 一对上 下轴承尺寸 或色标 可同也可不同 但不得大于1个轴承级别尺寸 切诺基的连杆轴承选配表 4 根据轴承承孔 轴颈和轴承上的尺寸数码选配例 TOYOTAIUZ FE发动机 曲轴主轴承选配时将打印在缸体和曲轴上的数码相加 然后按表中的数码范围选配相应的轴承尺寸数码 TOYOTAIUZ FE曲轴轴承选配表 标准
14、主轴承有五个尺寸 数码 1 2 3 4 5 连杆轴承选配时将印在连杆盖和曲轴上的数码相加 然后选择与上述数码之和相同的轴承数码 TOYOTAIUZ FE曲轴轴承选配表 标准连杆轴承有六个尺寸 分别以印在连杆盖上的数码 2 3 4 5 6 7 表示 2 轴承与轴颈油膜间隙检查曲轴轴颈与轴承的配合间隙 也称油膜间隙 当间隙超过极限值时 应更换轴承 必要时更换曲轴 油膜间隙的检查方法 用外径千分尺测量轴颈外径用内径千分尺测量安装好的轴承内径 4 飞轮的检修更换条件 飞轮齿圈有龟裂 磨损 拉伤等缺陷 飞轮工作面有刮伤 偏磨以及飞轮螺栓孔附近有裂纹 刮伤和偏磨严重或螺栓孔有裂纹等缺陷 齿圈的拆装 拆卸
15、将齿圈均匀地加热到250 300 然后拆下 装配 将新齿圈时也加热到同样的温度 按规定方向镶入到常温的飞轮外圆上 然后在大气中冷却 测量飞轮工作面跳动量的方法 将百分表的测头触及飞轮光滑的工作面 缓慢转动飞轮一圈 百分表的读数差即为飞轮工作面的跳动量 若超过极限值 应该调整 修理或更换飞轮 五 活塞连杆组的检修1 活塞 活塞环与活塞销的选配 1 应选择与气缸标准尺寸或修理尺寸级别相同的活塞 活塞环 活塞销 2 同一台发动机应选用同一厂牌的一组活塞 3 同组活塞的质量误差不应超过规定值 标准尺寸字母 STD 加大尺寸数值 0 25 0 50 0 75 1 00 活塞顶上识别 4 检查活塞环端隙
16、开口间隙 侧隙 轴向间隙 技术要求 轿车活塞环端隙一般为0 10 0 50mm 轿车活塞环侧隙一般为0 03 0 07mm 端隙不合适的危害 端隙过大 导致漏气 端隙过小 活塞环受热膨胀后开口处会顶死 引起活塞环变形 造成拉缸 侧隙不合适的危害 侧隙过大 使气缸密封性变差 机油上窜严重 侧隙过小 使活塞在环槽中卡死 5 测量活塞直径的部位要正确 注意 各种型号发动机活塞直径的测量部位均不相同 应按厂家规定的部位测量 在垂直于活塞销座孔中心线方向的裙部测量 6 活塞与气缸的选配例 TOYOTA22R四缸发动机和IUZ FEV8缸发动机 缸径尺寸公差分为三级 每级相差0 01mm 用数码 1 2 3 表示 打印在气缸体的上平面 标准尺寸的活塞也分为三级 记号打印在活塞顶上 选配活塞时 活塞上的数码与气缸上的数码一致 保证活塞与缸壁的配合间隙 2 连杆 连杆衬套和连杆轴承的检修 1 连杆弯扭的检查和校正连杆弯曲和扭转变形会造成敲缸 偏磨损和轴承偏磨损现象 检查所用仪器 连杆弯扭测量仪 检查连杆弯曲的方法 安装 连杆轴承盖装好 活塞销装入连杆小头 连杆大端固定在定心轴上测量 把三点式量规的V形
