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1、第二章 发动机机械故障诊断与维修,第一节 曲柄连杆机构常见故障 第二节 曲柄连杆机构的维修 第三节 配气机构常见故障诊断分析 第四节 配气机构的维修,第一节 曲柄连杆机构常见故障,一、 缸体、缸盖变形 气缸体与气缸盖的变形将造成气缸密封不严、漏气、漏水，甚至燃烧气体冲坏气缸垫。气缸体变形不仅影响发动机的装配质量，还影响飞轮壳及变速器的装配关系，造成离合器、变速器工作时发响和磨损加剧，导致发动机的动力性、经济性下降。 1 故障现象 发动机排白烟。 怠速运转时，打开水箱盖看到水箱冒气泡。 缸压低。,下一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,2 故障原因 缸体在铸造和机械确保有残余应力，由于零件的
2、时效处理不足，造成内应力很大，高温时内应力重新分布。 曲柄连杆机构往复运动产生的力作用在气缸体上，使气缸拉压、弯曲和扭转作用，使气缸体平面翘曲变形。 在拧进气缸盖螺栓时，不按规定顺序拧紧，扭力过大或不均匀，以及在高温下拆卸气缸盖等原因，也会造成气缸体与气缸盖的变形。 在使用中，发动机长期在高转速、大负荷条件下工作，润滑不足、烧瓦抱轴等也会引起气缸体变形、抱轴，承座孔中心线的变化。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,3 故障诊断检查 对气缸体及缸盖进行检测。参见本章第二节。 二、 气缸体与气缸盖的裂纹 1 故障现象 发动机排白烟。 怠速运转时，打开水箱盖看到水箱冒气泡。 缸压低
3、。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,2 故障原因 气缸体与气缸盖水套壁厚较薄。 缸体结冰冻裂、冷热急剧变化、碰撞受振。 水垢集聚过多而散热不良。 铸造时的残余应力影响。 发动机在高速运转时的惯性、热应力、气缸体受交变应力作用等原因，使水套壁产生裂纹。 3 故障诊断检查 对气缸体及缸盖进行检测。参见本章第二节。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,三、 气缸垫烧蚀 1 故障现象 发动机运转不平稳，排气管有“突、突”的响声。 发动机工作性能变坏，动力下降，转速不能提高。 相邻两缸窜气，气缸压力降低，有时化油器回火，排气管放炮。 气缸垫水道处窜气，致使发动机散热器
4、内有气泡。 冷却液漏入气缸内，排白烟，发动机难以启动。 冷却液漏入曲轴箱，使润滑油油面升高，且变质。 发动机温度高，有时会发现在发动机外部气缸垫边缘有漏水之处。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,2 故障原因 气缸盖螺栓拧紧力不均匀，或拧紧力不够。 气缸体和气缸盖接合面变形。 发动机经常在大负荷、点火过早、发动机过热、爆震等情况下运行。 气缸垫本身质量差。 3 故障诊断 及时拆检更换气缸垫，必要时研磨气缸盖平面。图21为缸盖螺栓拧紧顺序图。,下一页,上一页,返回,图21,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,四、 气缸磨损 1 故障现象 冷启动时有明显的嗒嗒的敲击声，温度升高，
5、响声减弱或消失。 缸压低。 有时排气管排蓝烟，加机油口处冒蓝烟。 发动机动力性下降。 油耗增加。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,2 气缸的磨损规律及其原因 （1） 气缸的磨损规律 气缸是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和腐蚀性物质作用下工作的。气缸磨损是不均匀的，但正常情况下有一定的规律性。 从气缸的纵断面看，活塞环行程内的磨损一般是上大下小的不规则“锥形”或“锥体”，如图2-2(a)所示。磨损的最大部位在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁。 个别磨损呈中间的腰鼓形，见图2-2(b)。 在气缸内活塞环接触不到的上口，没有磨损而形成了明显的台阶，称为“缸阶”或“缸肩”
6、，如图2-2所示。,下一页,上一页,返回,图2-2,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,气缸下部活塞运动区域外的气缸壁，由于润滑条件比较好，温度适中，没有活塞环摩擦作用，气缸也几乎没有磨损。 在特殊情况下，气缸的磨损不在上部，而是在中部，形成中间大的“腰鼓形”磨损。在同一台发动机上，不同气缸磨损情况不尽相同，一般水冷却发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。 从气缸横断面来看，气缸的磨损也是不均匀的，磨损成不规则的椭圆形，如图23所示。各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构、车型、使用条件的不同而异。一般是进气门对面附近缸壁磨损最大。,下一页,上一页,返回,图23,返回,第一节 曲
7、柄连杆机构常见故障,（2） 气缸磨损的原因 气缸磨损主要是由机械磨损、腐蚀磨损和磨料磨损等造成的，如图24所示。 机械磨损。 发动机工作时，活塞环在自身弹力和高压气体窜入活塞环背面的作用下，致使活塞环对气缸壁的正压力加大，摩擦力也加大，润滑油膜被破坏，形成半干摩擦或干摩擦，造成活塞位于上止点时，第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重，形成沿气缸轴上大下小的锥形磨损。,下一页,上一页,返回,图24,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障, 腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物CO2、SO2、NO2，它们溶于水而生成矿物酸，同时在燃烧过程中还生成有机酸(硫酸、碳蚁脂、醋酸)。这些物质
8、附在气缸表面。对气缸表面产生腐蚀作用，使受腐蚀的气缸表面组织结构松散，并在活塞往复运动中逐步被活塞环刮掉，造成腐蚀磨损。由于气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖，其腐蚀作用更加严重。 矿物酸的生成及对磨损的影响与工作温度有直接关系。冷却液温度低于80时，在气缸体表面易形成水珠，酸性氧化物溶于水而生成酸，这一作用随发动机冷却液温度的降低而增加。发动机未达到工作温度时，其负荷不要过大，并且应尽量缩短低温运转时间，加快发动机的升温，以减少腐蚀磨损。对于多缸发动机，各缸磨损不均匀。如6缸发动机，由于1缸和6缸前后壁冷却效率较高和进气门对面被较冷的可燃混合气冲刷，润滑油膜难以形成，致使这些部位受到严重的腐蚀
9、磨损。这使气缸上部磨损大并形成明显的椭圆形。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障, 磨料磨损。空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质、发动机中的磨屑等进入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸入气缸上部，其棱角锋利，因而气缸上部磨损也最大。在风沙严重地区，大量灰尘进入气缸后，由于活塞在气缸中部运动速度最大，致使气缸形成腰鼓形。 3 故障诊断 检测故障缸压力。 检测气缸直径及圆柱度。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,五、 发动机拉缸 1 故障现象 发动机运转有明显响声，温度升高，响声明显加重。 发动机动力下降。 发动机明显抖动。 怠速运转时易熄火、停机。 排气管排蓝
10、烟，加机油口处冒蓝烟。 手摇曲轴阻力大。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,2 故障原因 活塞与气缸配合间隙小。 活塞加工几何形状变形。 缸孔过脏。 活塞环与缸壁发卡、活塞环隙过小。 机油变质、压力过低。 发动机过热。 走合期驾驶员不正确使用。 3 故障诊断 单缸断火蓝烟消失。 拆检故障缸。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,六、 活塞环故障 1 故障现象 发动机动力下降。 气缸压力不足。 从加机油口处冒大量蓝烟。 烧机油，机油严重变质。 有漏气响。 2 故障原因 活塞环弹性不足。 活塞环与活塞环隙大。 活塞环断了。 活塞环对口。,下一页,上一页,返回,第一
11、节 曲柄连杆机构常见故障,3 故障诊断 单缸断火后，响声减弱为故障缸。 手摇曲轴阻力小。 测缸压，压力低。采用注机油法再测缸压，缸压瞬间升高。 延迟点火时刻，响声减弱。 七、 活塞的故障 活塞的故障主要有： 活塞环槽的磨损。 活塞裙部磨损。 活塞销与销座孔的磨损。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障, 活塞的刮伤(或称拉缸)。 主要是由于活塞与气缸壁间隙过小，不能形成足够的油膜或气缸表面严重不清洁，存有较大和较多的机械杂质；活塞销与销座孔配合过紧等原因。 活塞烧伤。 主要是发动机在超负荷条件下或爆燃情况下长时间工作，造成活塞顶或侧面局部或大面积熔化。 活塞脱顶。 即活塞头部与裙
12、部分离。主要原因是活塞环开口间隙过小，工作中受高温膨胀后在气缸中卡死；活塞环与气缸壁间发生粘结，而活塞在连杆的拖动下运动。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,八、 曲轴轴颈的磨损 1 故障现象 主轴颈、连杆轴颈磨损成椭圆形。轴颈的磨损规律见图2-5。 机油压力明显降低。 接合离合器，总有短暂颤抖。 2 故障原因 润滑不好，机油牌号不对。 热处理工艺不当。 轴颈磨削之前，校正不好，加工时，磨掉淬硬层。 曲轴飞轮组动平衡不好。 长时间承受大负荷。,下一页,上一页,返回,图2-5,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,3 故障诊断 长期使用中，机油压力逐渐降低。 出现连杆轴瓦响、曲轴
13、主轴瓦响。 九、 曲轴裂纹 1 故障原因 轴颈圆角半径小或圆角淬硬不好造成应力集中。 热处理工艺不好。 长期在恶劣条件下工作、临界转速下工作，形成共振。 2 检查 磁力探伤。,下一页,上一页,返回,第一节 曲柄连杆机构常见故障,十、 曲轴弯、扭变形 主要原因有： 发动机工作不平稳，各轴颈受力不均匀。 发动机突然超负荷工作，使曲轴过分受振。 发动机经常发生“突爆”燃烧。 曲轴轴瓦和连杆轴瓦间隙过大，工作时受到冲击。 曲轴轴瓦松紧不一，中心线不在一条直线上。 点火时间过早。 活塞质量不一致。 曲轴端隙过大，运转时前后移动。 驾驶时紧急制动；上坡时换挡不及时，利用冲力带动发动机，使曲轴受到较大的扭力
14、。,上一页,返回,第二节 柄连杆机构的维修,一、 气缸体检验及修理 1 气缸体上平面的检验 检验前，彻底清理气缸体上、下平面及内、外部的油污、积炭和水垢。使用刮刀将气缸体接触表面上所有衬垫材料清除掉，注意不要刮伤表面。消除毛刺并铲平或刮平螺孔周围的轻微凸起。操作步骤如下： 气缸体上平面的外观检验。检查有无磨损、损伤及裂纹。 气缸体上平面的平面度误差的检测。将刀口尺放在气缸体上平面，如图2-6所示的六个位置上，用塞尺测量刀口尺与上平面间的间隙，塞入塞尺的最大厚度值就是变形量，即为平面度误差。检验标准：轿车气缸体上平面的平面度误差一般不大于0.15 mm。,下一页,返回,图2-6,返回,第二节 柄
15、连杆机构的维修,2 气缸体主轴承座孔的检验 对主轴承座孔外观进行初步检验，检查有无磨损、拉伤及裂纹。 将主轴承盖装上并按规定扭矩拧紧螺栓。 对主轴承座孔圆度及圆柱度的检测。 用内径量表沿圆周测量两点，沿轴线方向测量两处，如图2-7所示。 计算圆度、圆柱度。 检验标准 (以轿车为例):主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁气缸体不大于0.01mm，对于铝合金气缸体不大于0.015mm 。,下一页,上一页,返回,图2-7,返回,第二节 柄连杆机构的维修, 主轴承座孔的同轴度的检测。可用标准心棒进行，心棒的直径应比主轴承座孔径的最小尺寸小。检验时，将所有的轴承瓦片卸去，将心棒放入，然后从中间开始逐个将主轴承盖装上，按规定拧紧主轴承盖螺栓，一边拧紧螺栓，一边转动心棒，找出各主轴承孔的同轴度误差。如果拧紧主轴承盖螺栓后心棒不能转动，则此孔不同轴度误差就超过检验标准。在实际修理中，可用配套的标准曲轴代替心棒，但应按规定装配主轴承盖，检验方法一样。 3 气缸体螺纹的检验 对螺纹外观进行初步检验，检查有无拉伤、滑行脱牙，螺纹的拉伤不应多于2个牙。 检查螺孔孔口，其周围应无明显凸起。对于主要部位的螺纹用标准螺栓用手拧入2/3以上深度时，应无明显的松旷感。,下一页,上一页,返回,第二节 柄连杆机构的维修,4 缸体平面修理 (1) 对于气缸体上、下平面翘曲变形量较大的情况，采用铣削或磨削的方法来修
