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,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),學(xué)習(xí)目標(biāo),●理解曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成●知道曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析●掌握機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的構(gòu)造和裝配連接關(guān)系●掌握機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的檢測和維修方法●學(xué)會曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),曲柄連桿機(jī)構(gòu)是往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要機(jī)構(gòu)。其作用是將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由三部分組成。1、機(jī)體組主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸墊等不動件。2、活塞連桿組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等運動件。3、曲軸飛輪組主要包括曲軸、飛輪等機(jī)件。,2.1概述2.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.1概述2.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成,圖2-1桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),1、氣體作用力在發(fā)動機(jī)工作循環(huán)的每個行程中，氣體作用力始終存在且不斷變化。作功行程最高，壓縮行程次之，進(jìn)氣和排氣行程較小，對機(jī)件影響不大，故這里主要分析作功和壓縮兩行程中的氣體作用力。,2.1概述2.1.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),在作功行程中，氣體壓力是推動活塞向下運動的力，燃燒氣體產(chǎn)生的高壓直接作用在活塞頂部，如圖2-2a）所示?；钊芸倝毫镕P，它傳到活塞銷上可分解為FP1和FP2。分力FP1通過活塞傳給連桿，并沿連桿方向作用在連桿軸頸上。FP1還可分解為兩個分力R和S。沿曲柄方向的分力R使曲軸主軸頸與主軸承間產(chǎn)生壓緊力；與曲柄垂直的分力S除了使主軸頸與主軸承間產(chǎn)生壓緊力外，還對曲軸形成轉(zhuǎn)矩T，推動曲軸旋轉(zhuǎn)。FP2把活塞壓向氣缸壁，形成活塞與缸壁間的側(cè)壓力，有使機(jī)體翻倒的趨勢，故機(jī)體下部的兩側(cè)應(yīng)支撐在車架上。在壓縮行程中，氣體壓力是阻礙活塞向上運動的阻力。這時作用在活塞頂部的氣體壓力FPˊ也可分解為兩個分力FP1ˊ和FP2ˊ，如圖2-2b）所示。而FP1ˊ又分解為Rˊ和Sˊ兩個分力。Rˊ使曲軸主軸頸與主軸承間產(chǎn)生壓緊力；Sˊ對曲軸造成一個旋轉(zhuǎn)阻力矩Tˊ，企圖阻止曲軸旋轉(zhuǎn)。而FP2ˊ則將活塞壓向氣缸的另一側(cè)壁。在發(fā)動機(jī)工作循環(huán)的任何工作行程中，氣體作用力的大小都是隨著活塞的位移而變化的，再加上連桿的左右搖擺，因而作用在活塞銷和曲軸軸頸的表面以及二者的支撐表面上的壓力和作用點不斷變化，造成各處磨損不均勻。,2.1概述2.1.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、往復(fù)慣性力往復(fù)運動的物體，當(dāng)運動速度變化時，將產(chǎn)生往復(fù)慣性力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的活塞組件和連桿小頭在氣缸中作往復(fù)直線運動，其速度很高且數(shù)值變化，當(dāng)活塞從上止點向下止點運動時，速度變化規(guī)律是：從零開始，逐漸增大，臨近中間達(dá)最大值，然后又逐漸減小至零。即前半行程是加速運動，慣性力向上，以Fj表示，如圖2-3a)所示。后半行程是減速運動，慣性力向下，以Fjˊ表示，如圖2-3b)所示。同理，當(dāng)活塞向上運動時，前半行程是加速運動，慣性力向下，后半行程是減速運動，慣性力向上。慣性力使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和所有軸頸承受周期性的附加載荷，加快軸承磨損；未被平衡的變化的慣性力傳到氣缸體后，還會引起發(fā)動機(jī)振動。,2.1概述2.1.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析,,,3、離心力物體繞某一中心作旋轉(zhuǎn)運動時，就會產(chǎn)生離心力。在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，偏離曲軸軸線的曲柄、連桿軸頸、連桿大頭在繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)時，將產(chǎn)生離心力Fc，其方向沿曲柄向外，如圖2.3所示。離心力在垂直方向上的分力Fcy與慣性力Fj的方向總是一致的，因而加劇了發(fā)動機(jī)的上、下振動。而水平方向的分力Fcx則使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生水平方向的振動。此外，離心力使連桿大頭的軸承和軸頸受到又一附加載荷，增加了它們的變形和磨損。4、摩擦力任何一對互相壓緊并作相對運動的零件表面之間都存在摩擦力。在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，活塞、活塞環(huán)、氣缸壁之間；曲軸、連桿軸承與軸頸之間都存在摩擦力，它是造成零件配合表面磨損的根源。上述各種力作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)和機(jī)體的各有關(guān)零件上，使它們受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同形式的載荷。為保證發(fā)動機(jī)工作可靠，減少磨損，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取相應(yīng)措施。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.1概述2.1.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),1、氣缸體與曲軸箱的構(gòu)造氣缸體是發(fā)動機(jī)各個機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，并由它來保持發(fā)動機(jī)各運動件相互之間的準(zhǔn)確位置關(guān)系。水冷式發(fā)動機(jī)通常將氣缸體與上曲軸箱鑄成一體，簡稱氣缸體，如圖2-4所示。氣缸體上半部有若干個為活塞在其中運動導(dǎo)向的圓柱形空腔，稱為氣缸。下半部為支承曲軸的上曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在上曲軸箱上制有主軸承座孔。為了這些軸承的潤滑，在側(cè)壁上鉆有主油道，前后壁和中間隔板上鉆有分油道。氣缸體的上、下平面用以安裝氣缸蓋和下曲軸箱，是氣缸修理的加工基準(zhǔn)。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),下曲軸箱也稱油底殼，如圖2-5所示。主要用于貯存機(jī)油并密封曲軸箱，同時也可起到機(jī)油散熱作用。油底殼一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動機(jī)總體結(jié)構(gòu)和機(jī)油容量。為保證發(fā)動機(jī)縱向傾斜時機(jī)油泵仍能吸到機(jī)油，油底殼中部做得較深，并在最深處裝有放油螺塞，有的放油螺塞是磁性的，能吸附機(jī)油中的金屬屑，以減少發(fā)動機(jī)運動件的磨損。油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油板，防止汽車振動時油面波動過大。為防止漏油，一般都有密封墊，也有的采用密封膠密封。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（1）氣缸體的結(jié)構(gòu)形式氣缸體有三種結(jié)構(gòu)形式，即平分式、龍門式和隧道式，如圖2-6所示。平分式氣缸體其發(fā)動機(jī)的曲軸軸線與氣缸體下平面在同一平面上。其特點是便于機(jī)械加工，但剛度較差，曲軸前后端的密封性較差，多用于中小型發(fā)動機(jī)。龍門式氣缸體其發(fā)動機(jī)的曲軸軸線高于氣缸體下平面。其特點是結(jié)構(gòu)剛度和強度較好，密封簡單可靠，維修方便，但工藝性較差，大中型發(fā)動機(jī)采用。隧道式氣缸體主軸承孔不分開，其特點是結(jié)構(gòu)剛度最大，其質(zhì)量也最大，主軸承的同軸度易保證，但拆裝比較麻煩，多用于主軸承采用滾動軸承的組合式曲軸。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）氣缸的排列方式發(fā)動機(jī)氣缸排列方式基本上有三種：直列式、V型和對置式，如圖2-7所示。圖2-7氣缸的排列方式直列式發(fā)動機(jī)的各個氣缸排成一列，所有氣缸共用一根曲軸和一個缸蓋，氣缸一般垂直布置。直列式結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，從而在一定程度上降低了成本，但長度和高度較大，故有些發(fā)動機(jī)為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的。一般六缸以下發(fā)動機(jī)多采用直列式。V型發(fā)動機(jī)將氣缸排成二列，其氣缸中心線的夾角γ＜1800，最常見的是600～900。這種設(shè)計采用一根曲軸驅(qū)動兩列氣缸中的活塞運動，曲軸上每個連桿軸頸上連接兩個連桿，發(fā)動機(jī)必須有兩個缸蓋。V型結(jié)構(gòu)縮短了發(fā)動機(jī)的長度，降低了發(fā)動機(jī)的高度，改善了車輛外部空氣動力學(xué)特性，且增加了氣缸體的剛度，但發(fā)動機(jī)寬度增大，形狀復(fù)雜，加工困難，一般多用于氣缸數(shù)多的大功率發(fā)動機(jī)上。一些制造廠也設(shè)計了一種特殊類型的V型結(jié)構(gòu)，稱作W型發(fā)動機(jī)。它看上去與V型結(jié)構(gòu)很相像，但與V型結(jié)構(gòu)相比，每一側(cè)的活塞數(shù)增加了一倍。這種發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)非常緊湊，較小的尺寸卻有較大的動力。W型結(jié)構(gòu)用在負(fù)荷較重的車輛，這些車輛需要10缸或12缸的動力，但卻要求尺寸較小。對置式發(fā)動機(jī)兩列氣缸之間的夾角為1800，一根曲軸、兩個缸蓋，曲軸的每個軸頸上連接兩個連桿。這種發(fā)動機(jī)高度最小，用在發(fā)動機(jī)垂直空間很小的車輛上。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）氣缸與氣缸套氣缸套有兩種結(jié)構(gòu)，即干式和濕式，如圖2-8所示。干式氣缸套不直接與冷卻水接觸，干式缸套是被壓入缸體孔中的，由于缸套自上而下都支撐在缸體上，所以可以加工得很薄，壁厚一般為1～3mm。濕式氣缸套與冷卻水直接接觸，也是被壓入缸體的。冷卻水接觸到缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撐，所以必須比干式缸套厚一點，一般壁厚為5～9mm。為了保證徑向定位，氣缸套外表面有兩個凸出的圓環(huán)帶，即上支承定位帶和下支承密封帶，軸向定位利用上端凸緣實現(xiàn)。濕式缸套的頂部和底部必須采用密封件，以防止水從冷卻系統(tǒng)中滲出。濕式缸套鑄造方便，容易拆卸更換，冷卻效果好，但氣缸體剛度差，易出現(xiàn)漏氣漏水。大多數(shù)濕式缸套壓入缸體后，其頂面高出氣缸體上平面0.05～0.15mm。這樣當(dāng)緊固氣缸蓋螺栓時，可將氣缸蓋襯墊壓得更緊，以保證氣缸更好地密封和氣缸套更好地定位。水冷式氣缸周圍和氣缸蓋中均有用以充水的空腔，稱為水套。氣缸體和氣缸蓋上的水套是相互連通的，利用水套中的冷卻水流過高溫零件的周圍而將熱量帶走。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、氣缸體的維修（1）氣缸體變形的檢修1）氣缸體變形的檢驗氣缸體的翹曲變形可用平板作接觸檢驗，也可用刀形樣板尺（或直尺）和厚薄規(guī)（塞尺）檢測。用刀形樣板尺和厚薄規(guī)檢測氣缸體平面翹曲的方法如圖2-9所示。將等于或大于被測平面全長的刀形樣板尺放到氣缸體平面上，沿氣缸體平面的縱向、橫向和對角線方向多處用厚薄規(guī)進(jìn)行測量，求得其平面度誤差。2）氣缸體變形的修理氣缸體變形后，可根據(jù)變形程度采取不同的修理方法。平面度誤差在整個平面上不大于0.05mm或僅有局部不平時，可用刮刀刮平；平面度誤差較大時可采用平面磨床進(jìn)行磨削加工修復(fù)，但加工量不能過大，約0.24～0.50mm，否則會影響壓縮比。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）氣缸體裂紋的檢修1）氣缸體裂紋的檢驗氣缸體外部明顯的裂紋，可直接觀察。而對于細(xì)微裂紋和內(nèi)部裂紋，一般采用和氣缸蓋裝合后進(jìn)行水壓試驗，如圖2-10所示。將氣缸蓋和氣缸襯墊裝在氣缸體上，將水壓機(jī)出水管接頭與氣缸前端水泵入水口處連接好，并封閉所有水道口，然后將水壓入水套，要求在0.3～0.4MPa的壓力下，保持約5min，應(yīng)沒有任何滲漏現(xiàn)象。如有水珠滲出，則表明該處有裂紋。2）氣缸體裂紋的修理在對氣缸體裂紋進(jìn)行修理時，凡涉及漏氣、漏水、漏油等問題，一般予以更換。對未影響到燃燒室、水道、油道的裂紋，則根據(jù)裂紋的大小、部位、損傷程度等情況選擇粘接、焊接等修理方法進(jìn)行修補。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）氣缸磨損的檢修1）氣缸的磨損規(guī)律氣缸正常磨損的特征是不均勻磨損。氣缸孔沿高度方向磨損成上大下小的倒錐形，最大磨損部位是活塞處于上止點時第一道活塞環(huán)對應(yīng)的氣缸壁位置，而該位置以上幾乎無磨損形成明顯的“缸肩”。氣缸沿圓周方向的磨損形成不規(guī)則的橢圓形，其最大磨損部位一般是前后或左右方向。造成上述不均勻磨損的原因是：活塞在上止點附近時各道環(huán)的背壓最大，其中又以第一道環(huán)為最大，以下逐道減??；加之氣缸上部溫度高，潤滑條件差，進(jìn)氣中的灰塵附著量多，廢氣中的酸性物質(zhì)引起的腐蝕等，造成了氣缸上部磨損較大。而圓周方向的最大磨損部位主要是側(cè)向力、曲軸的軸向竄動等造成的。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2）氣缸磨損程度的衡量指標(biāo)氣缸的磨損程度一般用圓度和圓柱度表示，也有以標(biāo)準(zhǔn)尺寸和氣缸磨損后的最大尺寸之差值來衡量，如桑塔納、捷達(dá)等轎車。圓度誤差是指同一截面上磨損的不均勻性，用同一橫截面上不同方向測得的最大直徑與最小直徑差值之半作為圓度誤差。圓柱度誤差是指沿氣缸軸線的軸向截面上磨損的不均勻性，用被測氣缸表面任意方向所測得的最大直徑與最小直徑差值之半作為圓柱度誤差。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),3）氣缸磨損的檢驗在進(jìn)行測量時，測量部位的選擇很重要，氣缸的測量位置如圖2-11所示，在氣缸體上部距氣缸上平面10mm處，氣缸中部和氣缸下部距缸套下口10mm處的三個截面，按A、B兩個方向分別測量氣缸的直徑。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),測量時，通常使用量缸表，其方法如下：①氣缸圓度的測量：A、根據(jù)氣缸直徑的尺寸，選擇合適的接桿，裝入量缸表的下端，并使伸縮桿有1～2mm的壓縮量。B、將量缸表的測桿伸入到氣缸中的相應(yīng)部位，微微擺動表桿，使測桿與氣缸中心線垂直，量缸表指示的最小讀數(shù)即為正確的氣缸直徑。用量缸表在上部A向測量，旋轉(zhuǎn)表盤使“0”刻度對準(zhǔn)大表針，然后將測桿在此截面上旋轉(zhuǎn)900，此時表針?biāo)缚潭扰c“0”位刻度之差的1/2即為該截面的圓度誤差。②氣缸圓柱度的測量：用量缸表在上部A向測量并找出正確的直徑位置，旋轉(zhuǎn)表盤使“0”刻度對準(zhǔn)大表針。然后依次測出其他五個數(shù)值，取六個數(shù)值中最大差值的1/2作為該氣缸的圓柱度誤差。③氣缸磨損尺寸的測量：一般發(fā)動機(jī)最大磨損尺寸在前后兩缸的上部。測量時，用量缸表在上部A向測量并找出正確氣缸直徑位置，旋轉(zhuǎn)表盤使“0”刻度對準(zhǔn)大表針，并記住小表針?biāo)肝恢?。取出量缸表，將測桿放置于外徑千分尺的兩測頭之間，旋轉(zhuǎn)外徑千分尺的活動測頭，使量缸表的大指針指向“0”，且小指針指向原來的位置（在氣缸中所指示的位置）。此時，外徑千分尺的尺寸即為氣缸的磨損尺寸。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),4）氣缸的修理當(dāng)發(fā)動機(jī)中磨損量最大的氣缸，其磨損程度衡量指標(biāo)超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，則應(yīng)進(jìn)行修理。如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)，規(guī)定其磨損最大的氣缸直徑與標(biāo)準(zhǔn)直徑的最大偏差為0.08mm。氣缸的修理通常采用機(jī)械加工的方法，即修理尺寸法和鑲套修復(fù)法。修理尺寸法是指在零件結(jié)構(gòu)、強度和強化層允許的條件下，將配合副中主要件的磨損部位經(jīng)過機(jī)械加工至規(guī)定尺寸，恢復(fù)其正確的幾何形狀和精度，然后更換相應(yīng)的配合件，得到尺寸改變而配合性質(zhì)不變的修理方法。修復(fù)后的尺寸稱為修理尺寸，對于孔件是擴(kuò)大了的，對于軸件是縮小了的。鑲套修復(fù)法是對于經(jīng)多次修理，直徑超過最大修理尺寸，或氣缸壁上有特殊損傷時，可對氣缸套承孔進(jìn)行加工，用過盈配合的方式鑲上新的氣缸套，使氣缸恢復(fù)到原來的尺寸的修理方法。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),①氣缸的鏜磨加工：A、確定氣缸的修理尺寸氣缸的修理尺寸=氣缸最大直徑+鏜磨余量鏜磨余量一般取0.10～0.20mm。計算出的修理尺寸應(yīng)與修理級別對照。如與修理級別不相符，應(yīng)圓整到下一個修理級別。同一臺發(fā)動機(jī)的各氣缸應(yīng)采用同一級修理尺寸。B、確定鏜削量鏜削量=活塞裙部最大直徑–氣缸最小直徑+配合間隙–磨缸余量磨缸余量一般取0.01～0.05mm。C、鏜缸D、氣缸的珩磨,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),②鑲裝氣缸套干式氣缸套的鑲配工藝：A、選擇氣缸套。第一次鑲套選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣缸套；若氣缸體上已鑲有缸套，拆除舊套后，應(yīng)選用大一級修理尺寸的氣缸套。B、檢修氣缸套承孔。根據(jù)氣缸套的外徑尺寸，將氣缸套承孔鏜至所需尺寸，按要求留有過盈量。C、鑲配。將氣缸套外壁涂以機(jī)油，放正氣缸套，用壓床以20～50kN的緩慢壓入。為防止缸體變形，應(yīng)采用隔缸壓入法。壓入后的缸套應(yīng)與氣缸體上平面平齊。壓入缸套前后應(yīng)對氣缸體進(jìn)行水壓試驗。濕式氣缸套鑲配工藝：A、拆除舊氣缸套，并清除氣缸體承孔接合面上的沉積物。B、將鏜磨好的氣缸套，在裝水封圈的部位涂以密封膠，裝妥水封圈并壓緊在氣缸體承孔內(nèi)。裝后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.1氣缸體與曲軸箱,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),氣缸蓋的作用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室。1、氣缸蓋的構(gòu)造氣缸蓋是發(fā)動機(jī)上最復(fù)雜的零件之一。氣缸蓋內(nèi)部有與氣缸體相通的冷卻水套；有進(jìn)、排氣門座及氣門導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道；有燃燒室、火花塞座孔或噴油器座孔；上置凸輪軸式發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上還有用以安裝凸輪軸的軸承座。如圖2-12所示為桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)氣缸蓋分解圖。氣缸蓋材料一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、合金鑄鐵或鋁合金鑄造。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（1）氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式汽車發(fā)動機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式有兩種：整體式和分開式。整體式氣缸蓋是指多缸發(fā)動機(jī)的多個氣缸共用一個缸蓋。整體式缸蓋結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)少，可縮短氣缸中心距和發(fā)動機(jī)總長度，制造成本低。當(dāng)氣缸數(shù)不超過6個，氣缸直徑小于105mm時，均采用整體式氣缸蓋。分開式氣缸蓋是指一個、兩個或三個氣缸共用一個缸蓋。這種結(jié)構(gòu)剛度較高，變形小，易于實現(xiàn)對高溫高壓燃?xì)獾挠行芊?，同時易于實現(xiàn)發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的系列化。但氣缸蓋零件數(shù)增多會使氣缸中心距增大，一般用在缸徑較大的發(fā)動機(jī)上。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）燃燒室汽油機(jī)的燃燒室是由活塞頂部及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成。對燃燒室有如下基本要求：一是結(jié)構(gòu)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(zhì)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(jī)常用燃燒室形狀有以下三種，即楔形、盆形和半球形，如圖2-13所示。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）氣道現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)采用頂置氣門，進(jìn)、排氣道都布置在氣缸蓋上。如果每個氣門都有一個氣道是最理想的，但由于空間的問題，有時只能將氣道合并。這些氣道被稱為叉形氣道，如圖2-14所示。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）氣道現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)采用頂置氣門，進(jìn)、排氣道都布置在氣缸蓋上。如果每個氣門都有一個氣道是最理想的，但由于空間的問題，有時只能將氣道合并。這些氣道被稱為叉形氣道，如圖2-14所示。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（4）氣缸蓋罩氣缸蓋罩密封配氣機(jī)構(gòu)等零部件，防止灰塵污染潤滑油或灰塵進(jìn)入加快氣門傳動機(jī)構(gòu)的磨損。有的罩蓋上有加機(jī)油口和曲軸箱通風(fēng)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(jié)合面加上橡膠襯墊。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、氣缸蓋的維修（1）氣缸蓋變形的檢修氣缸蓋變形主要指與氣缸體結(jié)合的下平面的平面度誤差超限。1）氣缸蓋變形的檢驗如圖2-15所示，將氣缸蓋翻過來，把刀形樣板尺放到氣缸蓋下表面，用厚薄規(guī)檢查氣缸蓋的平面度。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2）氣缸蓋變形的修理氣缸蓋平面度超出限值，應(yīng)予以修理或更換。如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)氣缸蓋的平面度最大不得超過0.1mm。其修理方法和氣缸體平面度的修復(fù)方法相同。經(jīng)過修理后的氣缸蓋，其缸蓋高度不得低于規(guī)定值，如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)氣缸蓋的高度不得低于133mm，如圖2-16所示。同時還應(yīng)檢查燃燒室容積，燃燒室容積一般不得小于標(biāo)定容積的95％，同一缸蓋各缸燃燒室容積差不大于平均容積的1％～2％，否則更換缸蓋。燃燒室容積的簡易測量方法為：徹底清除燃燒室內(nèi)的積炭和污垢，將修平的氣缸蓋放置在工作臺上，用水平儀找好水平；將火花塞和進(jìn)、排氣門按規(guī)定裝配好，并保證不泄漏；用量杯加入80％的煤油和20％的機(jī)油的混合油至燃燒室，記下量杯中液面變化的差值，總注入量即為燃燒室容積。如果活塞頂部有凹坑，還應(yīng)測量凹坑的容積。若燃燒室容積減少，應(yīng)采用銑削方法，去掉燃燒室內(nèi)金屬較厚的部分，調(diào)整合適為止。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）氣缸蓋裂紋的檢修氣缸蓋的裂紋常出現(xiàn)在氣門座及火花塞螺孔之間。氣缸蓋出現(xiàn)裂紋一般應(yīng)予以更換。（3）氣缸蓋的拆裝為保證高溫高壓燃?xì)獾拿芊?，氣缸蓋用多個缸蓋螺栓以一定力矩緊固到缸體上。氣缸蓋螺栓的拆裝順序一般采用對稱法：裝配時，由中間向兩端逐個對稱擰緊；拆卸時，則由兩端向中間逐個對稱擰松，如圖2-17所示。幾乎所有發(fā)動機(jī)都明確規(guī)定了氣缸蓋螺栓的擰緊力矩并要求分幾次擰緊至規(guī)定值，如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)要求以40Nm的力矩擰緊氣缸蓋螺栓，然后再用板手?jǐn)Q緊1800。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.2氣缸蓋,,,氣缸墊用來保證氣缸體與氣缸蓋結(jié)合面間的密封，防止漏氣、漏水。1、氣缸墊的構(gòu)造目前應(yīng)用較多的有以下幾種氣缸墊。（1）金屬——石棉氣缸墊。石棉中間夾有金屬絲或金屬屑，且外覆銅皮或鋼皮，在缸口、水孔和油道口周圍采用卷邊加固，以防被高溫燃?xì)鉄龎?。這種氣缸墊有很好的彈性和耐熱性，能重復(fù)使用，但強度較差。（2）金屬骨架——石棉墊。用編織的鋼絲網(wǎng)或沖孔鋼片為骨架，外覆石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成墊片，只在缸口、油道口及水孔處用金屬包邊。這種缸墊彈性更好，但易粘結(jié)，只能一次性使用。圖2-18桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)氣缸墊（3）金屬片式氣缸墊。這種氣缸墊多用在強化發(fā)動機(jī)上，轎車和賽車上采用較多。它需要在密封的氣缸孔、水孔、油道口周圍沖壓出一定高度的凸紋，利用凸紋的彈性變形實現(xiàn)密封。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.3氣缸墊,,,2、氣缸墊的維修氣缸墊常見損傷是燒蝕。部位一般在水道孔、油道孔與氣缸孔之間，導(dǎo)致油、水、氣相互滲透，致使發(fā)動機(jī)不能正常工作。氣缸墊損壞后只能更換。3、氣缸墊的安裝氣缸墊安裝時，應(yīng)注意將卷邊朝向易修整的接觸面或硬平面。如氣缸蓋和氣缸體同為鑄鐵時，卷邊應(yīng)朝向氣缸蓋（易修整）；當(dāng)氣缸蓋為鋁合金，氣缸體為鑄鐵時，卷邊應(yīng)朝向氣缸體（硬平面）。換用新的氣缸墊時，有標(biāo)記（“OPEN”、“TOP”——頂部的意思）的一面朝向氣缸蓋，如圖2-19所示。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.3氣缸墊,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),一般來說，發(fā)動機(jī)有三種安裝位置。在絕大多數(shù)車上，發(fā)動機(jī)安裝在車輛前部，乘客室前面。相對于車輛來說，前置發(fā)動機(jī)可以橫向布置，也可以縱向布置。發(fā)動機(jī)的第二種安裝位置是安裝在車輛中部，乘客室和后懸架之間。中置發(fā)動機(jī)通常是橫向布置的。發(fā)動機(jī)的第三種安裝位置是安裝在車輛后部，在這種情況下一般使用水平對置式發(fā)動機(jī)。對于這幾種安裝位置來說，每種安裝位置既有優(yōu)點又有缺點。發(fā)動機(jī)通過氣缸體和飛輪殼或變速器殼支承在車架上。一般支承方法有三點支承和四點支承兩種，如圖2-20所示。所謂三點支承即前端兩點通過曲軸箱支承在車架上，后端一點通過變速器殼支承在車架上。四點支承則為前端兩點通過曲軸箱支承在車架上，岳端兩點通過飛輪殼支承在車架上。為了消除汽車在行駛中車架的變形對發(fā)動機(jī)的影響，以及減少傳給底盤和乘員的振動和噪聲，發(fā)動機(jī)在車架上的支承采用彈性支承。,2.2機(jī)體組的構(gòu)造與維修2.2.4發(fā)動機(jī)的安裝和支撐,,,活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿組等機(jī)件組成。桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)的活塞連桿組零件如圖2-21所示。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),活塞的作用有兩個：一是活塞頂部與氣缸蓋、氣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(zhuǎn)。1、活塞的構(gòu)造（1）活塞的基本結(jié)構(gòu)活塞由頂部、頭部、裙部三部分組成，如圖2-22所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),活塞頂部是燃燒室的組成部分，其形狀與燃燒室形式有關(guān)，一般有平頂、凸頂和凹頂三種，如圖2-23所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),活塞頭部是活塞環(huán)槽以上的部分，其作用是承受氣體壓力，并將力通過活塞銷座、活塞銷傳給連桿；同時與活塞環(huán)一道實現(xiàn)氣缸的密封；將活塞頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳導(dǎo)到氣缸壁?；钊^部切有若干道用以安裝活塞環(huán)的環(huán)槽。發(fā)動機(jī)活塞一般有2～3道氣環(huán)槽和1道油環(huán)槽，隨著發(fā)動機(jī)高速化，氣環(huán)數(shù)有減少的趨勢。氣環(huán)槽一般具有同樣的寬度，油環(huán)槽比氣環(huán)槽寬度大，且槽底加工有回油孔，油環(huán)刮下的潤滑油從回油孔回到油底殼。活塞環(huán)槽的寬度和深度略大于活塞環(huán)的高度和厚度，以保證發(fā)動機(jī)工作時，活塞環(huán)可在環(huán)槽內(nèi)運動，以除去環(huán)槽內(nèi)的積炭和保證密封。這樣，活塞環(huán)槽的磨損常常是影響發(fā)動機(jī)使用壽命的一個重要因素，特別是第一道環(huán)槽溫度高，使材料硬度下降，磨損更為嚴(yán)重。為了保護(hù)環(huán)槽，有的發(fā)動機(jī)在環(huán)槽部位鑄入用耐熱材料制成的環(huán)槽護(hù)圈，以提高活塞使用壽命，如圖2-25所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),活塞裙部是油環(huán)槽下端以下的部分，其作用是為活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動導(dǎo)向和承受側(cè)壓力?；钊共恳幸欢ǖ拈L度和足夠的面積，以保證可靠的導(dǎo)向和減磨。裙部基本形狀為一薄壁圓筒，圓筒完整的稱為全裙式；許多高速發(fā)動機(jī)為了減輕活塞質(zhì)量，在活塞不受側(cè)向力的兩側(cè)，即沿銷座孔軸線方向的裙部切去一部分，形成拖板式裙部，這種結(jié)構(gòu)裙部彈性較好，可以減小活塞與氣缸的裝配間隙，如圖2-26所示?；钊共康匿N孔用于安裝活塞銷，為厚壁圓筒結(jié)構(gòu)。銷座孔內(nèi)接近外端面處車有安放彈性鎖環(huán)的鎖環(huán)槽，鎖環(huán)用來防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）活塞的變形規(guī)律及應(yīng)對措施活塞工作時，由于機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷的影響，會使活塞產(chǎn)生變形。在圓周方向，其裙部直徑沿活塞銷座軸線方向增大，使裙部變成長軸在活塞銷座軸線方向上的橢圓。這是由于氣體壓力和側(cè)壓力的作用，同時活塞銷座附近金屬堆積，受熱后膨脹量大，使得活塞徑向產(chǎn)生了橢圓變形。在高度方向，由于溫度分布和質(zhì)量分布不均勻，則變形量上大下小。為了保證活塞在工作時與氣缸壁間保持比較均勻的間隙，以免在氣缸內(nèi)卡死或引起局部磨損，必須在結(jié)構(gòu)上采取各種措施。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),1）冷態(tài)下將活塞制成其裙部斷面為長軸垂直于活塞銷方向的橢圓，軸線方向為上小下大的近似圓錐形。2）活塞銷座附近的裙部外表面制成凹陷0.5～1mm。圖2-27開槽活塞3）在活塞裙部受側(cè)壓力小的一側(cè)開“П”形槽或“Τ”形槽，如圖2-27所示。其中橫槽稱絕熱槽，可減少從活塞頭部向裙部的傳熱，使裙部膨脹量減少；縱槽稱膨脹槽，使裙部具有彈性，這樣冷態(tài)下的間隙可減小，熱態(tài)下又因切槽的補償作用，使活塞不致卡死在氣缸中。4）采用雙金屬活塞。有些鋁合金活塞在活塞銷座孔處嵌入線膨脹系數(shù)小的“恒范鋼片”或“筒形鋼片”，其作用是牽制活塞裙部的膨脹量。桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)活塞就嵌入了恒范鋼片。采用上述措施后，活塞裙部與氣缸壁之間的冷態(tài)裝配間隙便可減小，使發(fā)動機(jī)不產(chǎn)生冷“敲缸”現(xiàn)象。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、活塞的維修活塞的損傷主要是磨損。包括活塞環(huán)槽的磨損、活塞裙部的磨損、活塞銷座孔的磨損。其次活塞刮傷、頂部燒蝕和脫頂屬于非正常的損傷形式。（1）活塞的選配當(dāng)氣缸的磨損超過規(guī)定值及活塞發(fā)生異常損壞時，必須對氣缸進(jìn)行修復(fù)，并且要根據(jù)氣缸的修理尺寸選配活塞，以恢復(fù)恢復(fù)正常的配合間隙。選配活塞時要注意以下幾點：1）選用同一修理尺寸和同一分組尺寸的活塞?；钊共康某叽缡晴M磨氣缸的依據(jù)，即氣缸的修理尺寸是哪一級，也要選用哪一級修理尺寸的活塞。由于活塞的分組，只有在選用同一分組活塞后，才能按選定活塞的裙部尺寸進(jìn)行鏜磨氣缸。2）同一發(fā)動機(jī)必須選用同一廠牌的活塞?；钊麘?yīng)成套選配，以保證其材料和性能的一致性。3）在選配的成套活塞中，尺寸差和質(zhì)量差應(yīng)符合要求。成套活塞中，其尺寸差一般為0.02mm～0.025mm，質(zhì)量差一般為4g～8g，銷座孔的涂色標(biāo)記應(yīng)相同。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）活塞的檢測1）活塞裙部尺寸的檢測在活塞下部離裙部底邊約15mm、與活塞銷垂直方向處用千分尺測量活塞裙部直徑。2）配缸間隙的檢測活塞與氣缸壁之間的間隙稱為配缸間隙，此間隙應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)的配缸間隙為0.045mm。檢測時可用量缸表測量氣缸的直徑，用外徑千分尺測量活塞的直徑，兩者之差即為配缸間隙。也可如圖2-29所示，將活塞（不裝活塞環(huán)）放入氣缸中，用塞尺測量其間隙值。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.1活塞,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),1、活塞環(huán)的構(gòu)造活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)兩種，其結(jié)構(gòu)如圖2-30所示。氣環(huán)的作用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止高溫、高壓的燃?xì)饴┤肭S箱，同時將活塞頂部的熱量傳導(dǎo)到氣缸壁，再由冷卻液或空氣帶走。一般發(fā)動機(jī)每個活塞上裝有2～3道氣環(huán)。氣環(huán)為一帶有切口的彈性片狀圓環(huán)，在自由狀態(tài)下，氣環(huán)的外徑略大于氣缸的直徑，當(dāng)環(huán)裝入氣缸后，產(chǎn)生彈力使環(huán)壓緊在氣缸壁上，其切口具有一定的間隙。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),油環(huán)用來刮除氣缸壁上多余的潤滑油，并在氣缸壁上布上一層均勻的油膜。通常發(fā)動機(jī)上有1～2道油環(huán)。油環(huán)有兩種結(jié)構(gòu)形式：整體式和組合式。整體式油環(huán)其外圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或縫隙。組合油環(huán)由上、下刮片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力的襯簧組成。這種環(huán)環(huán)片很薄，對氣缸壁的比壓大，刮油作用強；質(zhì)量?。换赜屯ǖ来?。在高速發(fā)動機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。無論活塞上行或下行，油環(huán)都能將氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。油環(huán)的刮油作用如圖2-30所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（1）活塞環(huán)的間隙發(fā)動機(jī)工作時，活塞、活塞環(huán)都會發(fā)生熱膨脹，并且，活塞環(huán)隨著活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動時，有徑向脹縮變形現(xiàn)象。為防止環(huán)卡死在缸內(nèi)或脹死在環(huán)槽中，安裝時，活塞環(huán)應(yīng)留有端隙、側(cè)隙和背隙，如圖2-32所示。端隙Δ1又稱為開口間隙，是活塞環(huán)在冷態(tài)下裝入氣缸后，該環(huán)在上止點時環(huán)的兩端頭的間隙。一般為0.25～0.50mm之間。側(cè)隙Δ2又稱邊隙，是指活塞環(huán)裝入活塞后，其側(cè)面與活塞環(huán)槽之間的間隙。第一環(huán)因工作溫度高，間隙較大，一般為0.04～0.10mm，其它環(huán)一般為0.03～0.07mm。油環(huán)側(cè)隙較氣環(huán)小。背隙Δ3是活塞及活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底部間的間隙，一般為0.50～1.00mm。油環(huán)背隙較氣環(huán)大，以增大存油間隙，利于減壓泄油。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）氣環(huán)的密封原理圖活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸內(nèi)徑大，因此，它隨活塞一起裝入氣缸后，便產(chǎn)生彈力F1而緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，使燃?xì)獠荒芡ㄟ^環(huán)與氣缸接觸面的間隙?；钊h(huán)在燃?xì)鈮毫ψ饔孟拢瑝壕o在環(huán)槽的下端面上，形成第二密封面，于是燃?xì)饫@流到環(huán)的背面，并發(fā)生膨脹，其壓力降低。同時，燃掘壓力對環(huán)背的作用力F2使環(huán)更緊地貼在氣缸壁上，形成對第一密封面的第二次密封，如圖2-33所示。燃?xì)鈴牡谝坏罋猸h(huán)的切口漏到第二道氣環(huán)的上平面時壓力已有所降低，又把這道氣環(huán)壓貼在第二環(huán)槽的下端面上，于是，燃?xì)庥掷@流到這個環(huán)的背面，再發(fā)生膨脹，其壓力又進(jìn)一步降低。如此下去，從最后一道氣環(huán)漏出來的燃?xì)?，其壓力和流速已大大減小,因而漏氣量也就很少了。為減少氣體泄漏，將活塞環(huán)裝入氣缸時，各道環(huán)的開口應(yīng)相互錯開。如有三道環(huán)，則各道環(huán)開口應(yīng)沿圓周成1200夾角；如有四道環(huán)，則第一、二道互錯1800，第二、三道互錯900，第三、四道互錯1800，形成迷宮式的路線，增大漏氣阻力，減少漏氣量。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）氣環(huán)的泵油現(xiàn)象由于側(cè)隙和背隙的存在，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，活塞環(huán)便產(chǎn)生了泵油現(xiàn)象，如圖2-34所示?；钊滦袝r，環(huán)靠在環(huán)槽上方，環(huán)從缸壁上刮下來的潤滑油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞上行時，環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時將機(jī)油擠壓到環(huán)槽上方。如此反復(fù)，就將缸壁上的機(jī)油泵入燃燒室。泵油現(xiàn)象會使燃燒室內(nèi)形成積炭，同時增加機(jī)油消耗，并且可能在環(huán)槽中形成積炭，修理環(huán)卡死，失去密封作用，甚至折斷活塞環(huán)。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（4）氣環(huán)的種類氣環(huán)按其斷面形狀分有多種，如圖2-35所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、活塞環(huán)的維修活塞環(huán)的損傷主要是磨損，隨著磨損的加劇，活塞環(huán)的彈力逐漸減弱，端隙、側(cè)隙、背隙增大。此外，活塞環(huán)還可能折斷。（1）活塞環(huán)的選配除有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的活塞環(huán)以外，還有與各級修理尺寸氣缸、活塞相對應(yīng)的加大尺寸的活塞環(huán)。發(fā)動機(jī)修理時，應(yīng)按照氣缸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸或修理尺寸，選用與氣缸、活塞同級別的活塞環(huán)。在大修時，優(yōu)先使用活塞、活塞銷及活塞環(huán)成套供應(yīng)配件。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）活塞環(huán)的檢驗為了保證活塞環(huán)與活塞環(huán)槽及氣缸的良好配合，在選配活塞環(huán)時，還應(yīng)對活塞環(huán)彈力、環(huán)的漏光度、端隙、側(cè)隙、背隙等進(jìn)行檢測，當(dāng)其中任何一項不符合要求時，均應(yīng)重新選配活塞環(huán)。1）活塞環(huán)端隙的檢驗將活塞環(huán)平正地放入氣缸內(nèi)，用活塞頂部把它推平，然后用塞尺測量開口處的間隙，如圖2-37所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2）活塞環(huán)側(cè)隙的檢驗將活塞環(huán)放入環(huán)槽內(nèi)，圍繞環(huán)槽滾動一周，應(yīng)能自由滾動，既不松動，又無阻滯現(xiàn)象。用厚薄規(guī)按圖2-38所示的方法測量，其值符合要求。如側(cè)隙過小，可將活塞環(huán)放在有平板的砂布上研磨，不允許加工活塞；如側(cè)隙過大，則應(yīng)另選活塞環(huán)。3）活塞環(huán)背隙的檢驗在實際測量中，活塞環(huán)背隙通常以槽深和環(huán)厚之差來表示。檢驗活塞環(huán)背隙的經(jīng)驗方法是：將活塞環(huán)置入環(huán)槽內(nèi)，如活塞環(huán)低于環(huán)槽岸，能轉(zhuǎn)動自如，且無松曠感覺，則間隙合適。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),4）活塞環(huán)彈力的檢驗活塞環(huán)的彈力是指活塞環(huán)端隙達(dá)到規(guī)定值時作用在活塞環(huán)上的徑向力?；钊h(huán)的彈力是保證氣缸密封的必要條件。彈力過弱，氣缸密封性變差，燃潤料消耗增加，燃燒室積炭嚴(yán)重，發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性降低。彈力過大使環(huán)的磨損加劇?；钊h(huán)的彈力可用活塞環(huán)彈力檢驗儀檢驗，其值應(yīng)符合規(guī)定的要求。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),5）活塞環(huán)漏光度的檢驗活塞環(huán)漏光度用于檢查活塞環(huán)的外圓與缸壁貼合的良好程度。漏光度的檢查方法如圖2-39所示，將活塞環(huán)平正地放入氣缸內(nèi)，用活塞頂部把它推平，在氣缸下部放置一發(fā)亮的燈泡，在活塞環(huán)上放一直徑略小于氣缸內(nèi)徑，能蓋住活塞環(huán)內(nèi)圓的蓋板，然后從氣缸上部觀察漏光處及其對應(yīng)的圓心角。一般要求活塞環(huán)局部漏光每處不大于250；最大漏光縫隙不大于0.03mm；每環(huán)漏光處不超過2個，每環(huán)總漏光度不大于450；在活塞環(huán)開口處300范圍內(nèi)不允許有漏光現(xiàn)象。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.2活塞環(huán),,活塞銷的作用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。1、活塞銷的構(gòu)造為了減輕質(zhì)量，活塞銷一般做成空心圓柱，，空心柱可以是、組合形或兩段截錐形，如圖2-40所示。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.3活塞銷,,活塞銷的連接方式有兩種：全浮式和半浮式，如圖2-41所示。全浮式連接是指在發(fā)動機(jī)工作溫度時，活塞銷與銷座、活塞銷與連桿小頭之間都是間隙配合，可以相互轉(zhuǎn)動。這種連接方式增大了實際接觸面積，減小了磨損且使磨損均勻，被廣泛采用。為防止工作時，活塞銷從孔中滑出，必須用卡環(huán)將其固定在銷座孔內(nèi)。半浮式連接是指銷與座孔或銷與連桿小頭兩處，一處固定，一處浮動。其中大多數(shù)采用銷與連桿小頭固定的方式?？梢詫⒒钊N壓配在連桿小頭孔內(nèi)，也可將活塞銷中部與連桿小頭用緊固螺栓連接。這種方式不需要卡環(huán)，也不需要連桿襯套。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.3活塞銷,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、活塞銷的維修（1）活塞銷的選配發(fā)動機(jī)大修時，一般應(yīng)更換活塞銷?；钊N的選配原則是：同一臺發(fā)動機(jī)應(yīng)選用同一廠牌、同一修理尺寸的成組活塞銷；活塞銷表面應(yīng)無任何銹蝕和斑點，表面粗糙度Ra不大于0.20μm，圓柱度誤差不大于0.0025mm，質(zhì)量差在10g范圍內(nèi)。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.3活塞銷,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),連桿組的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，推動曲軸轉(zhuǎn)動對外輸出轉(zhuǎn)矩。連桿組件包括連桿、連桿蓋、連桿軸承、連桿螺栓等，如圖2-42所示。連桿和連桿蓋統(tǒng)稱為連桿。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),1、連桿組的構(gòu)造（1）連桿連桿由小頭、桿身、大頭三部分組成。連桿小頭與活塞銷連接。采用全浮式連接時，小頭孔中有減磨的青銅襯套，小頭和襯套上鉆有集油槽，用來收集飛濺到的潤滑油進(jìn)行潤滑。有些發(fā)動機(jī)連桿小頭采用壓力潤滑，則在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向油道。連桿桿身制成“工”字形斷面，以求在強度和剛度足夠的前提下減小質(zhì)量。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸連接。為便于安裝，連桿大頭一般做成剖分式，被分開的部分稱作連桿蓋，用連桿螺栓緊固在連桿大頭上。連桿蓋與連桿大頭是組合加工的，為防止裝配時配對錯誤，在同一側(cè)刻有配對記號，如圖2-43所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),連桿大頭的切口形式分為平切口和斜切口兩種。平切口連桿的剖分面垂直于連桿軸線，一般汽油機(jī)連桿大頭尺寸小于氣缸直徑，可以采用平切口。柴油機(jī)連桿受力較大，尺寸往往超過氣缸直徑，為使連桿大頭能通過氣缸，拆裝方便，一般采用斜切口。連桿大頭與連桿蓋必須定位。平切口的定位是利用連桿螺栓上精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分，與經(jīng)過精加工的螺栓孔來保證的。斜切口連桿的大頭剖分面與連桿軸線成300～600的夾角，在工作中受到慣性力的拉伸，在切口方向有一個較大的橫向分力，必須采用可靠的定位措施。常用方法有幾種，如圖2-44所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）連桿螺栓連桿螺栓經(jīng)常承受交變載荷的作用，一般采用韌性較高的優(yōu)質(zhì)合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛制成型。拆裝時，連桿螺栓必須以原廠規(guī)定的擰緊力矩，分2～3次均勻地擰緊。桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)連桿螺栓的擰緊力矩為30Nm，接著再轉(zhuǎn)動1800。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（3）連桿軸承連桿軸承也稱連桿軸瓦（俗稱小瓦），裝在連桿大頭內(nèi)，保護(hù)連桿軸頸和連桿大頭孔。由于其工作時承受較大的交變載荷，且潤滑困難，要求它具有足夠的強度、良好的減磨性和耐腐蝕性。連桿軸承由鋼背和減磨層組成，為兩半分開形式。鋼背由厚l～3mm的低碳鋼制成，是軸承的基體，減摩層是由澆鑄在鋼背內(nèi)圓上厚為0.3～0.7mm的薄層減摩合金制成，減磨合金具有保持油膜，減少摩擦阻力和易于磨合的作用，如圖2-45所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2、連桿組的維修（1）連桿的檢修連桿的損傷有桿身的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形；小頭孔和大頭側(cè)面的磨損。其中變形最為常見。1）連桿變形的檢驗連桿變形的檢驗在連桿檢驗儀上進(jìn)行，如圖2-46所示。檢驗儀上的棱形支撐軸能保證連桿大端承孔軸向與檢驗平板垂直。測量工具是一個帶V形槽的“三點規(guī)”，三點規(guī)上的三點構(gòu)成的平面與V形槽的對稱平面垂直，兩下測點的距離為100mm，上測點與兩下測點連線的距離也是100mm。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),檢驗方法如下：①將連桿大頭的軸承蓋裝好（不裝軸承），按規(guī)定力矩把螺栓擰緊，檢查連桿大頭孔的圓度和圓柱度應(yīng)符合要求;裝上已修配好的活塞銷。②把連桿大頭裝在檢驗儀的支撐軸上，擰緊調(diào)整螺釘使定心塊向外擴(kuò)張，把連桿固定在檢驗儀上。③將V形檢驗塊兩端的V形定位面靠在活塞銷上，觀察V形三點規(guī)的三個接觸點與檢驗平板的接觸情況，即可檢查出連桿的變形方向和變形量。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),A、三點規(guī)的三個測點都與平板接觸，說明連桿沒有變形。B、若上測點與平板接觸，兩下測點不接觸且與平板距離一致；或兩下測點與平板接觸而上測點不接觸，表明連桿彎曲。用厚薄規(guī)測出測點與平板的間隙，即為連桿在100mm長度上的彎曲度，如圖2-47a)所示。C、若只有一個下測點與平板接觸，另一個下測點與平板不接觸，且間隙為上測點與平板間隙的兩倍，這時下測點與平板的間隙即為連桿在100mm長度上的扭曲度，如圖2-47b)所示。圖2-47連桿彎扭檢驗D、如果一個下測點與平板接觸，但另一個下測點與平板的間隙不等于上測點間隙的兩倍，這時連桿彎扭并存。下測點與平板的間隙為連桿的扭曲度，上測點間隙與下測點間隙一半的差值為連桿的彎曲度。E、測出連桿小頭端面與平板的距離，然后將連桿翻轉(zhuǎn)1800后再測此距離，若數(shù)值不相等，即說明連桿有雙重彎曲，兩次測量數(shù)值之差為連桿雙重彎曲度。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2）連桿變形的校正經(jīng)檢驗，如果彎、扭超過規(guī)定值，應(yīng)記住彎、扭方向和數(shù)值，進(jìn)行校正。連桿彎曲的校正可在壓床或彎曲校正器上進(jìn)行，用彎曲校正器校正連桿彎曲的方法如圖2-48所示。連桿扭曲的校正可將連桿夾在虎鉗上，用扭曲校正器、長柄扳鉗或管子鉗進(jìn)行校正，用扭曲校正器校正連桿扭曲的方法如圖2-49所示。校正時注意：先校扭，再校彎；避免反復(fù)過校正。校正后要進(jìn)行時效處理，消除彈性后效作用。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）連桿襯套的檢修1）連桿襯套的選配對于全浮式安裝的活塞銷，連桿小頭內(nèi)壓裝有連桿襯套。發(fā)動機(jī)在大修時，在更換活塞、活塞銷的同時，必須更換連桿襯套，以恢復(fù)其正常配合。連桿襯套與連桿小頭應(yīng)有一定量的過盈，如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)的過盈量為0.06～0.10mm，以保證襯套在工作時不走外圓。可通過分別測量連桿小頭內(nèi)徑（如圖2-50所示）和新襯套外徑(如圖2-51所示)的方法求得過盈量。新襯套的壓入可在臺虎鉗上進(jìn)行。壓入前，應(yīng)檢查連桿小頭有無毛刺，以免擦傷襯套外圓。壓入時，襯套倒角應(yīng)朝向連桿小頭倒角一側(cè)，并將其放正，同時對正襯套的油孔和連桿小頭油孔，確保潤滑油暢通。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),2）連桿襯套的修配活塞銷與連桿襯套的配合，在常溫下應(yīng)有0.005～0.010mm的間隙，接觸面積應(yīng)在75％以上。配合間隙過小，可將連桿夾到內(nèi)圓磨床上進(jìn)行磨削，并留有研磨余量。再將活塞銷插入連桿襯套內(nèi)配對研磨，研磨時可加少量機(jī)油，將活塞銷夾在臺虎鉗上，沿活塞銷軸線方向扳動連桿，應(yīng)有無間隙感覺（如圖2-52所示）。加入機(jī)油扳動時無“氣泡”產(chǎn)生，把連桿置于與水平面成750角時應(yīng)能停住，輕拍連桿徐徐下降，此時配合間隙為合適。經(jīng)過加工的襯套，應(yīng)能用大拇指把活塞銷推入連桿襯套內(nèi)，并有無間隙感覺，如圖2-53所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),3、V型發(fā)動機(jī)連桿的布置形式V形發(fā)動機(jī)由于左右兩缸的連桿裝在同一個連桿軸頸上，故其結(jié)構(gòu)隨安裝布置而不同，有如下三種形式，如圖2-54所示。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),①并列式。兩個相同的連桿一前一后并列地安裝在同一個連桿軸頸上，這種連桿可以通用，結(jié)構(gòu)與單列式發(fā)動機(jī)的連桿相同，只是大頭寬度一般要稍小一些。但因左右氣缸要在軸向錯開一段距離，致使發(fā)動機(jī)的長度增加，曲軸的長度增加，剛度降低。②主副連桿式。它是在左右兩列氣缸中，一列氣缸采用主連桿，其大頭直接安裝在連桿軸頸的全長上，另一列氣缸采用副連桿，其大頭與主連桿上的大頭（或連桿蓋）上的兩個凸耳用銷作鉸鏈連接。這種結(jié)構(gòu)的連桿在同一個平面上運動，故氣缸中心線位于一平面內(nèi)，發(fā)動機(jī)長度不增加。缺點是連桿不能互換。③叉形連桿式。左右兩列氣缸的對應(yīng)兩個連桿中，一個連桿的大頭做成叉形，跨于另一個連桿的厚度較小的片形大頭兩端。這種布置的優(yōu)點是：兩列氣缸中的活塞連桿組的運動規(guī)律相同；左右對應(yīng)的兩氣缸軸心線不需要在曲軸軸向上錯位。其缺點是叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)和制造較復(fù)雜，大頭的剛度也不高。,2.3活塞連桿組的構(gòu)造與維修2.3.4連桿組,,曲軸飛輪組由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、曲軸主軸承、曲軸皮帶輪、正時鏈輪（或齒輪）等組成，如圖2-55所示為桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)曲軸飛輪組的組成。,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),曲軸的作用是把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩并對外輸出，同時，還驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)和其他輔助裝置（如發(fā)電機(jī)、水泵、轉(zhuǎn)向油泵等）。1、曲軸的構(gòu)造曲軸的基本結(jié)構(gòu)包括前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端凸緣等，如圖2-56所示。,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修2.4.1曲軸,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),前端軸指曲軸第一道主軸頸之前的部分。它用以安裝正時齒輪（或正時齒形帶輪、或鏈輪）、皮帶輪等。為防止機(jī)油外漏，在曲軸前端有油封裝置；為減小扭轉(zhuǎn)振動，曲軸前端還裝有扭轉(zhuǎn)減振器。主軸頸是曲軸的支承部分。按曲軸主軸頸的數(shù)目，可以把曲軸分為全支承曲軸和非全支承曲軸兩種。在每個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸者，稱為全支承曲軸，否則為非全支承。顯然全支承曲軸的主軸頸數(shù)比連桿軸頸數(shù)多一個，這種支承方式曲軸剛度好，但長度較長，如圖2-57所示。由此可見，直列發(fā)動機(jī)全支承曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)多一個；V型發(fā)動機(jī)全支承曲軸的主軸頸數(shù)是氣缸數(shù)的一半加一個。,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修2.4.1曲軸,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),連桿軸頸是曲軸和連桿相連的部分，連桿大頭安裝在曲軸的連桿軸頸上。曲柄是連接曲軸主軸頸和連桿軸頸的部分。在曲軸的主軸頸、曲柄、連桿軸頸上鉆有貫通的油道，以使主軸頸內(nèi)的潤滑油經(jīng)此油道流至連桿軸頸進(jìn)行潤滑。平衡重用來平衡連桿大頭、連桿軸頸和曲柄等產(chǎn)生的離心力及其力矩，有時還平衡部分往復(fù)慣性力，使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。如圖2-58所示的四缸發(fā)動機(jī)，從整體來說，其慣性力及力矩是平衡的，但曲軸局部卻受彎矩M1-2、M3-4作用，造成曲軸彎曲變形。如果在曲柄的相反方向上設(shè)置平衡重，就能使其產(chǎn)生的力矩與上述慣性力矩M1-2、M3-4相平衡。曲軸后端是最后一道主軸頸之后的部分。有安裝飛輪用的凸緣，為防止機(jī)油從后端泄漏，后端也安裝有油封裝置。,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修2.4.1曲軸,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（1）曲軸的軸向定位曲軸作為轉(zhuǎn)動件，必須與其固定件之間有一定的軸向間隙。而在發(fā)動機(jī)工作時，曲軸經(jīng)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(xiàn)的軸向力作用而有軸向竄動的趨勢。曲軸的軸向竄動將破壞曲柄連桿機(jī)構(gòu)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(yīng)允許它能自由伸長，故曲軸上只能有一處設(shè)置軸向定位裝置，該裝置可設(shè)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(xiàn)的。止推裝置有翻邊軸瓦、止推片、止推環(huán)等多種形式，如圖2-59所示。,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修2.4.1曲軸,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),（2）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(gòu)成一個曲拐，如圖2-60所示。曲軸的曲拐數(shù)取決于發(fā)動機(jī)氣缸的數(shù)目和排列方式。直列式發(fā)動機(jī)曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)；V型發(fā)動機(jī)曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。曲拐的布置（即曲拐的相對位置）除了與氣缸數(shù)、氣缸排列方式有關(guān)外，還與發(fā)動機(jī)工作順序有關(guān)。在安排發(fā)動機(jī)工作順序時，應(yīng)注意使連續(xù)作功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn)些，以減輕主軸承的載荷，同時避免進(jìn)氣干涉而影響充氣量；作功間隔力求均勻，在發(fā)動機(jī)完成一個工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，每個氣缸應(yīng)作功一次，以保證發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；曲拐布置盡可能對稱、均勻。如多缸發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)為i，則發(fā)動機(jī)作功間隔角為7200/i。,2.4曲軸飛輪組的構(gòu)造與維修2.4.1曲軸,,,第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu),常見幾種多缸發(fā)動機(jī)曲拐的布置和工作順序