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1、第三章 曲柄连杆结构和机体组件,2-1 旋转平稳性和惯性力的平衡 2-2 活塞连杆组 2-3 曲轴飞轮组 2-4 机体组件 2-5 发动机故障诊断,旋转平稳性,解决曲轴旋转平稳性方法： 1、安装飞轮 2、把多缸发动机各缸的作功行程均匀错开。即把发动机各缸作功行程的间隔应力求均匀。若多缸发动机的气缸数为n，则四行程发动机各缸的着火间隔应为720/n,二行程发动机各缸的着火间隔应为360/n。,惯性力的平衡,多缸发动机曲拐布置 和各缸作功次序,四缸发动机曲拐布置,四缸发动机工作循环表,六缸发动机的曲拐布置图,六缸发动机循环表（作功次序：1-5-3-6-2-4）,V型八缸发动机的曲拐布置图,活塞连杆
2、组,1、11连杆螺栓 2气环 3油环 4活塞 5卡环 6活塞销 7衬套 8连杆 9连杆盖 10锁垫 12连杆 13定位套筒,活塞连杆组的功用,活塞连杆组的功用是与气缸套、气缸盖一起组成燃烧室；承受燃气压力，并把它传递给连杆，由活塞环密封气缸，防止缸内气体泄漏入曲轴箱和曲轴箱内机油窜入燃烧室；传递热量，将活塞顶部接受的热量通过气缸壁传给介质，连杆用来连接活塞和曲轴，传递动力，把活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动。,活塞构造,1、活塞顶 2、活塞头 3、活塞销孔座 4、活塞裙 5、裙部铣块 6、环槽护圈 7、气环槽 8、油环槽 9、回油孔 10、卡环槽 11、气门避碰坑 12、 型凹坑 13、
3、圆柱深盆型凹坑,6130型,6135型,气环的各种断面形状,a微锥面环 b正扭曲内切环 c反扭曲内切环 d锥面环 e倒角环 f鼻形环 g桶面环 h梯形环 i半梯形环 jL形环,油环的结构形式,普通油环,背衬胀簧油环,背衬胀簧油环,组合式油环,活塞销简介,1、功用：连接活塞和 连杆，起传力作用。 2、工作条件：受冲击载荷，润滑条件差。 3、材料：低碳钢或低碳合金钢。 4、连接方式：全浮式、半浮式。,连杆及其 配合结构图,连杆是曲柄连杆结构中传递动力的重要组件。通过它将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。对其要求是，既要有足够的刚度和强度，结构又要轻巧。连杆一旦断裂，将造成严重事故。连杆的变形将给
4、曲柄连杆机构的工作带来严重的影响。,连杆轴瓦,1、减磨合金层 2、钢背 3、凸肩 4、缺口,V型柴油机连杆的机构,a）并列式连杆 b）主副式连杆 c）叉式连杆,主副式连杆,1-主连杆 2-锥形锁钉 3-主连杆轴承盖 4-销钉 5-销环 6-轴承衬瓦 7-副连杆连接销 8-小管 9-副连杆下端衬套10-止动螺钉 11-副连杆 12-连杆上端衬套 13-主连杆和副连杆总成,曲轴飞轮组,1、曲轴将连杆传来的气体压力转变为扭矩，并驱动配气机构等各辅助装置。 2、飞轮储存作功行程的部分能量，带动曲柄连杆机构越过止点，克服非作功行程的阻力和短暂的超负荷。 3、扭转减振器避免扭转共振现象。,曲轴的型式,曲轴
5、,整体式曲轴,组合式曲轴,圆盘组合式,套合式,分段式,曲轴飞轮组,整体式曲轴,1前端轴 2主轴颈 3曲轴 4曲柄 5平衡重 6后凸缘盘,1-起动爪 2-皮带盘 3-前端轴 4-滚动轴承 5-连接螺钉 6-曲柄 7-飞轮齿圈 8-飞轮 9-后端凸缘 10-挡油环 11-定位螺钉 12-油管 13-锁片,组合式曲轴,扭转减振器,硅油橡胶扭转减振器,硅油扭转减震器,机体组件,机体组件,气缸体,曲轴箱,气缸套,气缸盖,气缸垫,水冷式气缸体,直列式,V型缸,1-气缸体 2-缸套 3-挺杆室,气缸体的断面形式,拱桥式,无裙式,隧道式,气 缸 盖,1-单螺栓孔 2-喷油器孔座 3-进气孔 4-铸造工艺孔 5
6、-进气门导管孔座 6-排气门导管孔座 7-缸盖螺栓孔 8-摇臂座安装孔 9-回水孔 10-排气孔,气缸垫的材料和结构,气缸垫材料,金 属 石 棉 垫,纯 金 属 垫,气缸垫结构,发动机异响诊断,技术状况良好的发动机，在运转中仅能听到均匀的排气声和轻微的噪声，这是正常的响声。如果发动机在运转过程中出现了异响，表明有关部位出现了故障。对于有异响的发动机，应根据故障现象，分析产生的原因，找出异响的部位，准确的将其诊断出来。,异响类型,机械异响 燃烧异响 空气动力异响 电磁异响,异响的原因,1、机械异响：主要是运动副配合间隙太大和配合面有损伤，运转中引起冲击和振动造成的。 2、燃烧异响：主要是发动机不
7、正常燃烧造成的。 3、空气动力异响：主要是发动机进气口、排气口和运转中的风扇处，因气流运动而造成的。 4、电磁异响：主要是在发电机、电动机和某些电磁元件内，由于磁场的交替变化，引起机械中某些部件和某一部分空间容积产生振动而造成的。,异响的影响因素,转速：一般情况下，转速越高机械异响越强烈。 温度：有些异响与发动机温度有关，有些却无关。它也是影响燃烧异响的因素之一。 负荷：许多异响与发动机的负荷有关。 润滑条件：不论什么机械异响，当润滑条件不佳时，异响一般都显得严重。,常见故障,曲轴主轴承响 连杆轴承响 活塞销响 活塞敲缸声 气门响 气门漏气响 正时齿轮响 柴油机着火敲击声,曲轴主轴承响,现象：
8、 发动机突然加速时会发出沉闷而有力的“当当当”或“刚刚刚”的金属敲击声，严重时机体发生很大振动；响声随发动机转速的提高而增大，随负荷增加而增强，产生响声的部位是在缸体下部的曲轴箱内；单缸断火时响声无明显变化，相邻两缸同时断火时，响声会明显减弱；温度变化时响声不变化；机油压力明显降低。,曲轴主轴承响的原因,主轴承盖固定螺钉松动； 主轴承减磨合金烧毁或脱落； 主轴承和轴颈、轴向止推装置磨损过甚，造成径向和轴向间隙过大； 曲轴弯曲； 机油压力太低或机油变质。,连杆轴承响,现象： 当发动机突然加速时，有“当当当”连续明显、轻而短促的金属敲击声，是连杆轴承响的主要特征；轴承严重松旷时，怠速运转也能听到明
9、显的响声，且机油压力降低；发动机温度变化时响声不变化；响声随发动机负荷增加而加剧；单缸断火时响声明显减弱或消失，复火瞬间响声有出现或连续出现两个响声。,原因,连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断； 连杆轴承减磨合金烧毁脱落； 连杆轴承或轴颈磨损过甚，造成径向间隙过大； 机油压力太低、机油变质或曲轴内通连杆轴颈的油道堵塞。,活塞销响,现象 发动机在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时，可听到清脆而有连贯的“嗒嗒嗒”的金属敲击声，而中速以上运转时响声减弱或消失；发动机温度变化时响声亦变化；多数情况下响声冷车时明显，热车时减弱或消失，但个别原因造成的活塞敲缸响反而在温度升高后加重；响声严重时，负荷越大响声
10、也越大，但机油压力不降低；单缸断火时响声减弱或消失。,原因,活塞销与连杆小头衬套配合松旷； 衬套与连杆小头承孔配合松旷； 活塞销与活塞上的销座孔配合松旷。,活塞敲缸声,现象 发动机在怠速或低速运转时，在气缸的上部发出清晰而明显的“嗒嗒嗒”的金属敲击声，而中速以上运转时响声减弱或消失；发动机响声变化时响声亦变化：多数情况下响声冷车时明显，热车时减弱或消失，但个别原因造成的活塞敲缸响反而在温度升高后加重；响声严重时，负荷越大响声也越大，但机油压力不降低；单缸断火时响声减弱或消失。,原因,活塞与气缸壁配合间隙太大； 活塞与气缸壁间润滑条件太差； 活塞在常温时反椭圆或椭圆度太小； 活塞销与活塞上销座孔
11、装配过紧； 活塞销与连杆小头衬套装配过紧； 连杆轴承装配过紧； 活塞不圆柱度太大。,气门响,现象 发动机怠速运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒嗒嗒”(在气门脚处）或“啪啪啪”（在气门座处）的金属敲击声；转速增高时响声亦随之增高，温度变化或单缸断火时响声不减弱；若有数只气门响，则声音显得杂乱。气门脚响和气门落座响统称为气门响。,气门脚响的原因,气门脚间隙太大； 气门脚调整螺钉松动或该间隙处两接触面不平； 配气凸轮外形加工不准或磨损过甚，造成缓冲段效能下降，加重了挺杆对气门脚的冲击； 气门脚处润滑不良。,气门落座响的原因,气门杆与其导管配合间隙太大； 气门头部与其座圈接触不良； 气门座圈松动； 气
12、门脚间隙太大。,气缸漏气响,现象 发动机运转时，从加机油口处听到曲轴箱内发出“嘣嘣嘣”的漏气声；负荷越大时响声越强，转速越高时响声越小；当收回节气门或单缸断火时，响声减弱或消失；随着响声的出现，加机油漏处脉动地向外冒烟，冒烟次数与发响次数相同。,原因,新换活塞环与气缸壁的漏光度太大； 活塞环和气缸壁严重磨损； 活塞环开口间隙太大或各环开口重合； 活塞环弹力太弱或因其侧隙、背隙太小而使背压力建立不起来； 活塞环卡死在环槽中； 活塞环或活塞环岸折断； 气缸壁拉伤而出现沟槽。,正时齿轮响,现象 发动机运转时，在其前部发出一种连续或节奏明显的响声。一般情况下，转速越高响声越大；温度变化时响声不变化；单
13、缸断火响声不减弱。,原因,齿轮啮合间隙过大或过小； 曲轴主轴承孔与凸轮轴轴承孔的中心距在使用和修理中发生变化； 齿轮的齿形加工不准、热处理时变形和齿面磨损过甚； 齿轮转动一周中啮合间隙松紧不一和发生根切； 齿面有伤痕、脱层和轮齿断裂； 齿轮在曲轴和凸轮轴上松动或脱出； 齿轮端面圆跳动或径向圆跳动太大； 曲轴或凸轮轴轴向间隙过大； 未成对更换齿轮。,柴油机着火敲击声,现象 柴油发动机在低速无负荷运转时，有时可听到尖锐、清脆而连续的“嘎啦、嘎啦”或“刚啷、刚啷”的敲击声，冷起动时响声尤为明显：发动机温度热起、转速升高和负荷增大时，响声减弱或消失，但发动机过热和超负荷运转时响声又增大；微抖供油拉杆时
14、，抖得愈急响声愈大。,原因,柴油机着火敲击声分“均匀而粗暴的敲击声”和“非均匀而粗暴的敲击声”两种。柴油机着火敲击声的主要原因，是柴油机工作粗暴，而造成工作粗暴的原因，又是着火落后期太长，具体原因如下,均匀而粗暴的响声,柴油品质差，其中特别是自然性能不好； 喷油泵供油时间太早； 发动机超负荷运转； 发动机过冷或过热； 在燃烧室的型式、气缸内的涡流运动、压缩终了的温度和压力、供油规律和喷射质量等方面，设计上存在问题； 空气滤清器严重阻塞，使进气量不足。,非均匀而粗暴的响声,个别缸供油时间太早，亦即供邮间隔不均匀； 个别缸供油量大，亦即供油不均匀度超过标准； 个别缸喷射质量不佳； 个别缸密封性不佳，压缩终了的温度和压力太低。,
