汽车发动机常见故障分析毕业设计说明书

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 目 录摘要针对捷达发动机EA113型，并利用此发动机计算曲柄连杆机构的建模参数。通过solidworks2011进行了曲柄连杆机构模型设计。主要包括活塞零件、曲轴零件、连杆部件装配体以及曲柄连杆机构装配体三维模型。在frontpage2003软件的基础上，开发设计了包含发动机常见故障分析及维修对策内容的网页。网页的内容主要包括发动机两大机构五大系统方面的维修问题。其功能有查找内容方便，所占空间小，操作简单等优点。【关键词】两大机构五大系、故障分析、维修对策AbstractThe Jetta EA113 engine type, and we use this eng

2、ine crank connecting rod mechanism modeling parameters calculation. The crank connecting rod mechanism model was designed through solidworks2011. It Mainly comprises a piston, crankshaft, connecting rod parts assembly and a crank connecting rod mechanism assembly model.Based on the frontpage2003 sof

3、tware, we development and design of the engines common fault analysis and repair measures of the webpage content. webpage content mainly includes an engine two big mechanisms and five systems with respect to repair the problem. Its function is to find content is convenient, small occupied space, sim

4、ple operation and so on.全套图纸及更多设计请联系QQ：【Key words】two big institutions and five systems；Common fault Analysis；repair Measures第1章 前言随着我国道路交通网络的大力建设，汽车制造业正如雨后春笋般发展起来，汽车作为主要的交通工具，其在使用过程中的故障会直接威胁人们的安全，汽车在使用过程中的保养与维修也成为人们关心的问题。汽车发动机在汽车构造上有着重要的位置，在使用过程中，汽车发动机的故障问题是引发交通事故的主要因素之一。本毕业设计即要求针对汽车发动机各个部分进行故障分析以及

5、相应的维修对策研究，并通过frontpage2003编辑成网页提供共享信息。在用solidworks2011建立发动机曲柄连杆的3D模型时参照了捷达发动机EA113的结构参数。第2章 曲轴设计全套图纸及更多设计请联系QQ：曲轴的结构与其制造方法有直接关系，在进行曲轴结构设计时必须同时考虑。曲轴分整体式和组合式两大类。本毕业设计采用整体式设计。2.1曲轴介绍曲轴是发动机最重要的机件之一，它的尺寸参数在很大程度上不但影响着发动机的整体尺寸和质量，而且影响着发动机的可靠性与寿命。曲轴的破换事故可能引起其他零部件的严重损坏。设计曲轴时，必须正确选择曲轴的尺寸参数、结构形式、材料与工艺，以求获得最经济、

6、最合理的效果。2.2曲轴结构和材料分析（1）材料：在结构设计和加工工艺正确合理的条件下，主要是材料强度决定着曲轴的体积、重量和寿命，作为曲轴的材料，除了应具有优良的机械性能以外，还要求高度的耐磨性、耐疲劳性和冲击韧性。同时也要使曲轴的加工容易和造价低廉。在保证曲轴有足够强度的前提下，尽可能采用一般材料。以铸代锻，以铁代钢。高强度球墨铸铁的出现为铸造曲轴的广泛采用提供了前提。球墨铸铁就其机械性能和使用性能而言，比其它多种铸铁都要好。球墨铸铁曲轴可以铸成复杂的合理的结构形状，使其应力分布均匀，金属材料更有效地利用，加上球铁材料对断面缺口的敏感性小，使得球铁曲轴的实际弯曲疲劳强度与正火中碳钢相近。该

7、发动机曲轴采用球墨铸铁铸造而成。（2）曲轴长度：曲轴的长度都是由总体布置决定的，主要取决于缸心距L0、气缸直径D及曲轴的支承形式。当曲轴采用全支承时，曲轴的长度就要大一些。曲轴总长度定下来后，曲轴其他部位长度的确定就是如何合理分配的问题了。曲轴的结构形式如图2.1。图2.1 曲轴结构图（3）连杆轴颈：在设计曲轴轴颈时，首先应该考虑连杆轴颈，因为连杆轴颈的负荷比主轴颈的负荷大。在现在发动机设计中，一般趋向采用较大的D2值，以减小连杆轴颈比压，提高连杆轴承的工作可靠性和刚度。因此当前的设计趋势是：增加D2，减小L2。这样设计的优点是：L2一定时，D2增加，比压下降，耐磨性提高。D2增加时，弯曲刚度

8、增加，扭转刚度增加。L2下降时，纵向尺寸下降，曲轴刚度提高。从润滑理论来讲，希望L2/ D20.4。因为如果L2/ D2过小，润滑油很容易从滑动轴承两端泄掉，油膜压力建立不起来，轴承的承载能力下降；如果L2/ D2过大，则润滑油流动不畅，导致油温升高，润滑油粘度下降和承载能力下降。而且当L2过大时，曲轴变形大，容易形成棱缘负荷。提高D2还受到两个限制： D2增加导致离心力增加，转动惯量增加。 受到两岸大头及剖分面形式的影响，一般L2/ D2的取值为 D2/D0.65(平切口)（4）主轴颈：从曲轴全长等刚度的角度出发，应该设计成D1=D2；从曲轴等强度的角度出发，应该设计成D1D2。但是在实际结

9、构中，主轴颈D1都大于连杆轴颈D2，这样做的原因是：D1增加，可以增加曲轴轴颈的重叠度，从而提高曲轴刚度，而不增加离心力。加粗主轴颈后，可以相对缩短其长度，从而可以增加曲柄厚度，即增加了曲柄刚度。这点非常可贵，因为大多数曲轴最薄弱的部分就是曲柄，很多断裂都发生在此处。D1增加，可增加扭转刚度，固有频率We增加，转动惯量I增加不多。但是，D1增加，主轴承圆周速度增加，摩擦损失增加，油温提高。一般D1/D21.051.25,L1L2,L1/D10.3。多缸发动机的曲柄销长度是相等的，但是主轴颈的长度则不一定相等。负荷较大的主轴颈应该长一些，安装推力轴承的主轴承也要长一些。（5）曲柄：曲柄应选择适当

10、的厚度、宽度，以使曲轴有足够的刚度和强度。曲柄的形状应合理，以改善应力的分布。在确定曲柄的尺寸时，应该考虑到曲柄往往是整体式曲轴中的最薄弱环节。如果在曲轴设计时注意到了防止扭振，那么曲轴经常遇到的破坏形式便是沿曲柄的弯曲疲劳破坏。曲柄在曲拐平面内的抗弯能力以其矩形截面系数来衡量，曲柄横截面的抗弯截面系数为： W=(bh2)/6式中，h为曲柄厚度；b为曲柄宽度。为了提高曲柄的抗弯能力，增加曲柄厚度h要比增加曲柄的宽度b好得多。据统计表明：h调高10%，W理论上提高20%，实际上提高40%，因为h提高，则圆角处应力集中现象减轻，使应力分布趋于均匀。但是在缸心距一定的条件下，增加曲柄厚度的代价是缩短

11、轴颈的长度，可见h的增加受到限制。b提高10%，W理论上提高10%，实际上提高5%，这是由于b提高，应力分布不均匀更加严重。现代发动机曲轴大多数采用椭圆形曲柄，这样既可以尽量减小曲轴质量，又可以最大限度地保证曲柄应力分布均匀。（6）平衡块：对四拐曲轴来说，作用在第1、2拐和第3、4拐上的离心惯性力互成力偶。这两个力偶大小相等、方向相反，所以从整体上讲是平衡的，但是这两个力偶却还是作用在曲轴上了，曲轴这两个对称力偶的作用下可能发生弯曲变形。由于曲轴是安装在机体的主轴承中的，所以曲轴发生弯曲变形时上述力偶就将也部分地作用在机体上，使机体承受附加弯曲力偶的作用，尤其是在此情况下主轴承的工作条件也要变

12、坏。安装平衡重，改善曲轴本身和机体的受力情况，尤其改善了主轴承的工作条件。设计时，平衡重对主轴承工作情况的影响是利用主轴颈载荷图来进行估算的。没有平衡重时，由于离心惯性力的影响，主轴颈表面所受载荷的分布可能很不均匀，一部分轴颈表面所受载荷很大，但另一部分轴颈表面却完全不承受载荷。通过安装平衡重可以抵消一部分离心惯性力，从而使轴颈表面的载荷分布比较均匀些，与此同时轴颈和轴承表面的平均载荷也可以相应下降。它意味着轴颈的磨损也可以比较均匀，而不是集中于一处，防止因偏磨而很快失圆损坏。设计平衡重时，应尽可能使平衡重的重心远离曲轴旋转中心，即用较轻的重量达到较好的效果，以便尽可能减轻曲轴重量。平衡重的径

13、向尺寸和厚度以不碰活塞裙底和连杆大头能通过为限度。将平衡重与曲轴铸成一体时加工较简单，并且工作可靠。（7）曲轴油孔：为保证曲轴轴承工作可靠，对它们必需有充分的润滑。曲轴中油道的尺寸和布置直接影响它的强度和刚度，同时也影响轴承工作的可靠性。润滑油一般从机体上的主油道通过主轴承的上轴瓦引入。从主轴颈向曲柄销2.3曲轴结构参数计算全套图纸及更多设计请联系QQ：曲柄销直径D2=0.60D0.65D 取D2=0.60D=0.680.985=48.591mm曲柄销长度L20.4 D2 取 L2=0.448.591=19.436mm主轴颈的直径D1=1.05 D21.25 D2 取 D1=1.05 D2=1

14、.0548.591=51mm主轴颈的长度L10.5 D1 取 L1=0.3 D1=0.551=25mm曲柄的宽度b=0.75D1.2D 取 b=0.8D=0.880.985=64.788mm曲柄的厚度h=0.18D0.25D 取 h=0.22D=0.2280.985=17.817mm连杆比=r/L=0.250.31 ，取=0.27，又因为L=149mm，所以曲柄r=40.23mm.所见模型见图2.2。 图2.2 曲轴全套图纸及更多设计请联系QQ：第3章 活塞设计3.1 活塞介绍活塞组包括活塞、活塞销和活塞环等在汽缸里作往复运动的零件，他们是活塞式发动机中工作条件最严酷的组件。发动机的工作可靠性与使用耐久性在很大程度上与活塞组的工作情况有关。活塞组件与气缸一起保证发动机工质的可靠密封，否则活塞式发动机就不能正常运转。活塞组零件工作情况的共同特点是工作温度很高，并在很高的机械负荷下高速滑动，同时润滑不良，这决定了他们会遭受强烈的磨损，并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等缺陷。实践经验证明，活塞组零件的寿命决定了发动机的修理间隔。在大功率强化发动机中，活塞组的热负荷往往限制了发动机的强化潜力。由此可见，提高活塞组零件的工作可靠性和耐久性具有极其重要的意义。活塞组的作用可归结为：传力、导向。承受燃烧室内气体的压力，将压力传递给连杆，并保证活塞在气缸内顺畅运动。