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1、任務三 曲柄連桿機構的拆裝、檢測及調整一、曲柄連桿機構的作用與組成作用 曲柄連桿機構是往復式活塞發(fā)動機實現能量轉換的主要機構。其作用是將燃氣作用在活塞頂上的壓力轉變?yōu)榍S的轉矩，使曲軸產生旋轉運動而對外輸出動力。組成：機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組 1機體組機體組主要由汽缸蓋、汽缸體、曲軸箱、汽缸套及汽缸墊、油底殼等組成。 機 體 組 組 成 ：曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼 （1）.氣缸體與曲軸箱 1）汽缸體的構造氣缸體是發(fā)動機各機構和系統(tǒng)的裝配基體。水冷發(fā)動機通常將氣缸體與上曲軸箱鑄成一體，簡稱汽缸體。氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸 ，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運

2、動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。 汽缸體的結構形式氣缸體有三種結構型式，即一般式、龍門式和隧道式 一般式氣缸體 其特點是油底殼安裝平面和曲軸旋轉中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點是機體高度小，重量輕，結構緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點是剛度和強度較差 。富康ZX轎車TU3.2K發(fā)動機、夏利376Q型發(fā)動機的汽缸體屬于這種結構。 龍門式氣缸體 其特點是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉中心。它的優(yōu)點是強度和剛度都好，能承受較大的機械負荷；但其缺點是工藝性較差，結構笨重，加工較困難。桑塔納、捷達和奧迪等發(fā)動機屬于這種結構。 隧道式氣缸體 這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為

3、整體式，采用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點是結構緊湊、剛度和強度好，但其缺點是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。黃河JN1181C13型汽車6135Q型發(fā)動機采用這種結構。 汽缸的排列方式發(fā)動機汽缸的排列方式有三種：直列式、V形和水平對置。 2）汽缸與氣缸套汽缸體內引導活塞做往復運動的圓柱形空腔稱為汽缸。汽缸工作表面承受燃氣的高溫、高壓作用，且活塞在其中做高速運動，因此要求其耐高溫、耐高壓、耐磨損和耐腐蝕。如果汽缸體全部采用優(yōu)質耐磨材料，則成本太高，因為除與活塞配合的汽缸壁表面外，其他部分對耐磨性要求并不高，所以現代汽車發(fā)動機廣泛采用在汽缸體內鑲入氣缸套，形成汽

4、缸工作表面。這樣，氣缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，而汽缸體則用價格較低的普通鑄鐵或鋁合金等材料制造。 根據氣缸套是否與冷卻液接觸，氣缸套有兩種結構，即干式和濕式。 干式氣缸套裝入氣缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為13mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點，強度和剛度都較好，但加工比較復雜，內、外表面都需要進行精加工，拆裝不方便，散熱不良。 濕式氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為59mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但

5、缺點是強度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產生漏水現象，通常缸套下部設12個耐油、耐熱的橡膠密封圈。大多數濕式缸套壓入缸體后，其頂面高出汽缸體上平面0.050.15mm。這樣當緊固汽缸蓋螺栓時，可將汽缸蓋襯墊壓得更緊，以保證汽缸更好地密封和氣缸套更好地定位。 3）汽缸體的維修汽缸體主要損傷形式有：變形、裂紋和汽缸磨損。 、汽缸變形的檢修檢驗：修理：平面度不大于0.05mm或僅有局部不平時，用刮到刮平。平面度誤差較大時，采用平面磨床進行磨削加工，但加工量不能過大，約0.240.50mm，否則影響壓縮比。 、汽缸裂紋的檢修檢驗：外部明顯裂紋直接觀察；細微和內部裂紋進行水壓試驗。修理：漏水、漏油、

6、漏氣，更換；水套或其它非重要部位的裂紋可用環(huán)氧樹脂黏補 、汽缸磨損的檢修磨損規(guī)律：上大下小的倒錐形，最大磨損部位是活塞處于上止點時第一道活塞環(huán)對應的汽缸壁位置；沿圓周方向的磨損為橢圓形，前后磨損較大。衡量指標：圓度及圓柱度檢驗：修理： （2）氣缸蓋汽缸蓋的作用是封閉汽缸的上部，并與處于上止點時的活塞頂部和汽缸壁共同構成燃燒室。同時，汽缸蓋也是某些零件的裝配機體。氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多. 曲軸主軸承蓋的拆卸順序 1）.氣缸蓋的構造汽缸蓋是發(fā)動機上最復雜的零件之一。汽缸水套；有進、排氣門座及氣門導管孔和進、排氣通道；有燃燒室、火花塞

7、座孔或蓋內部有與汽缸體相通的冷卻噴油器座孔；上置凸輪軸式發(fā)動機的汽缸蓋上還有用以安裝凸輪軸的軸承座。 汽缸蓋的結構形式 發(fā)動機汽缸蓋的結構形式有兩種：整體式和分開式。 燃燒室 汽油機的燃燒室是由活塞頂部及缸蓋上相應的凹部空間組成。對燃燒室有如下基本要求：一是結構盡可能緊湊，冷卻面積要小，以減少熱量損失和縮短火焰行程；二是使混合氣在壓縮終了時具有一定的渦流運動，以提高混合氣混合質量和燃燒速度，保證混合氣得到及時和充分燃燒；三是表面要光滑，不易積炭。 汽油機燃燒室常見的三種形式 半球形燃燒室：結構緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，故燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結構上也允許氣門雙

8、行排列，進氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機構變得較復雜，但有利于排氣凈化，在轎車發(fā)動機上被廣泛地應用。 楔形燃燒室：結構簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運動，有利于提高混合氣的混合質量，進氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機構簡單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長些，切諾基轎車發(fā)動機采用這種形式的燃燒室。 盆形燃燒室：氣缸蓋工藝性好，制造成本低，但因氣門直徑易受限制，進、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達轎車發(fā)動機、奧迪轎車發(fā)動機采用盆形燃燒室。 （3）汽缸蓋罩汽缸蓋罩密封配氣機構等零部件，防止灰塵污染潤滑油或灰塵進入汽缸

9、蓋上部，以減少氣門傳動機構的磨損。有的罩蓋上有加機油口和曲軸箱通風管接口。氣缸蓋罩用鋁合金鑄造或薄鋼板沖壓制成，與氣缸蓋結合面加上橡膠襯墊。 （4）氣缸墊氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。 氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補償結合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮棉結構的氣缸墊，由于銅皮棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發(fā)動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。 （5）油底殼用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱.

10、 油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?（6）、汽缸蓋的維修主要損傷：變形、裂紋、螺紋孔損壞。 2、活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿組等組成。 （1）.活塞 活塞的作用有兩個：一是活塞頂部與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室；二是承受氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，推動曲軸旋轉。 高溫 高壓 高速：活塞在氣缸內以很高的速度(812m/s)往復運動 2）.要求 要有足夠的剛度和強度，傳力可靠； 導熱性能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損； 質量小，重量輕，盡可能地減小往復慣性力。

11、 3）構造活塞由頂部、頭部、群部三部分 .活塞頂部是燃燒室的組成部分，其形狀與燃燒室有關，一般有平頂、凹頂、禿頂三種。 活塞頭部是活塞環(huán)槽以上的部分。其作用：承受氣體壓力，并傳遞給連桿；與活塞一起實現汽缸的密封；將活塞吸收的熱量通過活塞環(huán)傳遞給汽缸壁。頭部切有若干道用以安裝活塞環(huán)的環(huán)槽。上面用以安裝氣環(huán)，下面用以安裝油環(huán)。在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向小孔，使被油環(huán)從從汽缸壁上刮下來的多余機油，得以經過這些小孔流回油底殼。 活塞裙部是指油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分。其作用是為活塞在汽缸內做往復運動導向和承受側壓力。 （2）.活塞環(huán)： 1）.活塞環(huán)的功用活塞環(huán)按作用不同分為氣環(huán)和油環(huán)兩種，兩者配

12、合使用。氣環(huán)是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走；油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時刮除氣缸壁上多余的機油，上行時在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機油竄入氣缸燃燒掉，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，此外，油環(huán)還能起到封氣的輔助作用。 2）.活塞環(huán)的結構氣環(huán)氣環(huán)的開口形狀：直開口氣環(huán)、斜開口氣環(huán)、梯形開口氣環(huán) 氣環(huán)的斷面形狀： 矩形環(huán)：斷面為矩形，其結構簡單，制造方便，易于生產，應用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復運動時，會把氣缸壁面上的機油不斷送入氣缸中。這種現象稱為“氣環(huán)的泵油作用” 氣環(huán)的泵油作用:活塞下行時，由于環(huán)與氣

13、缸壁的摩擦阻力及環(huán)的慣性，環(huán)被壓靠在環(huán)槽的上端面上，氣缸壁面上的油被刮入下邊隙和內邊隙；活塞上行時，環(huán)又被壓靠在環(huán)槽的下端面。結果第一道環(huán)背隙里的機油就進入燃燒室，竄入燃燒室的機油，會在燃燒室內形成積炭，造成機油的消耗量增加，另外上竄的機油也可能在環(huán)槽內形成積炭，使環(huán)在環(huán)槽內卡死而失去密封作用，劃傷氣缸壁。 油環(huán) 油環(huán)按結構分為整體式和組合式兩種。 3）. 活塞環(huán)的三隙間隙 發(fā)動機工作時，活塞、活塞環(huán)等都會發(fā)生膨脹。因此，活塞環(huán)安裝時應留有端隙、側隙、背隙。 （3）.活塞銷 1）.作用是連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。 2）.活塞銷的構造 活塞銷的內孔：a 圓柱形；b 兩段

14、截錐與圓柱組合；c兩段截錐形 活塞銷的連接方式有兩種：全浮式和半浮式?！叭∈健卑惭b，當發(fā)動機工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。這種安裝方式應用較廣泛?！鞍敫∈健卑惭b的特點是活塞銷中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內作自由擺動，而和連桿小頭沒有相對運動?；钊N不會作軸向竄動，不需要鎖片。小轎車上應用較多。 （4）.連桿 1）.連桿的作用連桿的作用是將活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。 2）.連桿的結構 連桿的基本結構可分為連桿小頭、桿身和連桿大頭三部分。 連桿小頭 連桿小頭

15、孔內裝有減磨的連桿襯套，一般為青銅襯套或鐵基粉末冶金襯套。連桿襯套和活塞銷之間存在運動，必須潤滑。其潤滑方式有兩種：一種是在連桿小頭和襯套上開集油孔集油槽，靠收集曲軸旋轉時飛濺起來的機油來潤滑；另一種是在連桿桿身內鉆潤滑油道，通過連桿軸頸的油道得到有壓力的潤滑油進行潤滑。 桿身 連桿桿身通常做成“工”字形斷面，以求在滿足強度和剛度要求的前提下盡量減輕其質量。 連桿大頭 連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，為便于安裝，連桿大頭一般做成剖分式的，被分開的部分稱為連桿蓋，借特制的連桿螺栓緊固在連桿大頭上。 連桿大頭按剖分面的方向可分為平切口和斜切口兩種。平切口連桿蓋與連桿的定位多采用連桿螺栓定位，斜切口分

16、面與連桿桿身軸線成3060夾角，最常見的是45夾角，常用的定位方法有鋸齒定位、圓銷定位、套筒定位和止口定位。 3).V形發(fā)動機連桿 （a）并列連桿（b）主副連桿（c）叉形連桿 (5).連桿軸承連桿大頭孔內裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質軟，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨損等特點。耐磨合金常采用的有巴氏合金，銅鋁合金，高錫鋁合金。連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動或轉動，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時應與連桿上相應的油孔對齊。 曲軸飛輪組主要由曲軸、

17、飛輪、扭轉減震器、曲軸帶輪以及正時鏈輪（或齒輪）等組成。（1）、曲軸 作用：將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉變?yōu)榍S的旋轉力矩對外輸出，并驅動發(fā)動機的配氣機構及其他裝置工作 構造:多缸發(fā)動機曲軸一般做成整體式。某些小型汽油機或柴油機采用滾動軸承為曲軸主軸承的發(fā)動機，采用組合式曲軸，即將曲軸分段加工后組合成整個曲軸。曲軸的基本結構包括前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重以及后端凸緣等。 曲軸的軸間定位：曲軸作為轉動件，必須與其固定件之間有一定的軸向間隙。而發(fā)動機在工作時，曲軸經常受到離合器施加于飛輪的軸向力以及在上下坡行駛或突然加減速出現的軸向作用力而有軸向竄動的趨勢。曲軸的軸向竄動將破壞曲柄連

18、桿機構各零件的正確相對位置，因此曲軸必須有軸向定位措施。而在曲軸受熱膨脹時，又應允許它能自由伸長，故曲軸上只能有一處設置軸向定位裝置，該裝置可設在曲軸的前端、中間或后端。 曲軸的軸向定位是通過止推裝置實現的。止推裝置有翻邊軸瓦、止推環(huán)、止推片等多種形式。 曲拐的布置：一個連桿軸頸和它兩端的曲柄及相鄰兩個主軸頸構成一個曲拐。曲軸的曲拐數取決于發(fā)動機汽缸的數目和排列方式。直列式發(fā)動機曲拐數等于汽缸數；V形發(fā)動機汽缸數等于汽缸數的一半。曲拐的布置（即曲拐的相對位置）除與氣缸數、氣缸排列方式有關外，還與發(fā)動機發(fā)火順序有關。四行程發(fā)動機氣缸數為i，則發(fā)動機點火間隔角為720/i。 常見幾種多缸發(fā)動機曲拐的布置和工作順序如下：直列四缸發(fā)動機四個曲拐布置 曲拐對稱布置在同一平面內，做功間隔角為720/4180，各缸工作順序有1-3-4-2和1-2-4-3兩種。 （2）. 飛輪 1）. 飛輪的作用是通過儲存和釋放能量來提高發(fā)動機運轉的均勻性和改善發(fā)動機克服短時間超載能力，與此同時，又將發(fā)動機的動力傳遞給離合器。 2）.構造 飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，多用灰鑄鐵制造，外緣上壓有一個齒圈，可與起動機的驅動齒輪嚙合，供起動發(fā)動機用。有些飛輪上通?？逃械谝桓c火正時記號，以便校準點火時間。 一缸上止記號點記號齒圈在發(fā)動機起動時與起動機齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉。